WO2020008864A1 - 心電計測システムおよび心電送信機 - Google Patents

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WO2020008864A1
WO2020008864A1 PCT/JP2019/024104 JP2019024104W WO2020008864A1 WO 2020008864 A1 WO2020008864 A1 WO 2020008864A1 JP 2019024104 W JP2019024104 W JP 2019024104W WO 2020008864 A1 WO2020008864 A1 WO 2020008864A1
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electrocardiographic
terminal
signal
transmitter
statistic
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PCT/JP2019/024104
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敦行 中野
良治 木下
比恵島　徳寛
内田　智之
証英 原田
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ニプロ株式会社
原田電子工業株式会社
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    • A61B2560/0209—Operational features of power management adapted for power saving

Definitions

  • the present invention relates to an electrocardiographic measurement system capable of monitoring the heart condition of a subject and an electrocardiographic transmitter used in the system.
  • a patient with heart disease is equipped with a portable electrocardiograph equipped with a communication function, continuously transmits electrocardiogram data to the mobile terminal in real time, and the server receives electrocardiogram data transmitted from the mobile terminal
  • an electrocardiogram monitoring system has been proposed for marking the time of occurrence of the irregular heartbeat on a server to facilitate a doctor's diagnosis (for example, Patent Document 1). .
  • the detection device attached to the subject detects that an abnormal waveform indicating the arrhythmia is included in the electrocardiogram being measured, and outputs a detection signal around the subject.
  • an alarm system which can alert a person around a subject by transmitting it to a communication terminal to promptly deal with arrhythmia (for example, Patent Document 2).
  • the portable electrocardiograph continuously transmits electrocardiogram data to the mobile terminal in real time, so that power consumption tends to increase.
  • the increase in power consumption is a barrier to continuous measurement for a long period of time (for example, one month or more).
  • a long period of time for example, one month or more.
  • the size and weight of a battery and a portable electrocardiograph containing a battery are increased. Is inevitable.
  • An increase in the size and weight of the portable electrocardiograph worn on the body continuously for a long period of time leads to inconvenience in handling for the subject.
  • the portable detection device detects in real time that an abnormal waveform indicating an arrhythmia is included in the electrocardiogram being measured, and directs the detection signal to a communication terminal around the user. Sending. Therefore, signal processing and algorithms for detecting arrhythmia become extremely complicated, and power consumption tends to increase. Further, since there is no function of transmitting the electrocardiogram to the outside, a doctor cannot diagnose the electrocardiogram in detail.
  • An object of the present invention is to provide an electrocardiographic measurement system capable of monitoring the heart condition of a subject over a long period of time.
  • Another object of the present invention is to provide an electrocardiographic transmitter that consumes less power and that can reduce the size and weight of batteries and devices.
  • the present invention includes an electrocardiographic signal detection circuit that detects an electrocardiographic signal, and a wireless communication circuit that wirelessly transmits an electrocardiographic signal, and is a wearable type that is worn on the body of the subject ECG transmitter,
  • the present invention also includes an electrocardiogram signal detection circuit that detects an electrocardiogram signal, and a wireless communication circuit that wirelessly transmits the electrocardiogram signal, and a wearable electrocardiographic transmitter that is worn on the body of the subject,
  • the ECG transmitter statistically processes the ECG signal to calculate a statistic, determines whether the statistic is outside a predetermined range, and determines that the statistic is outside the predetermined range.
  • electrocardiogram data based on an electrocardiogram signal is transmitted to the terminal, while if the statistic is within a predetermined range, the electrocardiogram data is not transmitted to the terminal.
  • the present invention also includes an electrocardiogram signal detection circuit that detects an electrocardiogram signal, and a wireless communication circuit that wirelessly transmits the electrocardiogram signal, and a wearable electrocardiographic transmitter that is worn on the body of the subject,
  • the electrocardiographic signal is statistically processed to calculate the statistic
  • the signal processing and the algorithm can be simplified.
  • the statistics are within a predetermined range (for example, within a normal range)
  • the power required for data transmission can be saved by not transmitting the electrocardiogram data to the terminal. Therefore, the power consumption is small, the size and weight of the battery and the device are reduced, and the heart condition of the subject can be monitored over a long period of time.
  • a host device that receives and stores electrocardiogram data wirelessly transmitted from the terminal.
  • the electrocardiogram data is stored in the host device, even when the host device is installed at a location remote from the electrocardiographic transmitter and the terminal, the doctor remotely and in detail diagnoses the electrocardiogram of the subject. It becomes possible to do.
  • the statistic is at least one parameter selected from the group consisting of an average value, a minimum value, a maximum value, a median value, a mode value, a variance and a standard deviation of the heart rate within a predetermined time. Preferably, there is.
  • these statistics can be calculated by simple signal processing and algorithms, so that power consumption can be reduced.
  • the electrocardiographic transmitter transmits a part of the electrocardiogram data to the terminal at a predetermined time interval even when the statistic is within a predetermined range.
  • the present invention also provides an electrocardiographic signal detection circuit for detecting an electrocardiographic signal, A wireless communication circuit that wirelessly transmits an electrocardiographic signal to an external terminal, a wearable electrocardiographic transmitter that is mounted on the body of the subject, Statistical processing of the electrocardiogram signal to calculate a statistic, the statistic is transmitted to the terminal, When the statistic is out of the predetermined range, the terminal transmits the electrocardiogram data based on the electrocardiogram signal to the terminal, while when the statistic is in the predetermined range, the terminal transmits the electrocardiogram data to the terminal. Is not transmitted to the server.
  • the present invention also provides an electrocardiographic signal detection circuit for detecting an electrocardiographic signal, A wireless communication circuit that wirelessly transmits an electrocardiographic signal to an external terminal, a wearable electrocardiographic transmitter that is mounted on the body of the subject, Statistical processing of the electrocardiogram signal to calculate a statistic, determine whether the statistic is outside a predetermined range, and, based on the electrocardiogram signal when the statistic is outside the predetermined range, Transmitting the electrocardiogram data to the terminal, while not transmitting the electrocardiogram data to the terminal when the statistic is within a predetermined range.
  • the present invention An electrocardiographic signal detection circuit for detecting an electrocardiographic signal, A wireless communication circuit that wirelessly transmits an electrocardiographic signal to an external terminal, a wearable electrocardiographic transmitter that is mounted on the body of the subject, Generating a synchronization signal synchronized with the electrocardiographic signal, transmitting the synchronization signal to the terminal, When the statistic of the ECG signal calculated from the synchronization signal by the terminal is out of a predetermined range, the terminal transmits ECG data based on the ECG signal to the terminal, while the statistic is predetermined. If it is within the range, the ECG data is not transmitted to the terminal.
