WO2023199682A1 - 心電図分析装置、心電図分析方法及びプログラム - Google Patents

心電図分析装置、心電図分析方法及びプログラム Download PDF

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WO2023199682A1
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electrocardiogram
waveform
wave
group
unit
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薫 波多野
峰樹 武智
智広 高田
浩久 谷口
雄一 田村
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株式会社カルディオインテリジェンス
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/35—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle by template matching
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    • A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
    • A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
    • A61B5/366—Detecting abnormal QRS complex, e.g. widening

Definitions

  • the present invention relates to an electrocardiogram analyzer, an electrocardiogram analysis method, and a program for analyzing an electrocardiogram.
  • Holter electrocardiographs are known that can be worn on the body of an analyte such as a patient to measure an electrocardiogram over a long period of time (see, for example, Patent Document 1).
  • characteristic waves such as Q waves, R waves, S waves, and T waves are observed.
  • QT interval the interval between Q waves and T waves
  • T waves there are variations in the form of T waves, such as normal T waves, weak T waves, negative T waves, biphasic T waves, and waves that are a combination of T waves and U waves. Therefore, it was sometimes difficult for the computer to accurately detect the positions of various variations of the electrocardiogram waveform.
  • an object of the present invention is to improve the accuracy of detecting the position of a predetermined type of wave in an electrocardiogram waveform.
  • An electrocardiogram analyzer includes an acquisition unit that acquires a plurality of electrocardiogram waveforms generated by separating electrocardiogram data beat by beat; a classification unit that classifies into a plurality of groups based on the plurality of groups; and a reception unit that receives a reference position of a wave of a predetermined type specified in a representative waveform corresponding to at least one electrocardiogram waveform belonging to a selection group selected from the plurality of groups.
  • the reception unit receives the reference position of the Q wave and the reference position of the T wave in the representative waveform
  • the analysis unit receives the position of the Q wave and the position of the T wave included in the electrocardiogram waveform to be analyzed. may be determined.
  • the analysis unit includes at least an interval between the position of the Q wave and the position of the T wave, and a corrected interval calculated by correcting the interval using a heart rate specified from the electrocardiogram waveform to be analyzed. Either one may be calculated.
  • the electrocardiogram analyzer may analyze the electrocardiogram waveforms from among the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group, on the condition that the statistics of the interval or the corrected interval in the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group are equal to or greater than a threshold value.
  • the electrocardiogram may further include an output section that outputs the electrocardiogram waveform having the highest degree of similarity to the representative waveform.
  • the analysis unit determines that the group is abnormal when a value indicating a variation in the interval or the corrected interval in the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group is equal to or greater than a threshold, and determines that the group is abnormal, and determines that the value indicating the variation is
  • the group may be determined to be not abnormal if the value is less than the threshold, and the analysis unit may generate different information depending on whether the group is abnormal or not. good.
  • the receiving unit may again accept the designation of the reference position in the representative waveform of the group that has been determined to be abnormal by the analyzing unit.
  • the representative waveform is any one of the electrocardiogram waveforms that has the highest degree of similarity to a waveform that is a statistic of the plurality of electrocardiogram waveforms that belong to the selection group, among the plurality of electrocardiogram waveforms that belong to the selection group. It's okay.
  • the receiving unit may display the representative waveform on an information terminal, and may accept a position specified for the representative waveform on the information terminal as the reference position.
  • the receiving unit may receive designation of a position for the representative waveform multiple times in the information terminal, and may accept a position corresponding to a statistic of a plurality of designated positions as the reference position.
  • the electrocardiogram analyzer determines that the electrocardiogram waveform is not abnormal if the degree of similarity between the electrocardiogram waveform belonging to the group and a waveform that is a statistic of the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group is greater than or equal to a threshold value. and further includes a determination unit that determines that the electrocardiogram waveform is abnormal when the degree of similarity is less than the threshold, and the analysis unit determines that the electrocardiogram waveform to be analyzed is not abnormal by the determination unit.
  • the position of the wave of the predetermined type may be determined on the condition that the wave of the predetermined type is determined.
  • An electrocardiogram analysis method includes the step of obtaining a plurality of electrocardiogram waveforms generated by separating electrocardiogram data beat by beat, which is executed by a processor; categorizing into a plurality of groups based on similarity, and determining a reference position of a wave of a predetermined type specified in a representative waveform corresponding to at least one electrocardiogram waveform belonging to a selection group selected from the plurality of groups; identifying a correspondence relationship between a plurality of positions on the time axis in the representative waveform of the group to which the electrocardiogram waveform to be analyzed belongs and a plurality of positions on the time axis in the electrocardiogram waveform to be analyzed; , determining a position in the electrocardiogram waveform of the analysis target corresponding to the reference position in the representative waveform, which is indicated by the correspondence relationship, as a position of the predetermined type of wave included in the electrocardiogram waveform of the analysis target; have
  • a program includes an acquisition unit that acquires a plurality of electrocardiogram waveforms generated by separating electrocardiogram data beat by beat; a classification unit that classifies into a plurality of groups based on the plurality of groups; and a reception desk that receives a reference position of a wave of a predetermined type specified in a representative waveform corresponding to at least one electrocardiogram waveform belonging to a selection group selected from the plurality of groups.
  • an analysis unit that determines a position in the electrocardiogram waveform of the analysis target corresponding to the reference position in the representative waveform, which is indicated by the correspondence relationship, as a position of the wave of the predetermined type included in the electrocardiogram waveform of the analysis target; Make it work.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an electrocardiogram analysis system according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electrocardiogram analysis system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method in which the acquisition unit separates electrocardiogram data beat by beat.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method in which a classification unit classifies a plurality of electrocardiogram waveforms into a plurality of groups.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method in which a reception unit receives designation of a reference position in a representative waveform.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method in which an analysis unit identifies a correspondence relationship between a representative waveform and an electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • FIG. 3 is a diagram showing an exemplary QTc distribution calculated by an analysis unit for a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method in which the output unit causes an information terminal to display information regarding the position of a predetermined type of wave.
  • FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of an electrocardiogram analysis method executed by the electrocardiogram analysis device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of an electrocardiogram analysis system S according to this embodiment.
  • the electrocardiogram analysis system S includes an electrocardiograph 1, an information terminal 2, and an electrocardiogram analysis device 3.
  • the electrocardiogram analysis system S may include a plurality of electrocardiographs 1 and a plurality of information terminals 2.
  • the electrocardiogram analysis system S may include other devices such as servers and terminals.
  • the electrocardiograph 1 is a device that measures the electrocardiogram of the heart of the person to be analyzed.
  • the subject to be analyzed is, for example, a patient undergoing medical treatment, a subject in a clinical trial, or the like.
  • the electrocardiograph 1 is, for example, a 12-lead electrocardiograph, a Holter electrocardiograph, or the like, which measures the electrocardiogram of the subject by measuring the electric potential while being attached to the wrist, palm, chest, etc. of the subject. These include implantable electrocardiographs, event-type electrocardiographs, and patch-type electrocardiographs.
  • the electrocardiograph 1 is a patch-type electrocardiograph that can continuously measure the electrocardiogram of a living subject by being attached to the chest of the subject.
  • the electrocardiograph 1 may be any other device capable of measuring an electrocardiogram, such as a pacemaker, a defibrillator, or an intracardiac electrode.
  • the electrocardiograph 1 transmits electrocardiogram data indicating a measured electrocardiogram to the electrocardiogram analyzer 3 via a network N including a wireless communication line.
  • the electrocardiogram data measured by the electrocardiograph 1 may be input to the electrocardiogram analyzer 3 using a storage medium, for example, without going through the network N.
  • the information terminal 2 is a computer used by an analyst such as a doctor or medical worker.
  • the information terminal 2 includes, for example, a display unit such as a liquid crystal display that can display information received from the electrocardiogram analyzer 3, and an operation unit such as a keyboard or mouse that accepts operations by an analyst.
  • the electrocardiogram analyzer 3 is a computer for analyzing the electrical activity of the heart. For example, the electrocardiogram analyzer 3 determines the positions of predetermined types of waves such as Q waves and T waves based on the electrocardiogram data received from the electrocardiograph 1, and obtains information regarding the positions of predetermined types of waves such as QT intervals. Output.
  • the electrocardiograph 1 measures the electrocardiogram of the subject wearing the electrocardiograph 1.
  • the electrocardiograph 1 transmits electrocardiogram data indicating the measured electrocardiogram to the electrocardiogram analyzer 3.
  • the electrocardiogram analyzer 3 receives the electrocardiogram data transmitted by the electrocardiograph 1.
  • the electrocardiogram analyzer 3 obtains a plurality of electrocardiogram waveforms by separating received electrocardiogram data (for example, 24 hours worth of electrocardiogram data measured for one person to be analyzed) beat by beat.
  • the electrocardiogram analyzer 3 generates data indicating an electrocardiogram waveform for each beat, for example, by extracting a waveform for one cycle from waveforms for a plurality of cycles included in the received electrocardiogram data.
  • the electrocardiogram analyzer 3 classifies the plurality of electrocardiogram waveforms into a plurality of groups based on shape similarity, for example, by performing clustering processing on the plurality of acquired electrocardiogram waveforms.
  • the electrocardiogram analyzer 3 causes the information terminal 2 to display a representative waveform, which is at least one electrocardiogram waveform belonging to each group, and allows the analyst to request the position (reference) of a predetermined type of wave (Q wave, T wave, etc.) on the representative waveform. location).
  • the electrocardiogram analyzer 3 identifies the correspondence between a plurality of positions on the time axis in the representative waveform of the group to which the electrocardiogram waveform to be analyzed belongs and a plurality of positions on the time axis in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the electrocardiogram analyzer 3 uses, for example, the DTW method (Dynamic Time Warping) to associate points on the representative waveform with points on the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the electrocardiogram analyzer 3 determines the position in the electrocardiogram waveform to be analyzed that corresponds to the reference position in the representative waveform, which is indicated by the specified correspondence, as the position of a predetermined type of wave included in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the electrocardiogram analyzer 3 transmits display information for displaying information regarding the position of the determined predetermined type of wave (for example, QT interval) to the information terminal 2.
  • the information terminal 2 displays information regarding the position of a predetermined type of wave on the display section based on the display information received from the electrocardiogram analyzer 3.
  • T-waves come in various forms, such as normal T-waves, weak T-waves, and negative T-waves.
  • the electrocardiogram analysis system S classifies each beat-by-beat electrocardiogram waveform into multiple groups based on similarity in shape, and receives the designation of the position of a predetermined type of wave from the analyst for the representative waveform of each group. , determine the position of a predetermined type of wave in the electrocardiogram waveform to be analyzed. Thereby, the electrocardiogram analysis system S can determine the position of a predetermined type of wave in consideration of variations in wave form, and can improve the accuracy of detecting the position of a predetermined type of wave in an electrocardiogram waveform. .
  • FIG. 2 is a block diagram of the electrocardiogram analysis system S according to this embodiment.
  • arrows indicate main data flows, and data flows other than those shown in FIG. 2 may exist.
  • each block shows the configuration of a functional unit rather than a hardware (device) unit. Therefore, the blocks shown in FIG. 2 may be implemented within a single device, or may be implemented separately within multiple devices. Data may be exchanged between blocks via any means such as a data bus, a network, or a portable storage medium.
  • the electrocardiogram analyzer 3 includes a communication section 31, a storage section 32, and a control section 33.
  • the electrocardiogram analyzer 3 may be configured by two or more physically separate devices connected by wire or wirelessly. Further, the electrocardiogram analysis device 3 may be configured by a cloud that is a collection of computer resources.
  • the communication unit 31 includes a communication controller for transmitting and receiving data between the electrocardiograph 1 and the information terminal 2 via the network N.
  • the communication unit 31 notifies the control unit 33 of data received from the electrocardiograph 1 and the information terminal 2 via the network N. Furthermore, the communication unit 31 transmits data output from the control unit 33 to the information terminal 2 via the network N.
  • the storage unit 32 is a storage medium including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk drive, and the like.
  • the storage unit 32 stores in advance a program to be executed by the control unit 33.
  • the storage unit 32 may be provided outside the electrocardiogram analyzer 3, and in that case, data may be exchanged with the control unit 33 via a network.
  • the control unit 33 includes an acquisition unit 331, a classification unit 332, a reception unit 333, a determination unit 334, an analysis unit 335, and an output unit 336.
  • the control unit 33 is, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit), and executes a program stored in the storage unit 32 to control the acquisition unit 331, the classification unit 332, the reception unit 333, the determination unit 334, and the analysis unit. 335 and an output section 336.
  • At least part of the functions of the control unit 33 may be performed by an electric circuit. Further, at least part of the functions of the control unit 33 may be realized by the control unit 33 executing a program executed via a network.
  • the person to be analyzed wears an electrocardiograph 1.