  • the electrocardiographic signal is statistically processed to calculate the statistic
  • the signal processing and the algorithm can be simplified.
  • the statistics are within a predetermined range (for example, within a normal range)
  • the power required for data transmission can be saved by not transmitting the electrocardiogram data to the terminal. Therefore, the power consumption is small, the size and weight of the battery and the device are reduced, and the heart condition of the subject can be monitored over a long period of time.
  • the statistic is at least one parameter selected from the group consisting of an average value, a minimum value, a maximum value, a median value, a mode value, a variance and a standard deviation of the heart rate within a predetermined time. Preferably, there is.
  • these statistics can be calculated by simple signal processing and algorithms, so that power consumption can be reduced.
  • an electrocardiographic measurement system capable of monitoring the heart condition of a subject over a long period of time.
  • an electrocardiographic transmitter that consumes less power and that can reduce the size and weight of batteries and devices.
  • FIG. 1A is a perspective view illustrating an embodiment of an electrocardiographic transmitter according to the present invention
  • FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating an example of a state in which the electrocardiographic transmitter is mounted on a chest of a subject
  • FIG. 1C is an explanatory diagram showing an example of a state in which an electrocardiogram is displayed on a display of the terminal.
  • 2A is a plan view
  • FIG. 2B is a bottom view showing a state where an electrode pad is removed, showing an example of an external appearance of a main body of the electrocardiographic transmitter.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an electrical configuration of an electrocardiographic transmitter. It is a lineblock diagram showing one embodiment of an electrocardiogram measurement system concerning the present invention.
  • FIG. 9 is a graph illustrating an example of an electrocardiogram waveform
  • FIG. 9B is a graph illustrating an example of a synchronization pulse of the electrocardiogram waveform.
  • 11 is a flowchart illustrating still another example of the operation of the electrocardiographic transmitter and the terminal.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of the operation of the heart rate monitor and the terminal.
  • FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of an electrocardiographic transmitter 1 according to the present invention.
  • FIG. 1B is an explanatory diagram illustrating an example of a state in which the electrocardiographic transmitter 1 is mounted on the chest of the subject PA.
  • FIG. 1C is an explanatory diagram illustrating an example of a state in which an electrocardiogram is displayed on the display 51 of the terminal 50.
  • a power switch 11 is provided on the main body 10 of the electrocardiographic transmitter 1, and three electrode pads 2, 3, 4 can be mounted on the back side of the main body 10.
  • Such an electrocardiographic transmitter 1 is mounted so that the electrode pads 2, 3, and 4 are electrically connected to the chest of the subject PA, so that an electrocardiographic signal can be measured.
  • the external shape of the electrocardiographic transmitter 1 is not limited at all, as long as the electrocardiographic signal of the subject PA can be measured.
  • the electrode pads 2, 3, and 4 cannot be attached to and detached from the main body 10. It may have a body shape, and the number of electrode pads may be two or three or more.
  • the electrocardiographic transmitter 1 is, for example, Bluetooth (registered trademark) (Near Field Communication), NFC (Near Field Communication), personal area network (Personal Area Network: PAN), wireless LAN (Local Area Network), WiFi ( It is wirelessly connected to the terminal 50 via a wireless communication standard that assumes a relatively short distance such as Wireless Fidelity.
  • Bluetooth registered trademark
  • NFC Near Field Communication
  • PAN Personal Area Network
  • PAN Personal Area Network
  • wireless LAN Local Area Network
  • WiFi It is wirelessly connected to the terminal 50 via a wireless communication standard that assumes a relatively short distance such as Wireless Fidelity.
  • the terminal 50 includes, for example, a smartphone, a handheld computer, a tablet PC, a desktop PC, and the like, and various software can be installed therein. Among them, by installing dedicated software specialized for the electrocardiographic measurement system according to the present invention, Receives an electrocardiographic signal wirelessly transmitted from the electrocardiographic transmitter 1, performs signal processing, and stores the electrocardiogram and various electrocardiographic parameters (for example, the respiratory rate RR and the heart rate HR) of the subject PA in a memory. Or display on the display 51 or transfer to an external host device (not shown).
  • the terminal 50 wirelessly communicates with the host device via a wireless communication standard that assumes a relatively long distance, such as a wireless LAN (Local Area Network), WiFi (Wireless Fidelity), 3G, 4G (LTE), 5G, or the Internet. Connected.
  • a wireless communication standard that assumes a relatively long distance, such as a wireless LAN (Local Area Network), WiFi (Wireless Fidelity), 3G, 4G (LTE), 5G, or the Internet. Connected.
  • FIG. 2A and 2B show an example of the external appearance of the main body 10 of the electrocardiographic transmitter 1
  • FIG. 2A is a plan view
  • FIG. 2B is a bottom view showing a state in which electrode pads are removed.
  • the main body 10 of the electrocardiographic transmitter 1 has a generally triangular shape with rounded corners, and a slide-type power switch 11 is provided on a side surface.
  • terminals 12, 13, and 14 electrically connected to the electrode pads 2, 3, and 4 are provided on the bottom surface, and the electrode pads 2, 13, and 14 are provided near the terminals 12, 13, and 14, respectively.
  • a pair of fasteners 12a, 13a, 14a mechanically connected to 3, 4 respectively are provided.
  • a battery cover 15 for storing a battery (for example, a button-type battery) is provided at the center of the bottom surface.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of an electrical configuration of the electrocardiographic transmitter 1.
  • the electrocardiographic transmitter 1 includes a differential amplifier 21, a filter 22, an amplifier 23, and an R-wave detection circuit 24 connected to terminals 12, 13, and 14 as an electrocardiogram signal detection circuit. It includes a sensor 25, a CPU (central processing unit) 30 having a built-in A / D (analog-digital) converter 31 and a memory 32, a wireless communication circuit 26, an antenna 27, a power supply circuit 33, and the like.
  • the differential amplifier 21 has a function of detecting an electrocardiographic signal by amplifying a difference between a potential generated at the electrode pad 2 and a potential generated at the electrode pad 4 using a potential generated at the electrode pad 3 located at the center as a ground potential. Have. Thereby, the in-phase component which is noise can be suppressed, and the negative-phase component which is signal can be amplified.
  • the filter 22 includes a high-pass filter that suppresses low-frequency noise such as drift noise, a low-pass filter that suppresses high-frequency noise such as electromyogram signals, and a notch filter that suppresses specific frequency components such as commercial power supply noise. .
  • the amplifier 23 has a function of amplifying the electrocardiographic signal and matching it with the input range of the A / D converter 31.