  • the electrocardiograph 1 measures the electrocardiogram of the subject wearing the electrocardiograph 1.
  • the electrocardiograph 1 transmits electrocardiogram data indicating the measured electrocardiogram to the electrocardiogram analyzer 3.
  • the electrocardiograph 1 sequentially transmits electrocardiogram data to the electrocardiogram analyzer 3 or collectively transmits electrocardiogram data for a predetermined period (for example, 24 hours) to the electrocardiogram analyzer 3.
  • the acquisition unit 331 receives the electrocardiogram data transmitted by the electrocardiograph 1 via the communication unit 31.
  • the acquisition unit 331 acquires a plurality of electrocardiogram waveforms generated by separating received electrocardiogram data (that is, electrocardiogram data of one patient) beat by beat.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method in which the acquisition unit 331 separates electrocardiogram data beat by beat.
  • the acquisition unit 331 detects the position of the R wave peak in the electrocardiogram data, and obtains the waveform for one beat from a certain time before the peak of one R wave to a certain time before the peak of the next R wave. Acquire as an electrocardiogram waveform.
  • the acquisition unit 331 is not limited to the specific method shown here, and may separate the electrocardiogram data beat by beat using other methods.
  • the acquisition unit 331 may perform noise removal processing on the electrocardiogram data. For example, the acquisition unit 331 determines whether the input electrocardiogram, which has been generated by machine learning in advance between an electrocardiogram to be excluded (an electrocardiogram containing noise or premature contractions) and an electrocardiogram to be analyzed, is to be excluded. Each of the plurality of segmented electrocardiograms generated by segmenting the electrocardiogram data is input into the machine learning model. The acquisition unit 331 then acquires a plurality of electrocardiogram waveforms by separating the segmented electrocardiograms determined not to be excluded by the machine learning model beat by beat.
  • the acquisition unit 331 may exclude, for example, an electrocardiogram waveform whose heart rate per unit time is higher or lower than a predetermined threshold value from among the plurality of electrocardiogram waveforms acquired from the electrocardiogram data.
  • the classification unit 332 classifies the multiple electrocardiogram waveforms acquired by the acquisition unit 331 into multiple groups based on shape similarity.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining how the classification unit 332 classifies a plurality of electrocardiogram waveforms into a plurality of groups. On the left side of FIG. 4, a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to each group are shown superimposed, and on the right side of FIG. 4, representative waveforms of each group are shown.
  • the electrocardiogram waveform has various variations.
  • the end of the second T wave of the biphasic T wave is flat, and a case where the end of the second T wave of the biphasic T wave is gradual.
  • the T wave continues to fall and cases where the shape of the T wave changes significantly during measurement.
  • the classification unit 332 performs known clustering processing on the plurality of electrocardiogram waveforms acquired by the acquisition unit 331.
  • the clustering process is, for example, a K-Shape method that classifies a plurality of electrocardiogram waveforms into a plurality of clusters so that the distance between the shapes of the electrocardiogram waveforms in each cluster becomes close.
  • the classification unit 332 determines the plurality of clusters generated by the clustering process as a plurality of groups generated based on shape similarity.
  • the classification unit 332 is not limited to the K-Shape method, which is a shape-based clustering method shown here, and may classify multiple electrocardiogram waveforms into multiple groups using other methods. For example, if it is possible to associate a specific position such as the end position of a T wave between a plurality of electrocardiogram waveforms, the classification unit 332 is capable of performing not only clustering processing based on shape similarity but also other classification processing. method may also be used.
  • the classification unit 332 can use, for example, the K-means method, the DBSCAN method, hierarchical clustering, etc. as other classification methods. Furthermore, the classification unit 332 may classify a plurality of electrocardiogram waveforms into a plurality of groups using supervised learning or semi-supervised learning.
  • the plurality of electrocardiogram waveforms include a group including an electrocardiogram waveform that is flat near the end of the second T wave of a biphasic T wave, and a group containing electrocardiogram waveforms that are flat near the end of the second T wave of the biphasic T wave.
  • the electrocardiogram waveforms are classified into two groups: a group including electrocardiogram waveforms in which the T wave shape continues to decline gradually, and a group including electrocardiogram waveforms in which the shape of the T wave changes significantly during measurement.
  • the plurality of electrocardiogram waveforms are not limited to three groups, and may be classified into any other number of groups.
  • the classification unit 332 extracts from each of the plurality of determined groups a representative waveform corresponding to at least one electrocardiogram waveform belonging to the group. For example, the classification unit 332 calculates a centroid waveform, which is the center of gravity of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group, and selects an electrocardiogram waveform (for example, centroid waveform) that is most similar to the centroid waveform among the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group. The electrocardiogram waveform with the smallest Euclidean distance from the Lloyd's waveform is extracted as a representative waveform. Furthermore, the classification unit 332 may extract the calculated centroid waveform as a representative waveform. Furthermore, the classification unit 332 may extract a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group as a plurality of representative waveforms.
  • the classification unit 332 may perform clustering processing multiple times on the multiple electrocardiogram waveforms acquired by the acquisition unit 331, and extract representative waveforms for the multiple groups generated each time.
  • the classification unit 332 may use statistics (for example, average values) of a plurality of representative waveforms extracted a plurality of times as the representative waveform. Thereby, the electrocardiogram analyzer 3 can reduce the influence of local solutions on clustering processing.
  • the reception unit 333 accepts designation of the reference position of a predetermined type of wave in the representative waveforms extracted from each of the plurality of groups.
  • the predetermined types of waves are Q waves and T waves, but they may be only one of Q waves or T waves, or other types of waves such as R waves and S waves.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method in which the reception unit 333 receives designation of a reference position in a representative waveform.
  • the reception unit 333 transmits information indicating a representative waveform of a selected group, which is any one group selected from a plurality of groups, to the information terminal 2 via the communication unit 31.
  • the information terminal 2 displays the representative waveform on the display section based on the information received from the electrocardiogram analyzer 3.
  • the information terminal 2 receives an operation from the analyst to designate the position of a predetermined type of wave (here, a Q wave and a T wave) at the operation unit.
  • the information terminal 2 transmits information indicating the position designated by the analyst to the electrocardiogram analysis device 3.
  • the reception unit 333 accepts the position indicated by the information received from the information terminal 2 via the communication unit 31 as the reference position of a predetermined type of wave. If the reference position has not been received for all of the plurality of groups, the reception unit 333 transmits information indicating a representative waveform of another selected group among the plurality of groups to the information terminal 2 via the communication unit 31. and accepts the specification of the reference position. When the receiving unit 333 receives reference positions for all of the plurality of groups, it ends accepting the reference position designation.