  • the A / D converter 31 converts the electrocardiographic signal into a digital signal, and the digital signal is stored in the memory 32.
  • the R-wave detection circuit 24 detects the position of the R-wave having the steepest peak in the electrocardiogram waveform (FIG. 9A), generates a synchronization pulse SYN (FIG. 9B) thereof, and provides it to the CPU 30. Based on the detected position of the R wave, the CPU 30 calculates various electrocardiographic parameters such as RR (millisecond: ms), which is the peak interval of the R wave, and heart rate HR (beats / minute: bpm) per unit time. Can be calculated. The CPU 30 can also wirelessly transmit the synchronization pulse SYN synchronized with the R wave to the terminal 50 via the wireless communication circuit 26.
  • RR millisecond: ms
  • HR heart rate
  • the vibration sensor 25 includes a three-axis acceleration sensor, detects the respiration rate, the number of steps, the activity level, and the like of the subject PA, and provides the detected information to the CPU 30 via the A / D converter 31.
  • the CPU 30 operates according to a preset program, and has a function of controlling signal processing such as an electrocardiographic signal and the operation of the entire apparatus.
  • the wireless communication circuit 26 modulates a digital signal such as an electrocardiogram signal or a communication command of the CPU 30 into a high-frequency signal or converts a high-frequency signal received from the terminal 50 into a digital signal according to the above-described wireless communication standard such as Bluetooth (registered trademark). It has the function of demodulating.
  • a digital signal such as an electrocardiogram signal or a communication command of the CPU 30 into a high-frequency signal or converts a high-frequency signal received from the terminal 50 into a digital signal according to the above-described wireless communication standard such as Bluetooth (registered trademark). It has the function of demodulating.
  • the antenna 27 has a function of transmitting a high-frequency signal from the wireless communication circuit 26 and a function of receiving a high-frequency signal from the terminal 50.
  • the power supply circuit 33 includes the power switch 11, a battery, and the like.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing an embodiment of an electrocardiographic measurement system according to the present invention.
  • the electrocardiographic measurement system includes the above-described electrocardiographic transmitter 1, a terminal 50 that wirelessly communicates with the electrocardiographic transmitter 1, and a host device 70 that wirelessly communicates with the terminal 50.
  • the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50 are installed near a patient, while the host device 70 is installed near a medical worker usually waiting at a location remote from the patient.
  • the electrocardiographic transmitter 1 statistically processes an electrocardiographic signal and calculates an average value HRav of the heart rate HR within a predetermined time.
  • the electrocardiographic transmitter 1 continuously transmits electrocardiogram data based on the electrocardiographic signal to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives the electrocardiogram data and transfers it to the host device 70 as it is.
  • the host device 70 saves the transferred electrocardiogram data and provides it for diagnosis of a medical worker.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50.
  • the terminal 50 determines whether the average value HRav is normal or abnormal.
  • initialization is performed in step a1
  • the interval for calculating the average value HRav of the heart rate HR is initially set. Is set.
  • initialization is performed in step b1.
  • the upper limit and lower limit of the normal range of the average value HRav of the heart rate HR, the threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data, the electrocardiogram Initially, a data amount of a partial transmission of data is set.
  • at least the upper and lower limits of the normal range of the average value HRav of the heart rate HR and the threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data are arbitrary, for example, by the subject PA or a medical worker. May be set by In the case of Bluetooth (registered trademark), communication between the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50 is established during initialization and data transmission (the same applies to other flowcharts).
  • the electrocardiographic transmitter 1 starts measuring the electrocardiographic signal in step a2, calculates an average value HRav of the heart rate HR within a predetermined time (for example, one minute) in step a3, and sends the average value HRav to the terminal 50. Send.
  • the terminal 50 receives the average value HRav of the heart rate HR transmitted from the electrocardiographic transmitter 1 in step b2, and then determines in step b3 whether the average value HRav is within a normal range (for example, 30 to 160 bpm). Is determined. If the average value HRav is within the normal range, the process returns to step b2 via step b6 (details will be described later). Thus, when the average value HRav is normal, the subject PA can be judged to be in a lucrative state, so that the power required for data transmission can be saved by not transmitting the electrocardiogram data having a huge data amount to the terminal 50.
  • a normal range for example, 30 to 160 bpm
  • step b3 if the average value HRav is out of the normal range in step b3, the subject PA can be determined to be in a serious condition, and the process proceeds to step b4, and the terminal 50 transmits the electrocardiogram data to the electrocardiogram transmission. Request to machine 1.
  • the ECG transmitter 1 After receiving the ECG data request command in step a4, the ECG transmitter 1 continuously transmits the ECG data based on the ECG signal to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives the electrocardiogram data transmitted continuously in step b5, and transfers it to the host device 70 as it is. In this way, when the average value HRav is abnormal, it becomes possible to provide the medical staff with all the electrocardiogram data of the subject PA.
  • step b6 will be described.
  • the terminal 50 determines whether or not the non-transmission time of the electrocardiogram data has exceeded a predetermined time T1 (for example, one hour) in step b6. If the untransmitted time of the electrocardiogram data exceeds the time T1, the process proceeds to step b7, and the terminal 50 requests the electrocardiographic transmitter 1 to transmit a part (for example, 10 beats) of the electrocardiogram data. . After receiving the ECG data request command in step a5, the ECG transmitter 1 transmits only a part of the ECG data to the terminal 50.
  • a predetermined time T1 for example, one hour
  • the terminal 50 receives a part of the electrocardiogram data in step b8 and transfers it to the host device 70 as it is, and then returns to step b2. In this way, the medical worker can simply diagnose the electrocardiogram of the subject PA.
  • the electrocardiographic transmitter 1 calculates the average value HRav of the heart rate HR.
  • the biological signal information such as the number of R waves measured by the electrocardiographic transmitter 1 is transmitted to the terminal 50.
  • software in the terminal 50 can calculate the average value HRav of the heart rate HR.
  • FIG. 6 is a flowchart showing another example of the operation of the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50.
  • the electrocardiographic transmitter 1 determines whether the average value HRav is normal or abnormal will be described.
  • initialization is performed in step c1, for example, the interval for calculating the average value HRav of the heart rate HR, the heart rate
  • the upper limit and the lower limit of the normal range of the average value HRav of the HR are initially set.
  • step c1 When the dedicated software installed in the terminal 50 is started, initialization is performed in step c1, and for example, a threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data, a data amount of a partial transmission of the electrocardiogram data, and the like are initialized.
  • a threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data For example, a data amount of a partial transmission of the electrocardiogram data, and the like are initialized.