  • the reception unit 333 accepts the position of a predetermined type of wave specified in the representative waveform by the electrocardiogram analyzer 3 or another computer as the reference position. Good too.
  • the electrocardiogram analyzer 3 or other computer analyzes the representative waveform based on the statistical data of the position of a predetermined type of wave that has been designated by one or more analysts in the past in a waveform similar to the representative waveform. Identify the location of a given type of wave.
  • the reception unit 333 calculates a temporary reference position for each representative waveform using a predetermined algorithm, etc., associates the calculated temporary reference position with the representative waveform, displays it on the information terminal 2, and allows the analyst to temporarily If it is determined that it is necessary to correct the reference position, the information terminal 2 may receive a designation of the reference position from the analyst.
  • the receiving unit 333 may receive multiple designations of positions for one representative waveform in the information terminal 2, and may receive statistics (for example, average values) of the multiple designated positions as the reference position.
  • the reception unit 333 receives the designation of a position for each of a plurality of representative waveforms extracted from one group in the information terminal 2, and calculates the statistics (for example, the average value) of the plurality of designated positions as a reference. It may also be accepted as a location. This makes it possible to reduce the influence of variations in waves of a predetermined type specified by the analyst.
  • the determining unit 334 determines whether each of the plurality of electrocardiogram waveforms is abnormal (outlier) before the analyzing unit 335 performs processing to determine the position of a predetermined type of wave.
  • the determination unit 334 calculates, for example, the degree of similarity between each of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group and a waveform (for example, a centroid waveform) that is a statistic of the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group.
  • the similarity is, for example, Euclidean distance.
  • the determination unit 334 determines that the electrocardiogram waveform is not abnormal when the degree of similarity calculated for one electrocardiogram waveform is equal to or higher than a predetermined threshold, and determines that the electrocardiogram waveform is not abnormal when the degree of similarity is less than the threshold. It is determined that there is an abnormality.
  • the analysis unit 335 sets each of the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group as an electrocardiogram waveform to be analyzed, and performs the subsequent processing.
  • the analysis unit 335 identifies the correspondence between a plurality of positions on the time axis in the representative waveform of the group to which the electrocardiogram waveform to be analyzed belongs and a plurality of positions on the time axis in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method in which the analysis unit 335 identifies the correspondence between the representative waveform and the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the analysis unit 335 uses the DTW method to calculate a plurality of points (coordinates) arranged at predetermined time intervals in the representative waveform and a plurality of points arranged at predetermined time intervals in the electrocardiogram waveform to be analyzed. Calculate the distance using brute force.
  • the analysis unit 335 sequentially associates the plurality of points on the representative waveform with the plurality of points on the electrocardiogram waveform to be analyzed so that the total value of the calculated distances becomes the smallest.
  • FIG. 6 shows a line segment (also referred to as a warping path) connecting a point in the electrocardiogram waveform to be analyzed and a point in the representative waveform associated with the point.
  • the analysis unit 335 identifies a combination of each of a plurality of points in the electrocardiogram waveform to be analyzed and a point in the representative waveform associated with the point as a correspondence relationship.
  • the analysis unit 335 is not limited to the specific method shown here, and may identify the correspondence between the representative waveform and the analysis target using other methods.
  • the analysis unit 335 determines the position in the electrocardiogram waveform to be analyzed that corresponds to the reference position in the representative waveform, which is indicated by the identified correspondence, as the position of a predetermined type of wave included in the electrocardiogram waveform to be analyzed. That is, the analysis unit 335 identifies the wave of the predetermined type included in the electrocardiogram waveform to be analyzed by specifying where in the electrocardiogram waveform to be analyzed the reference position of the wave of the predetermined type specified in the representative waveform corresponds. determine the position of
  • the analysis unit 335 determines that the reference position of the Q wave is the 6th point in the representative waveform, and the 6th point in the representative waveform corresponds to the 6th point in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the position of the Q wave included in the electrocardiogram waveform to be analyzed is determined to be the sixth point in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the analysis unit 335 determines that the reference position of the T wave is the 57th point in the representative waveform, and the 57th point in the representative waveform corresponds to the 54th point in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the position of the included T wave is determined to be the 54th point in the electrocardiogram waveform to be analyzed.
  • the electrocardiogram analyzer 3 determines the position of a predetermined type of wave included in the electrocardiogram waveform to be analyzed, using the position specified for the representative waveform of the group generated based on the similarity of shapes. By determining this, it is possible to improve the accuracy of detecting the position of a predetermined type of wave by considering variations in wave form.
  • the analysis unit 335 may determine the position of a predetermined type of wave on the condition that the electrocardiogram waveform to be analyzed is determined to be not abnormal by the determination unit 334. In this case, the analysis unit 335 determines the position of a predetermined type of wave in the electrocardiogram waveform that the determination unit 334 has determined is not abnormal among the plurality of electrocardiogram waveforms, and determines the position of the electrocardiogram waveform that the determination unit 334 has determined to be abnormal. The position of a given type of wave is not determined in .
  • the electrocardiogram analyzer 3 excludes as an outlier an electrocardiogram waveform that is significantly different from the statistics (centroid waveform, etc.) of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to a certain group, and adjusts the QT interval based on the outlier. It is possible to suppress the occurrence of alerts such as extensions.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of the determined wave of the predetermined type. For example, the analysis unit 335 corrects the QT interval (hereinafter referred to as QT), which is the interval between the Q wave position and the T wave position in one electrocardiogram waveform, and the heart rate specified from the electrocardiogram waveform to be analyzed. Information regarding the position of a predetermined type of wave is generated, including at least one of the corrected interval calculated by doing so.
  • QT QT interval
  • the analysis unit 335 calculates the corrected interval (QTc) using, for example, the following equation (1) proposed by Bazett.
  • QTc calculated by equation (1) is also referred to as QTcB.
  • RR (RR interval) is the interval between the positions of R waves in two consecutive electrocardiogram waveforms, and is the reciprocal of the heart rate.
  • the analysis unit 335 may calculate QTc using other known formulas such as Fridericia correction formula, Hodges correction formula, Framingham correction formula, etc.
  • the analysis unit 335 may calculate a statistic (for example, an average value) of a plurality of QTs or QTcs calculated from a plurality of electrocardiogram waveforms as the QT or QTc of the subject.
  • a statistic for example, an average value
  • the analysis unit 335 may select a representative electrocardiogram waveform of a group on the condition that the QT or QTc statistics of the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group are equal to or higher than a predetermined threshold. For example, the analysis unit 335 may select the representative waveform used to calculate the wave position in one group as the representative electrocardiogram waveform of the group. For example, the analysis unit 335 calculates the degree of similarity between each electrocardiogram waveform belonging to one group and a waveform (for example, a centroid waveform) that is a statistic of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group, and One or more electrocardiogram waveforms may be selected as representative electrocardiogram waveforms of the group in descending order of degree.
  • a waveform for example, a centroid waveform
  • the analysis unit 335 selects one or more electrocardiogram waveforms in descending order of the difference in QT or QTc from the statistics of QT or QTc in a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group as representative electrocardiogram waveforms of the group. You may choose.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of a predetermined type of wave, including an electrocardiogram waveform selected based on the QT or QTc statistics of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group.
  • the electrocardiogram analyzer 3 presents the analyst with a representative electrocardiogram waveform belonging to that group. This makes it easier for analysts to perform analysis.
  • the analysis unit 335 calculates the difference (hereinafter referred to as ⁇ QT or ⁇ QTc) between the QT or QTc calculated before administering the drug and the QT or QTc calculated after administering the drug for one subject.
  • the storage unit 32 stores the QT or QTc calculated before the predetermined medicine is administered to the person to be analyzed, and the QT or QTc calculated after the predetermined medicine is administered to the person to be analyzed. are stored in association with each other, and ⁇ QT or ⁇ QTc is calculated depending on whether a predetermined condition is satisfied (for example, when a predetermined operation is performed by the analyst on the information terminal 2).
  • the analysis unit 335 calculates the median value of QT or QTc for a predetermined period (e.g., 24 hours) before administration of the drug, and the median value of QT or QTc for a predetermined period (e.g., 24 hours) after administration of the drug. , may be calculated as ⁇ QT or ⁇ QTc.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of a predetermined type of wave, including the calculated ⁇ QT or ⁇ QTc. Thereby, the electrocardiogram analyzer 3 can visualize changes in QT or QTc before and after administration of a predetermined drug, thereby facilitating analysis by an analyst.
  • the analysis unit 335 determines the timing at which ⁇ QT or ⁇ QTc exceeds a predetermined threshold (for example, 450 ms) when the same amount of medicine is continuously administered, based on the slope of the time change of ⁇ QT or ⁇ QTc after administration of the medicine. You can predict it. If a drug is continuously administered to an analyte, ⁇ QT or ⁇ QTc may exceed the threshold value. In contrast, the analysis unit 335 generates information regarding the position of a predetermined type of wave, including the timing at which the predicted ⁇ QT or ⁇ QTc exceeds the threshold value. Thereby, the electrocardiogram analyzer 3 allows the analyst to easily adjust the amount and timing of administration of the drug to the person to be analyzed so that ⁇ QT or ⁇ QTc does not exceed the threshold value due to administration of the drug.
  • a predetermined threshold for example, 450 ms
  • the analysis unit 335 reduces the dosage of the medicine for the person to be analyzed based on the description in the medicine data (for example, the drug's usage and dosage package insert) indicating the characteristics of each medicine stored in the storage unit 32. Alternatively, it may be determined whether or not to increase the amount.
  • the analysis unit 335 determines that the dose should be reduced if the calculated ⁇ QT or ⁇ QTc exceeds the threshold indicated by the drug data, and otherwise determines that the dose should be increased.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of a predetermined type of wave, including a determination result as to whether to reduce or increase the dose.
  • the electrocardiogram analyzer 3 can present to the analyst the possibility of reducing or increasing the dose according to the package insert of the drug, thereby making it easier for the analyst to adjust the dose of the drug for the person to be analyzed.
  • the analysis unit 335 may determine whether one heartbeat is abnormal based on the calculated QT or QTc. For example, the analysis unit 335 determines that the heartbeat is abnormal when QT or QTc calculated from the electrocardiogram waveform corresponding to one heartbeat is equal to or higher than a predetermined threshold, and otherwise determines that the heartbeat is not abnormal. judge.
  • the analysis unit 335 may determine whether one heartbeat is abnormal based on the relationship between the calculated QT or QTc and RR. For example, the analysis unit 335 generates a scatter diagram by plotting the QT or QTc calculated from each of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group and the RR of the electrocardiogram waveform, and in the generated scattergram, the QT or QTc is plotted. A fitting curve showing the relationship between QTc and RR may be calculated. The analysis unit 335 determines that the heartbeat is abnormal when the distance between the point of the electrocardiogram waveform corresponding to one heartbeat and the fitting curve is equal to or greater than a predetermined threshold, and otherwise determines that the heartbeat is not abnormal. judge.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of a predetermined type of wave, which includes different information depending on whether the heartbeat is determined to be abnormal or not. For example, the analysis unit 335 may display information for displaying a message indicating that the heartbeat has been determined to be abnormal together with the electrocardiogram waveform for which the heartbeat has been determined to be abnormal, as information regarding the position of a predetermined type of wave. generate. Thereby, the electrocardiogram analyzer 3 can present the determination result of whether or not the heartbeat is abnormal to the analyst, making it easier for the analyst to perform the analysis.
  • the reception unit 333 transmits information indicating the electrocardiogram waveform corresponding to the heartbeat determined to be abnormal by the analysis unit 335 to the information terminal 2, and includes the heartbeat determined to be abnormal by the information terminal 2 in the analysis. It is also possible to accept an operation indicating whether or not.
  • the analysis unit 335 performs an analysis without using the electrocardiogram waveform corresponding to the heartbeat determined to be abnormal. , QT or QTc is recalculated and subsequent processing is performed.
  • the analysis unit 335 performs subsequent processing using the already calculated QT or QTc.
  • the electrocardiogram analyzer 3 can switch whether or not to use for analysis the electrocardiogram waveform corresponding to the heartbeat determined to be abnormal, according to the intention of the analyst.
  • the analysis unit 335 may determine whether the group is abnormal based on the calculated variation in QT or QTc. For example, the analysis unit 335 calculates standard deviations of a plurality of QTs or QTcs calculated from a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group, and when the calculated standard deviation is equal to or greater than a predetermined threshold (15ms, 20ms, etc.) It is determined that the group is abnormal, and if not, it is determined that the group is not abnormal.
  • a predetermined threshold 15ms, 20ms, etc.