  • the normal range of the average value HRav of the heart rate HR can also be initialized by inputting it at the terminal 50 and transmitting it to the electrocardiographic transmitter 1.
  • the electrocardiographic transmitter 1 starts measuring an electrocardiographic signal in step c2, calculates an average value HRav of the heart rate HR within a predetermined time (for example, 1 minute) in step c3, Send.
  • the terminal 50 receives the average value HRav of the heart rate HR transmitted from the electrocardiographic transmitter 1 in step d2.
  • step c4 the electrocardiographic transmitter 1 determines whether or not the average value HRav is within a normal range (for example, 30 to 160 bpm). If the average value HRav is within the normal range, the process returns to step c3. Thus, when the average value HRav is normal, the subject PA can be judged to be in a lucrative state, so that the power required for data transmission can be saved by not transmitting the electrocardiogram data having a huge data amount to the terminal 50.
  • a normal range for example, 30 to 160 bpm
  • step c4 when the average value HRav is out of the normal range in step c4, the subject PA can be determined to be in a serious condition, and the process proceeds to step c5, where the electrocardiographic transmitter 1 determines the average heart rate HR.
  • the terminal 50 is notified that the value HRav is abnormal.
  • the terminal 50 requests the electrocardiogram transmitter 1 to transmit electrocardiogram data in step d4.
  • the electrocardiogram transmitter 1 After receiving the request command for the electrocardiogram data in step c6, the electrocardiogram transmitter 1 continuously transmits electrocardiogram data based on the electrocardiogram signal to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives the electrocardiogram data continuously transmitted in step d5, and transfers it to the host device 70 as it is. In this way, when the average value HRav is abnormal, it becomes possible to provide the medical staff with all the electrocardiogram data of the subject PA.
  • step d3 will be described.
  • the terminal 50 determines in step d3 whether the untransmitted time of the electrocardiogram data has exceeded a predetermined time T1 (for example, one hour).
  • a predetermined time T1 for example, one hour.
  • the process proceeds to step d6, and the terminal 50 requests the electrocardiographic transmitter 1 to transmit a part (for example, 10 beats) of the electrocardiogram data.
  • the electrocardiographic transmitter 1 After receiving the request command for the electrocardiogram data in step c7, the electrocardiographic transmitter 1 transmits only a part of the electrocardiogram data to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives a part of the electrocardiogram data in step d7 and transfers it to the host device 70 as it is, and then returns to step d2. In this way, the medical worker can simply diagnose the electrocardiogram of the subject PA.
  • the electrocardiographic transmitter 1 calculates the average value HRav of the heart rate HR
  • the biological signal information such as the number of R waves measured by the electrocardiographic transmitter 1 is transmitted to the terminal 50
  • the average value HRav of the heart rate HR can be calculated by software in the terminal 50.
  • FIG. 7 is a flowchart showing still another example of the operation of the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50.
  • step d2 is omitted from the flowchart of FIG. 6, and instead of step c3, the average value HRav of the heart rate HR within a predetermined time (for example, one minute) is calculated, but data transmission is omitted.
  • Step c3a is performed.
  • the electrocardiographic transmitter 1 determines the threshold value of the average value HRav in the next step c4, but does not transmit anything to the terminal 50 when the average value HRav is normal.
  • partial transmission of the electrocardiogram data is performed (step c7). As a result, the frequency of data communication is reduced, thereby reducing power consumption and extending the life of the battery.
  • FIG. 8 is a flowchart showing still another example of the operation of the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50.
  • the electrocardiographic transmitter 1 determines whether the average value HRav is normal or abnormal, and also determines the non-transmission time of the electrocardiogram data.
  • initialization is performed in step c1, for example, the interval for calculating the average value HRav of the heart rate HR, the heart rate
  • the upper limit and the lower limit of the normal range of the average value HRav of the HR are initially set.
  • step c1 When the dedicated software installed in the terminal 50 is started, initialization is performed in step c1, and for example, a threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data, a data amount of a partial transmission of the electrocardiogram data, and the like are initialized.
  • a threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data For example, a data amount of a partial transmission of the electrocardiogram data, and the like are initialized.
  • the normal range of the average value HRav of the heart rate HR can also be initialized by inputting it at the terminal 50 and transmitting it to the electrocardiographic transmitter 1.
  • the electrocardiographic transmitter 1 starts measuring the electrocardiographic signal in step c2, and calculates an average value HRav of the heart rate HR within a predetermined time (for example, one minute) in step c3a. Is not performed.
  • step c4 the electrocardiographic transmitter 1 determines whether or not the average value HRav is within a normal range (for example, 30 to 160 bpm). If the average value HRav is within the normal range, the process returns to step c3a via step c4a (details will be described later). Thus, when the average value HRav is normal, the subject PA can be judged to be in a lucrative state, so that the power required for data transmission can be saved by not transmitting the electrocardiogram data having a huge data amount to the terminal 50.
  • a normal range for example, 30 to 160 bpm
  • step c4 the electrocardiographic transmitter 1 determines based on the electrocardiographic signal.
  • the ECG data is continuously transmitted to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives the electrocardiogram data continuously transmitted in step d5, and transfers it to the host device 70 as it is. In this way, when the average value HRav is abnormal, it becomes possible to provide the medical staff with all the electrocardiogram data of the subject PA.
  • step c4a will be described.
  • the electrocardiographic transmitter 1 determines whether or not the untransmitted time of the electrocardiogram data has exceeded a predetermined time T1 (for example, one hour) in step c4a.
  • a predetermined time T1 for example, one hour
  • the process proceeds to step c7, and the electrocardiographic transmitter 1 transmits only a part (for example, 10 beats) of the electrocardiogram data to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives a part of the electrocardiogram data in step d7 and transfers it to the host device 70 as it is, and then returns after step d1. In this way, the medical worker can simply diagnose the electrocardiogram of the subject PA.
  • FIG. 10 is a flowchart showing still another example of the operation of the electrocardiographic transmitter 1 and the terminal 50.
  • the electrocardiographic transmitter 1 generates a synchronization pulse SYN of an electrocardiogram waveform and wirelessly transmits the synchronization pulse SYN
  • the terminal 50 calculates an average value HRav from the synchronization pulse SYN, and determines whether it is normal or abnormal.
  • initialization is performed in step a1, and, for example, an R-wave detection threshold is initialized.
  • step b1 When the dedicated software installed in the terminal 50 is started, initialization is performed in step b1, for example, the interval for calculating the average value HRav of the heart rate HR, the upper limit of the normal range of the average value HRav of the heart rate HR, and The lower limit, the threshold value of the untransmitted time of the electrocardiogram data, the data amount of partial transmission of the electrocardiogram data, and the like are initialized.
  • the upper and lower limits of the normal range of the average value HRav of the heart rate HR and the threshold value of the non-transmission time of the electrocardiogram data are arbitrary, for example, by the subject PA or a medical worker. May be set by
  • the electrocardiographic transmitter 1 starts measuring an electrocardiographic signal in step a2, generates an R-wave synchronization pulse SYN in step a3a, and transmits it to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives the synchronization pulse SYN transmitted from the electrocardiographic transmitter 1 in step b2a, calculates an average value HRav of the heart rate HR from the synchronization pulse SYN in step b2b, and then calculates the average value HRav in step b3. It is determined whether the value HRav is within a normal range (for example, 30 to 160 bpm). If the average value HRav is within the normal range, the process returns to step b2 via step b6 (for details, see the description of steps b6 to b8 in FIG. 5). Thus, when the average value HRav is normal, the subject PA can be judged to be in a lucrative state, so that the power required for data transmission can be saved by not transmitting the electrocardiogram data having a huge data amount to the terminal 50.
  • a normal range for example, 30 to 160 bpm
  • step b3 if the average value HRav is out of the normal range in step b3, the subject PA can be determined to be in a serious condition, and the process proceeds to step b4, and the terminal 50 transmits the electrocardiogram data to the electrocardiogram transmission. Request to machine 1.
  • the ECG transmitter 1 After receiving the ECG data request command in step a4, the ECG transmitter 1 continuously transmits the ECG data based on the ECG signal to the terminal 50.
  • the terminal 50 receives the electrocardiogram data transmitted continuously in step b5, and transfers it to the host device 70 as it is. In this way, when the average value HRav is abnormal, it becomes possible to provide the medical staff with all the electrocardiogram data of the subject PA.
  • the synchronization pulse SYN synchronized with the R wave is generated.
  • the synchronization pulse SYN synchronized with the P wave, Q wave, S wave or T wave of the electrocardiogram waveform shown in FIG. 9A is generated. It is also possible.
  • the heart rate meter has a function of measuring a heart rate by optically detecting a change in blood flow in a blood vessel instead of an electrocardiographic signal, and is attached to, for example, a chest, a wrist, an arm, or a neck.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the heart rate monitor and the terminal. This flowchart omits steps c6, c7, d2 to d7 in the flowchart of FIG. 6, performs step c2a for starting heart rate measurement instead of step c2, and further performs predetermined time instead of step c3.
  • the average value HRav of the heart rate HR within the period (for example, for one minute) is calculated, but step c3a in which data transmission is omitted is performed.
  • the heart rate monitor determines the threshold value of the average value HRav in the next step c4. However, if the average value HRav is normal, it does not transmit anything to the terminal 50, and if the average value HRav is abnormal, Is notified to the terminal 50 (step c5), and the terminal 50 receives the abnormality notification of the average value HRav (step d10). This further reduces the frequency of data communication, thereby reducing power consumption and extending the life of the battery.
  • the method of simply monitoring the state of the subject PA using the average value HRav of the heart rate HR as the statistic of the electrocardiographic signal has been exemplified.
  • At least one parameter selected from the group consisting of the average value, the minimum value, the maximum value, the median value, the mode value, the variance, and the standard deviation of the heart rate within may be used.
  • the average value is a value obtained by dividing the total value of data by the number of data.
  • the minimum value is the smallest value in the data.
  • the maximum value is the largest value in the data.
  • the median value is a value located at the center when the data is arranged in ascending order. When the data is an even number, the average of two values near the center is calculated.
  • the mode is the value of the data with the highest frequency.
  • the variance is the mean of the squares of the difference between the mean and the individual data. Standard deviation is the positive square root of the variance.
  • the present invention is extremely useful industrially in that the heart condition of a subject can be monitored over a long period of time.

Abstract

１）心電送信機(１)は、心電信号を統計処理して、予め定めた時間内における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する。心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖが異常である場合、心電送信機(１)は、心電信号に基づいた心電図データを端末(５０)に連続送信する。２）端末(５０)は、心電図データを受信して、そのままホスト装置(７０)に転送する。３）ホスト装置(７０)は、転送された心電図データを保存し、医療従事者の診断のために提供する。これにより被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる。

Description

心電計測システムおよび心電送信機
　本発明は、被検者の心臓状態を監視できる心電計測システムおよび該システムで使用される心電送信機に関する。
　心臓疾患を有する被検者に、通信機能を備えた携帯型心電計を装着して、心電図データをリアルタイムで移動端末に連続送信し、さらにサーバーが、移動端末から送信される心電図データを受信し、そして被検者に不整拍動が発生した場合、サーバー上で不整拍動発生時刻をマーキングして医師の診断を促進するための心電図監視システムが提案されている（例えば、特許文献１）。