  • the analysis unit 335 determines that among the plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group, the number or proportion of electrocardiogram waveforms corresponding to heartbeats determined to be abnormal based on QT or QTc is equal to or greater than a predetermined threshold. If this is the case, the group may be determined to be abnormal, and if not, it may be determined that the group is not abnormal.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of a predetermined type of wave, which includes different information depending on whether the group is determined to be abnormal or not. For example, the analysis unit 335 generates information for displaying a message indicating that the group has been determined to be abnormal, along with the group representative waveform determined to be abnormal, as information regarding the position of a predetermined type of wave. do. If the group itself generated by the classification unit 332 is abnormal, analysis of a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to the group may not be performed correctly. On the other hand, the electrocardiogram analyzer 3 can determine that the group itself, not the electrocardiogram waveform, is abnormal when the electrocardiogram waveforms belonging to the group generated by the classification unit 332 have large variations.
  • the reception unit 333 may receive an operation in the information terminal 2 indicating whether or not to specify the reference position again for the group determined to be abnormal by the analysis unit 335.
  • the reception unit 333 specifies the reference position again in the representative waveform of the group determined to be abnormal by the analysis unit 335.
  • the electrocardiogram analyzer 3 can switch whether or not to re-designate the reference position for the group determined to be abnormal, according to the analyst's intention.
  • FIG. 7 is a diagram showing an exemplary QTc distribution calculated by the analysis unit 335 for a plurality of electrocardiogram waveforms belonging to one group.
  • the horizontal axis represents RR
  • the vertical axis represents QTc.
  • the example in FIG. 7 shows a group of flat T waves, and it can be seen that there is a certain correlation between RR and QTc. Therefore, the electrocardiogram analyzer 3 can accurately calculate QTc even for a special electrocardiogram waveform such as a short T wave.
  • the output unit 336 outputs information regarding the position of a predetermined type of wave generated by the analysis unit 335.
  • the output unit 336 outputs information regarding the position of a predetermined type of wave on the condition that a predetermined condition is satisfied (for example, QT, QTc, QT statistics, or QTc statistics is equal to or higher than a predetermined threshold). may be output.
  • the output unit 336 transmits display information for displaying information regarding the position of a predetermined type of wave to the information terminal 2 via the communication unit 31, for example. Instead of or in addition to displaying information on the position of a predetermined type of wave on the information terminal 2, the output unit 336 may cause the printing device to print information on the position of a predetermined type of wave.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method in which the output unit 336 causes the information terminal 2 to display information regarding the position of a predetermined type of wave.
  • the information terminal 2 displays information regarding the position of a predetermined type of wave on the display section based on the display information received from the electrocardiogram analyzer 3.
  • the information terminal 2 displays a representative waveform of a group whose QT or QTc statistic is equal to or greater than a predetermined threshold, in association with the person to be analyzed, as information regarding the position of a predetermined type of wave. .
  • the information terminal 2 is not limited to the specific information shown here, and the information regarding the position of a predetermined type of wave is QT, QTc, QT statistics, QTc statistics, ⁇ QT, ⁇ QTc, ⁇ QT, or ⁇ QTc. Displays the timing when the amount exceeds a predetermined threshold, the determination result of whether to reduce or increase the dose, the determination result of whether the heartbeat is abnormal, the determination result of whether the group is abnormal, etc. Good too. Thereby, the analyst does not need to view the entire range of the electrocardiogram data of the subject, and can therefore efficiently analyze the electrocardiogram data.
  • FIG. 9 is a diagram showing a flowchart of an electrocardiogram analysis method executed by the electrocardiogram analysis device 3 according to the present embodiment.
  • the acquisition unit 331 receives the electrocardiogram data transmitted by the electrocardiograph 1 via the communication unit 31 (S11).
  • the acquisition unit 331 acquires a plurality of electrocardiogram waveforms generated by separating the received electrocardiogram data beat by beat (S12).
  • the classification unit 332 classifies the multiple electrocardiogram waveforms acquired by the acquisition unit 331 into multiple groups based on shape similarity (S13).
  • the classification unit 332 extracts a representative waveform corresponding to at least one electrocardiogram waveform belonging to the group selected from the plurality of determined groups (S14).
  • the accepting unit 333 accepts the designation of the reference position of a predetermined type of wave in the representative waveform extracted from the selected group (S15).
  • the receiving unit 333 receives, for example, the designation of a reference position of a predetermined type of wave based on an operation by an analyst on the information terminal 2. If reference positions have not been specified for all of the plurality of groups (NO in S16), the electrocardiogram analyzer 3 performs steps S14 to S15 for another group selected from the plurality of groups. repeat. When the reference positions have been designated for all of the plurality of groups (YES in S16), the electrocardiogram analyzer 3 proceeds to step S17.
  • the determining unit 334 determines whether the electrocardiogram waveform to be analyzed selected from the plurality of electrocardiogram waveforms is abnormal (outlier) (S17). If it is determined that the electrocardiogram waveform to be analyzed is abnormal (YES in S18), the electrocardiogram analyzer 3 performs step S17 on another electrocardiogram waveform to be analyzed selected from a plurality of electrocardiogram waveforms. repeat. If it is determined that the electrocardiogram waveform to be analyzed is not abnormal (NO in S18), the electrocardiogram analyzer 3 proceeds to step S19.
  • the analysis unit 335 identifies the correspondence between a plurality of positions on the time axis in the representative waveform of the group to which the electrocardiogram waveform to be analyzed belongs and a plurality of positions on the time axis in the electrocardiogram waveform to be analyzed (S19). .
  • the analysis unit 335 determines the position in the electrocardiogram waveform to be analyzed that corresponds to the reference position in the representative waveform, which is indicated by the identified correspondence, as the position of the predetermined type of wave included in the electrocardiogram waveform to be analyzed (S20). If the wave positions have not been determined for all of the plurality of electrocardiogram waveforms (NO in S21), the electrocardiogram analyzer 3 determines the electrocardiogram waveform of another analysis target selected from the plurality of electrocardiogram waveforms. Then, step S20 is repeated. When the wave positions have been determined for all of the plurality of electrocardiogram waveforms (YES in S21), the electrocardiogram analyzer 3 proceeds to step S22.
  • the analysis unit 335 generates information regarding the position of the determined predetermined type of wave (S22).
  • the output unit 336 transmits display information for displaying information regarding the position of a predetermined type of wave generated by the analysis unit 335 to the information terminal 2 via the communication unit 31 (S23).
  • the information terminal 2 displays information regarding the position of a predetermined type of wave on the display section based on the display information received from the electrocardiogram analyzer 3.
  • Electrocardiogram analysis device 3 classifies the electrocardiogram waveform for each beat into a plurality of groups based on the similarity of shapes, and A designation of the position of a predetermined type of wave is received from the analyst.
  • the electrocardiogram analyzer 3 identifies the correspondence between the plurality of positions on the time axis in the representative waveform of each group and the plurality of positions on the time axis in the electrocardiogram waveform to be analyzed. Determining the position of a predetermined type of wave in a waveform. Thereby, the electrocardiogram analysis system S can determine the position of a predetermined type of wave in consideration of variations in wave form, and can improve the accuracy of detecting the position of a predetermined type of wave in an electrocardiogram waveform. .
  • the processor of the electrocardiogram analysis device 3 executes each step (process) included in the electrocardiogram analysis method shown in FIG. That is, the processor of the electrocardiogram analyzer 3 executes the electrocardiogram analysis method shown in FIG. 9 by executing a program for executing the electrocardiogram analysis method shown in FIG. Some of the steps included in the electrocardiogram analysis method shown in FIG. 9 may be omitted, the order of the steps may be changed, or a plurality of steps may be performed in parallel.
  • Electrocardiograph 1 Electrocardiograph 2 Information terminal 3 ECG analyzer 31 Communication section 32 Storage section 33 Control section 331 Acquisition section 332 Classification section 333 Reception section 334 Judgment section 335 Analysis section 336 Output section

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Abstract

心電図分析装置（３）は、心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する取得部（３３１）と、複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する分類部（３３２）と、複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付ける受付部（３３３）と、分析対象の心電図波形が属するグループの代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、対応関係が示す、代表波形における基準位置に対応する分析対象の心電図波形における位置を、分析対象の心電図波形に含まれる所定種別の波の位置として決定する分析部（３３５）と、を有する。

Description

心電図分析装置、心電図分析方法及びプログラム
　本発明は、心電図を分析するための心電図分析装置、心電図分析方法及びプログラムに関する。
　従来、患者等の被分析者が身体に装着して長時間にわたって心電図を測定することができるホルター心電計が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７－１９５６９３号公報
　心電図波形に異常が発生しているか否かを判断するために、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波等の特徴的な波を観察することが行われている。例えば、副作用としてＱ波とＴ波との間隔（以下、ＱＴ間隔）が延長する可能性のある医薬品を患者に投与する場合には、患者のＱＴ間隔を測定することが求められる。しかしながら、Ｔ波には、例えば、通常のＴ波、へいていＴ波、陰性Ｔ波、二相性Ｔ波、Ｔ波とＵ波とが融合した波等の形態のバリエーションがあることが知られており、コンピュータが心電図波形から様々なバリエーションの波の位置を高精度に検出することが難しい場合があった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、心電図波形において所定種別の波の位置を検出する精度を向上させることを目的とする。
　本発明の第１の態様の心電図分析装置は、心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する取得部と、前記複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する分類部と、前記複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの前記心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付ける受付部と、分析対象の前記心電図波形が属する前記グループの前記代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の前記心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、前記対応関係が示す、前記代表波形における前記基準位置に対応する分析対象の前記心電図波形における位置を、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記所定種別の波の位置として決定する分析部と、を有する。
　前記受付部は、前記代表波形においてＱ波の前記基準位置及びＴ波の前記基準位置を受け付け、前記分析部は、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記Ｑ波の位置及び前記Ｔ波の位置を決定してもよい。
　前記分析部は、前記Ｑ波の位置及び前記Ｔ波の位置の間隔と、前記間隔を分析対象の前記心電図波形から特定した心拍数を用いて補正することによって算出した補正後間隔と、の少なくとも一方を算出してもよい。
　前記心電図分析装置は、前記グループに属する前記複数の心電図波形における前記間隔又は前記補正後間隔の統計量が閾値以上であることを条件として、前記グループに属する前記複数の心電図波形のうち、前記グループの前記代表波形との類似度が最も高い前記心電図波形を出力する出力部をさらに有してもよい。
　前記分析部は、前記グループに属する前記複数の心電図波形における前記間隔又は前記補正後間隔のばらつきを示す値が閾値以上である場合に前記グループが異常であると判定し、前記ばらつきを示す値が前記閾値未満である場合に前記グループが異常でないと判定し、前記分析部は、前記グループが異常であると判定した場合と前記グループが異常でないと判定した場合とで異なる情報を生成してもよい。
　前記受付部は、前記分析部が異常であると判定した前記グループの前記代表波形において前記基準位置の指定を再び受け付けてもよい。
　前記代表波形は、前記選択グループに属する前記複数の心電図波形のうち、前記選択グループに属する前記複数の心電図波形の統計量である波形との類似度が最も高いいずれか１つの前記心電図波形であってもよい。
　前記受付部は、前記代表波形を情報端末に表示させ、前記情報端末において前記代表波形に対して指定された位置を、前記基準位置として受け付けてもよい。
　前記受付部は、前記情報端末において前記代表波形に対して位置の指定を複数回受け付け、指定された複数の位置の統計量に対応する位置を、前記基準位置として受け付けてもよい。
　前記心電図分析装置は、前記グループに属する前記心電図波形と、前記グループに属する前記複数の心電図波形の統計量である波形と、の類似度が閾値以上である場合に前記心電図波形が異常でないと判定し、当該類似度が前記閾値未満である場合に前記心電図波形が異常であると判定する判定部をさらに有し、前記分析部は、分析対象の前記心電図波形が前記判定部により異常でないと判定されたことを条件として、前記所定種別の波の位置を決定してもよい。