　また、不整脈が発生した場合、被検者に装着された検出装置が、計測中の心電図内に不整脈を示す異常波形が含まれていることを検出して、検出信号を被検者の周囲の通信端末に向けて送信することによって、被検者の周囲の人に注意を促し、不整脈に対して迅速に対処するよう促すことができるアラームシステムが提案されている（例えば、特許文献２）。
特開２０１８－１９８４０公報 特開２０１７－２０９４８２号公報
　特許文献１に係るシステムでは、携帯型心電計は心電図データをリアルタイムで移動端末に連続して送信しているため、消費電力が大きくなる傾向がある。消費電力の増大は、長期間（例えば、１ヶ月以上）連続して測定することの障壁となり、これを実現するためには、電池と電池を内蔵する携帯型心電計の大型化や重量増加が避けられない。長期間連続して身体へ装着される携帯型心電計の大型化や重量増加は、被検者にとって取扱いの不便に繋がる。
　特許文献２に係るシステムでは、携帯型検出装置は、計測中の心電図内に不整脈を示す異常波形が含まれていることをリアルタイムで検出して、検出信号を使用者の周囲の通信端末に向けて送信している。そのため不整脈を検出するための信号処理やアルゴリズムが極めて複雑になり、同様に消費電力が大きくなる傾向がある。さらに、心電図を外部へ送信する機能がないため、医師が心電図を詳細に診断することはできない。
　本発明の目的は、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる心電計測システムを提供することである。
　また本発明の目的は、消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られる心電送信機を提供することである。
　上記目的を達成するために、本発明は、心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
　前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
　前記心電送信機は、心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量を前記端末に送信し、
　前記端末は、受信した前記統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
　前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
　また本発明は、心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
　前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
　前記心電送信機は、心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
　また本発明は、心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
　前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
　前記心電送信機は、心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
　前記端末は、受信した同期信号から心電信号の統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
　前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
　本発明によれば、心電信号を統計処理して統計量を演算しているため、信号処理やアルゴリズムが簡素化できる。また、統計量が予め定めた範囲内（例えば、正常な範囲内）である場合には心電図データを端末に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。そのため、消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られ、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視することが可能になる。
　本発明において、前記端末から無線送信される心電図データを受信して保存するホスト装置をさらに備えることが好ましい。
　本態様によれば、ホスト装置に心電図データが保存されるため、ホスト装置を心電送信機および端末から遠隔な場所に設置した場合でも、医師が被検者の心電図を遠隔的かつ詳細に診断することが可能になる。
　本発明において、前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータであることが好ましい。
　本態様によれば、これらの統計量は、簡素な信号処理やアルゴリズムで演算できるため、消費電力を低減できる。
　本発明において、前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲内である場合でも、予め定めた時間間隔で心電図データの一部を前記端末に送信することが好ましい。
　本態様によれば、統計量が予め定めた範囲内である場合でも、予め定めた時間間隔で心電図データの一部を端末に送信することによって、被検者の心電図を簡略的に診断することが可能になる。
　また本発明は、心電信号を検出する心電信号検出回路と、
　心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
　心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量を前記端末に送信し、
　前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
　また本発明は、心電信号を検出する心電信号検出回路と、
　心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
　心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
　また本発明は、
　心電信号を検出する心電信号検出回路と、
　心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
　心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
　前記端末によって該同期信号から演算された心電信号の統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
　本発明によれば、心電信号を統計処理して統計量を演算しているため、信号処理やアルゴリズムが簡素化できる。また、統計量が予め定めた範囲内（例えば、正常な範囲内）である場合には心電図データを端末に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。そのため、消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られ、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視することが可能になる。
　本発明において、前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータであることが好ましい。
　本態様によれば、これらの統計量は、簡素な信号処理やアルゴリズムで演算できるため、消費電力を低減できる。
　本発明によれば、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる心電計測システムを提供できる。また消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られる心電送信機を提供できる。
図１Ａは、本発明に係る心電送信機の一実施形態を示す斜視図であり、図１Ｂは、心電送信機が被検者の胸部に装着された状態の一例を示す説明図であり、図１Ｃは、端末のディスプレイに心電図が表示される状態の一例を示す説明図である。 心電送信機の本体の外観の一例を示すものであり、図２Ａは平面図、図２Ｂは電極パッドを取り外した状態を示す底面図である。 心電送信機の電気的構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る心電計測システムの一実施形態を示す構成図である。 心電送信機および端末の動作の一例を示すフローチャートである。 心電送信機および端末の動作の他の例を示すフローチャートである。 心電送信機および端末の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。 心電送信機および端末の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。 図９Ａは心電図波形の一例を示すグラフであり、図９Ｂは心電図波形の同期パルスの一例を示すグラフである。 心電送信機および端末の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。 心拍計および端末の動作の一例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
　図１Ａは、本発明に係る心電送信機１の一実施形態を示す斜視図である。図１Ｂは、心電送信機１が被検者ＰＡの胸部に装着された状態の一例を示す説明図である。図１Ｃは、端末５０のディスプレイ５１に心電図が表示される状態の一例を示す説明図である。
　心電送信機１の本体１０には電源スイッチ１１が設けられており、本体１０の裏面側には３つの電極パッド２，３，４を装着することができる。こうした心電送信機１は、電極パッド２，３，４が被検者ＰＡの胸部と電気的に接続されるように装着され、心電信号を計測することが可能になる。なお、被検者ＰＡの心電信号を計測することが可能であれば、心電送信機１の外観形状は何ら限定されず、例えば、電極パッド２，３，４は本体１０と着脱できない一体型であってもよく、電極パッドの数は２つ乃至３つ以上であってもよい。心電送信機１は、例えば、ブルートゥース（登録商標）(Bluetooth（登録商標)）、ＮＦＣ(Near Field Communication)、パーソナルエリアネットワーク(Personal Area Network: PAN)、無線ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷｉＦｉ(Wireless Fidelity)など、比較的近距離を想定した無線通信規格を経由して端末５０と無線接続される。
　端末５０は、例えば、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットＰＣ、デスクトップＰＣなどで構成され、種々のソフトウェアがインストール可能であり、そのうち本発明に係る心電計測システムに特化した専用ソフトウェアをインストールすることによって、心電送信機１から無線送信される心電信号を受信して信号処理を施し、被検者ＰＡの心電図や各種心電パラメータ（例えば、呼吸数ＲＲ、心拍数ＨＲなど）をメモリに保存したり、ディスプレイ５１に表示したり、外部のホスト装置（不図示）に転送することができる。端末５０は、例えば、無線ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷｉＦｉ(Wireless Fidelity)、３Ｇ、４Ｇ（ＬＴＥ）、５Ｇ、インターネットなど、比較的遠距離を想定した無線通信規格を経由してホスト装置と無線接続される。
　図２Ａと図２Ｂは、心電送信機１の本体１０の外観の一例を示すものであり、図２Ａは平面図、図２Ｂは電極パッドを取り外した状態を示す底面図である。
　心電送信機１の本体１０は、全体的に隅丸三角形状をなし、側面にはスライド式の電源スイッチ１１が設けられる。図２Ｂに示すように、底面には電極パッド２，３，４と電気的にそれぞれ接続される端子１２，１３，１４が設けられ、各端子１２，１３，１４の近傍には電極パッド２，３，４と機械的にそれぞれ接続される一対のファスナ１２ａ，１３ａ，１４ａが設けられる。底面の中央には電池（例えば、ボタン型電池）を収納するための電池カバー１５が設けられる。
　図３は、心電送信機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。心電送信機１は、心電信号検出回路として、端子１２，１３，１４と接続された差動アンプ２１と、フィルタ２２と、アンプ２３と、Ｒ波検出回路２４とを備え、さらに、振動センサ２５と、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換器３１およびメモリ３２を内蔵したＣＰＵ（中央処理装置）３０と、無線通信回路２６と、アンテナ２７と、電源回路３３などを備える。
　差動アンプ２１は、中央に位置する電極パッド３で生ずる電位をグランド電位として、電極パッド２で生ずる電位と電極パッド４で生ずる電位との差分を増幅して、心電信号を検出する機能を有する。これによりノイズである同相成分を抑制し、信号である逆相成分を増幅できる。
　フィルタ２２は、ドリフトノイズなどの低周波ノイズを抑制するハイパスフィルタと、筋電図信号などの高周波ノイズを抑制するローパスフィルタと、商用電源ノイズなどの特定の周波数成分を抑制するノッチフィルタなどを備える。
　アンプ２３は、心電信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換器３１の入力レンジに整合させる機能を有する。Ａ／Ｄ変換器３１は、心電信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号はメモリ３２に保存される。
　Ｒ波検出回路２４は、心電図波形（図９Ａ）のうち最も急峻なピークを有するＲ波の位置を検出して、その同期パルスＳＹＮ（図９Ｂ）を生成してＣＰＵ３０に提供する。ＣＰＵ３０は、検出したＲ波の位置に基づいて、Ｒ波のピーク間隔であるＲＲ（ミリ秒: ms）、単位時間当りの心拍数ＨＲ（拍動／分: bpm）などの各種心電パラメータを算出できる。ＣＰＵ３０はまた、Ｒ波に同期した同期パルスＳＹＮを無線通信回路２６を経由して端末５０に無線送信することも可能である。
　振動センサ２５は、３軸加速度センサを備え、被検者ＰＡの呼吸数、歩数、活動レベルなど検出して、Ａ／Ｄ変換器３１を介してＣＰＵ３０に提供する。
　ＣＰＵ３０は、予め設定されたプログラムに従って動作し、心電信号などの信号処理および装置全体の動作を制御する機能を有する。
　無線通信回路２６は、ブルートゥース（登録商標）など、上述した無線通信規格に従って、心電信号などのデジタル信号やＣＰＵ３０の通信コマンドを高周波信号に変調したり、端末５０から受信した高周波信号をデジタル信号に復調する機能を有する。
　アンテナ２７は、無線通信回路２６からの高周波信号を送信したり、端末５０からの高周波信号を受信する機能を有する。
　電源回路３３は、電源スイッチ１１、電池などを備える。
　図４は、本発明に係る心電計測システムの一実施形態を示す構成図である。心電計測システムは、上述した心電送信機１と、心電送信機１と無線通信する端末５０と、端末５０と無線通信するホスト装置７０とを備える。心電送信機１および端末５０は、患者の近くに設置され、一方、ホスト装置７０は、通常は患者から遠隔の場所に待機している医療従事者の近くに設置される。
　図４を参照して、システム全体の動作について説明する。最初に、１）心電送信機１は、心電信号を統計処理して、予め定めた時間内における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する。心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖが異常である場合、心電送信機１は、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続送信する。２）端末５０は、心電図データを受信して、そのままホスト装置７０に転送する。３）ホスト装置７０は、転送された心電図データを保存し、医療従事者の診断のために提供する。
　図５は、心電送信機１および端末５０の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、端末５０が平均値ＨＲａｖの正常または異常を判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップａ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｂ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。これら初期設定された数値のうち、少なくとも、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値は、例えば、被検者ＰＡや医療従事者など人によって任意で設定される場合がある。なお、ブルートゥース（登録商標）の場合、初期化およびデータ送信の際に心電送信機１と端末５０との間の通信確立が行われる（他のフローチャートも同様）。
　次に心電送信機１は、ステップａ２において心電信号の計測を開始し、ステップａ３において予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算し、端末５０に送信する。
　端末５０は、ステップｂ２において心電送信機１から送信された心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを受信し、続いてステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｂ６（詳細は後述する）を経由してステップｂ２に戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
　一方、ステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｂ４に移行して、端末５０は、心電図データの送信を心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップａ４において心電図データの要求命令を受信した後、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｂ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
　次にステップｂ６について説明する。ここでは、平均値ＨＲａｖが正常範囲内であっても、心電図データの一部を端末５０に送信する。即ち、端末５０は、ステップｂ６において心電図データの未送信時間が予め定めた時間Ｔ１（例えば、１時間）を超えたか否かを判断する。心電図データの未送信時間が時間Ｔ１を超えた場合、ステップｂ７に移行して、端末５０は、心電図データの一部（例えば、１０拍分）を送信することを心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップａ５において心電図データの要求命令を受信した後、心電図データの一部だけを端末５０に送信する。続いて端末５０は、ステップｂ８において心電図データの一部を受信し、そのままホスト装置７０に転送した後、ステップｂ２に戻る。こうして医療従事者は、被検者ＰＡの心電図を簡略的に診断することが可能になる。
　なお、ここでは心電送信機１が心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する場合を説明したが、心電送信機１が計測したＲ波の数等の生体信号情報を端末５０に送信し、端末５０で受信した生体信号情報を用いて、端末５０内のソフトウェアが心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを算出することもできる。
　図６は、心電送信機１および端末５０の動作の他の例を示すフローチャートである。ここでは、心電送信機１が平均値ＨＲａｖの正常または異常を判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。なお、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲は、端末５０で入力し、心電送信機１に送信することによって初期設定することも可能である。
　次に心電送信機１は、ステップｃ２において心電信号の計測を開始し、ステップｃ３において予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算し、端末５０に送信する。端末５０は、ステップｄ２において心電送信機１から送信された心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを受信する。
　続いて心電送信機１は、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｃ３に戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
　一方、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｃ５に移行して、心電送信機１は、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖが異常であることを端末５０に通知する。端末５０は、ステップｄ４において心電図データの送信を心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップｃ６において心電図データの要求命令を受信した後、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｄ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
　次にステップｄ３について説明する。ここでは、平均値ＨＲａｖが正常範囲内であっても、心電図データの一部を端末５０に送信する。即ち、端末５０は、ステップｄ３において心電図データの未送信時間が予め定めた時間Ｔ１（例えば、１時間）を超えたか否かを判断する。心電図データの未送信時間が時間Ｔ１を超えた場合、ステップｄ６に移行して、端末５０は、心電図データの一部（例えば、１０拍分）を送信することを心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップｃ７において心電図データの要求命令を受信した後、心電図データの一部だけを端末５０に送信する。続いて端末５０は、ステップｄ７において心電図データの一部を受信し、そのままホスト装置７０に転送した後、ステップｄ２に戻る。こうして医療従事者は、被検者ＰＡの心電図を簡略的に診断することが可能になる。
　なお、ここでは心電送信機１が心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する場合を説明したが、心電送信機１が計測したＲ波の数等の生体信号情報を端末５０に送信し、端末５０が受信した生体信号情報を用いて、端末５０内のソフトウェアで心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを算出することもできる。
　図７は、心電送信機１および端末５０の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図６のフローチャートにおいてステップｄ２を省略し、ステップｃ３の代わりに、予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算するが、データ送信を省略したステップｃ３ａを行う。心電送信機１は、次のステップｃ４において平均値ＨＲａｖの閾値判断を行うが、平均値ＨＲａｖが正常である場合には端末５０に何も送信しない。但し、心電図データの部分送信は実施する（ステップｃ７）。これによりデータ通信の頻度が減少して、消費電力の削減、電池の長寿命化が図られる。
　図８は、心電送信機１および端末５０の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。ここでは、心電送信機１が平均値ＨＲａｖの正常または異常を判断するとともに、心電図データの未送信時間も判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。なお、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲は、端末５０で入力し、心電送信機１に送信することによって初期設定することも可能である。
　次に心電送信機１は、ステップｃ２において心電信号の計測を開始し、ステップｃ３ａにおいて予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算するが、データ送信は行わない。
　続いて心電送信機１は、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｃ４ａ（詳細は後述する）を経由してステップｃ３ａに戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
　一方、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｃ６に移行して、心電送信機１は、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｄ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
　次にステップｃ４ａについて説明する。ここでは、平均値ＨＲａｖが正常範囲内であっても、心電図データの一部を端末５０に送信する。即ち、心電送信機１は、ステップｃ４ａにおいて心電図データの未送信時間が予め定めた時間Ｔ１（例えば、１時間）を超えたか否かを判断する。心電図データの未送信時間が時間Ｔ１を超えた場合、ステップｃ７に移行して、心電送信機１は、心電図データの一部（例えば、１０拍分）だけを端末５０に送信する。続いて端末５０は、ステップｄ７において心電図データの一部を受信し、そのままホスト装置７０に転送した後、ステップｄ１の後に戻る。こうして医療従事者は、被検者ＰＡの心電図を簡略的に診断することが可能になる。
　図１０は、心電送信機１および端末５０の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。ここでは、心電送信機１が心電図波形の同期パルスＳＹＮを生成して無線送信し、端末５０がこの同期パルスＳＹＮから平均値ＨＲａｖを計算し、その正常または異常を判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップａ１において初期化が行われ、例えば、Ｒ波の検出閾値などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｂ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。これら初期設定された数値のうち、少なくとも、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値は、例えば、被検者ＰＡや医療従事者など人によって任意で設定される場合がある。
　次に心電送信機１は、ステップａ２において心電信号の計測を開始し、ステップａ３ａにおいてＲ波の同期パルスＳＹＮを生成して端末５０に送信する。
　端末５０は、ステップｂ２ａにおいて心電送信機１から送信された同期パルスＳＹＮを受信し、次にステップｂ２ｂにおいてこの同期パルスＳＹＮから心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算し、続いてステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｂ６（詳細は図５のステップｂ６～ｂ８に関する説明を参照）を経由してステップｂ２に戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
　一方、ステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｂ４に移行して、端末５０は、心電図データの送信を心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップａ４において心電図データの要求命令を受信した後、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｂ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
　なお、ここではＲ波に同期した同期パルスＳＹＮを生成する場合を例示したが、代替として、図９Ａに示す心電図波形のＰ波、Ｑ波、Ｓ波またはＴ波に同期した同期パルスＳＹＮを生成することも可能である。
　次に心電送信機１を応用した通信型の心拍計について説明する。心拍計は、心電信号の代わりに、血管内の血流量の変化を光学的に検出して心拍数を計測する機能を有し、例えば、胸、手首、腕、首などに装着される。図１１は、心拍計および端末の動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図６のフローチャートにおいてステップｃ６，ｃ７，ｄ２～ｄ７を省略し、ステップｃ２の代わりに、心拍数の計測を開始するステップｃ２ａを行い、さらにステップｃ３の代わりに、予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算するが、データ送信を省略したステップｃ３ａを行う。心拍計は、次のステップｃ４において平均値ＨＲａｖの閾値判断を行うが、平均値ＨＲａｖが正常である場合には端末５０に何も送信せず、平均値ＨＲａｖが異常である場合には、異常であることを端末５０に通知し（ステップｃ５）、端末５０は平均値ＨＲａｖの異常通知を受信する（ステップｄ１０）。これによりデータ通信の頻度がさらに減少して、消費電力の削減、電池の長寿命化が図られる。
　上述の実施形態では、心電信号の統計量として心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを用いて被検者ＰＡの状態を簡易的に監視する手法を例示したが、こうした統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータを使用してもよい。なお、平均値は、データの合計値をデータ数で除算した値である。最小値は、データの中で最も小さな値である。最大値は、データの中で最も大きな値である。メジアン値は、データを小さい順に並べたとき中央に位置する値であり、データが偶数個の場合は中央に近い２つの値の平均をとる。最頻値は、度数が最も多く現れるデータの値である。分散は、平均値と個々のデータとの差の２乗の平均値である。標準偏差は、分散の正の平方根である。
　本発明は、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる点で、産業上極めて有用である。
　１　心電送信機、　２，３，４　電極パッド、　１０　本体、
　１１　電源スイッチ、　１２，１３，１４　端子、
　１２ａ，１３ａ，１４ａ　ファスナ、　１５　電池カバー、
　２１　差動アンプ、　２２　フィルタ、　２３　アンプ、
　２４　Ｒ波検出回路、　２５　振動センサ、　２６　無線通信回路、
　２７　アンテナ、　３０　ＣＰＵ、　３１　Ａ／Ｄ変換器、
　３２　メモリ、　３３　電源回路、　５０　端末、
　５１　ディスプレイ、　７０　ホスト装置、　ＰＡ　被検者、
　ＳＹＮ　同期パルス

Claims (10)

  1. 　心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
    　前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
    　前記心電送信機は、心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量を前記端末に送信し、
    　前記端末は、受信した前記統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
    　前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電計測システム。
  2. 　心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
    　前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
    　前記心電送信機は、心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電計測システム。
  3. 　心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
    　前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
    　前記心電送信機は、心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
    　前記端末は、受信した同期信号から心電信号の統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
    　前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電計測システム。
  4. 　前記端末から無線送信される心電図データを受信して保存するホスト装置をさらに備える請求項１～３のいずれかに記載の心電計測システム。
  5. 　前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータである請求項１～３のいずれかに記載の心電計測システム。
  6. 　前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲内である場合でも、予め定めた時間間隔で心電図データの一部を前記端末に送信する請求項１～３のいずれかに記載の心電計測システム。
  7. 　心電信号を検出する心電信号検出回路と、
    　心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
    　心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量を前記端末に送信し、
    　前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電送信機。
  8. 　心電信号を検出する心電信号検出回路と、
    　心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
    　心電信号を統計処理して統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電送信機。
  9. 　心電信号を検出する心電信号検出回路と、
    　心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
    　心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
    　前記端末によって該同期信号から演算された心電信号の統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電送信機。
  10. 　前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータである請求項７～９のいずれかに記載の心電送信機。
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