　本発明の第２の態様の心電図分析方法は、プロセッサが実行する、心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得するステップと、前記複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類するステップと、前記複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの前記心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付けるステップと、分析対象の前記心電図波形が属する前記グループの前記代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の前記心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、前記対応関係が示す、前記代表波形における前記基準位置に対応する分析対象の前記心電図波形における位置を、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記所定種別の波の位置として決定するステップと、を有する。
　本発明の第３の態様のプログラムは、コンピュータを、心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する取得部と、前記複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する分類部と、前記複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの前記心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付ける受付部と、分析対象の前記心電図波形が属する前記グループの前記代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の前記心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、前記対応関係が示す、前記代表波形における前記基準位置に対応する分析対象の前記心電図波形における位置を、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記所定種別の波の位置として決定する分析部と、として機能させる。
　本発明によれば、心電図波形において所定種別の波の位置を検出する精度を向上させることができるという効果を奏する。
実施形態に係る心電図分析システムの概要を説明するための図である。 実施形態に係る心電図分析システムのブロック図である。 取得部が心電図データを１拍ごとに分離する方法を説明するための模式図である。 分類部が複数の心電図波形を複数のグループに分類する方法を説明するための模式図である。 受付部が代表波形において基準位置の指定を受け付ける方法を説明するための模式図である。 分析部が代表波形と分析対象の心電図波形との対応関係を特定する方法を説明するための模式図である。 １つのグループに属する複数の心電図波形に対して分析部が算出した例示的なＱＴｃの分布を示す図である。 出力部が情報端末に所定種別の波の位置に関する情報を表示させる方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る心電図分析装置が実行する心電図分析方法のフローチャートを示す図である。
［心電図分析システムＳの概要］
　図１は、本実施形態に係る心電図分析システムＳの概要を説明するための図である。心電図分析システムＳは、心電計１と、情報端末２と、心電図分析装置３と、を含む。心電図分析システムＳは、複数の心電計１及び複数の情報端末２を含んでもよい。心電図分析システムＳは、その他のサーバ、端末等の機器を含んでもよい。
　心電計１は、被分析者の心臓の心電図を測定する装置である。被分析者は、例えば、診療を受けている患者、臨床試験の被験者等である。心電計１は、例えば、被分析者の手首、手掌、胸部等に装着された状態で電位を測定することにより被分析者の心電図を測定する、１２誘導心電計、ホルター心電計、埋め込み型心電計、イベント型心電計又はパッチ型心電計等である。本実施形態において、心電計１は、被分析者の胸部に貼り付けられることによって、生活中の被分析者の心電図を連続的に測定可能なパッチ型心電計である。また、心電計１は、ペースメーカー、除細動器、心内電極等、心電図を測定可能なその他の装置であってもよい。
　心電計１は、無線通信回線を含むネットワークＮを介して、測定した心電図を示す心電図データを心電図分析装置３に送信する。心電計１が測定した心電図データは、ネットワークＮを介することなく、例えば記憶媒体を用いて心電図分析装置３に入力されてもよい。
　情報端末２は、医師や医療従事者等の分析者が使用するコンピュータである。情報端末２は、例えば、心電図分析装置３から受信した情報を表示可能な液晶ディスプレイ等の表示部と、分析者による操作を受け付けるキーボードやマウス等の操作部と、を有する。
　心電図分析装置３は、心臓の電気的活動を分析するためのコンピュータである。心電図分析装置３は、例えば、心電計１から受信した心電図データに基づいて、Ｑ波、Ｔ波等の所定種別の波の位置を決定し、ＱＴ間隔等の所定種別の波の位置に関する情報を出力する。
　本実施形態に係る心電図分析システムＳが実行する処理の概要を以下に説明する。心電計１は、心電計１を装着している被分析者の心電図を測定する。心電計１は、測定した心電図を示す心電図データを心電図分析装置３に送信する。
　心電図分析装置３は、心電計１が送信した心電図データを受信する。心電図分析装置３は、受信した心電図データ（例えば、１人の被分析者に対して測定された２４時間分の心電図データ）を１拍ごとに分離することによって、複数の心電図波形を取得する。心電図分析装置３は、例えば、受信した心電図データに含まれる複数の周期の波形から、１周期分の波形を取り出すことによって、１拍ごとの心電図波形を示すデータを生成する。心電図分析装置３は、例えば、取得した複数の心電図波形に対してクラスタリング処理を実行することにより、複数の心電図波形を形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する。
　心電図分析装置３は、各グループに属する少なくとも１つの心電図波形である代表波形を情報端末２に表示させ、分析者から代表波形上で所定種別の波（Ｑ波、Ｔ波等）の位置（基準位置）の指定を受け付ける。
　心電図分析装置３は、分析対象の心電図波形が属するグループの代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定する。心電図分析装置３は、例えば、ＤＴＷ法（Dynamic Time Warping；動的時間伸縮法）により、代表波形における点と分析対象の心電図波形における点とを対応付ける。
　心電図分析装置３は、特定した対応関係が示す、代表波形における基準位置に対応する分析対象の心電図波形における位置を、分析対象の心電図波形に含まれる所定種別の波の位置として決定する。
　心電図分析装置３は、決定した所定種別の波の位置に関する情報（例えば、ＱＴ間隔）を表示するための表示情報を、情報端末２に送信する。情報端末２は、心電図分析装置３から受信した表示情報に基づいて、所定種別の波の位置に関する情報を表示部上に表示する。
　例えば、Ｔ波には、通常のＴ波、へいていＴ波、陰性Ｔ波等の様々な形態のバリエーションがあることが知られている。心電図分析システムＳは、１拍ごとの心電図波形を形状の類似性に基づいて複数のグループに分類し、グループごとの代表波形に対して分析者から所定種別の波の位置の指定を受け付けることにより、分析対象の心電図波形における所定種別の波の位置を決定する。これにより、心電図分析システムＳは、波の形態のバリエーションを考慮して所定種別の波の位置を決定することができ、心電図波形において所定種別の波の位置を検出する精度を向上させることができる。
［心電図分析システムＳの構成］
　図２は、本実施形態に係る心電図分析システムＳのブロック図である。図２において、矢印は主なデータの流れを示しており、図２に示したもの以外のデータの流れがあってもよい。図２において、各ブロックはハードウェア（装置）単位の構成ではなく、機能単位の構成を示している。そのため、図２に示すブロックは単一の装置内に実装されてもよく、あるいは複数の装置内に分かれて実装されてもよい。ブロック間のデータの授受は、データバス、ネットワーク、可搬記憶媒体等、任意の手段を介して行われてよい。
　心電図分析装置３は、通信部３１と、記憶部３２と、制御部３３とを有する。心電図分析装置３は、２つ以上の物理的に分離した装置が有線又は無線で接続されることにより構成されてもよい。また、心電図分析装置３は、コンピュータ資源の集合であるクラウドによって構成されてもよい。
　通信部３１は、ネットワークＮを介して心電計１及び情報端末２との間でデータを送受信するための通信コントローラを有する。通信部３１は、心電計１及び情報端末２からネットワークＮを介して受信したデータを制御部３３に通知する。また、通信部３１は、ネットワークＮを介して、制御部３３から出力されたデータを情報端末２に送信する。
　記憶部３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクドライブ等を含む記憶媒体である。記憶部３２は、制御部３３が実行するプログラムを予め記憶している。記憶部３２は、心電図分析装置３の外部に設けられてもよく、その場合にネットワークを介して制御部３３との間でデータの授受を行ってもよい。
　制御部３３は、取得部３３１と、分類部３３２と、受付部３３３と、判定部３３４と、分析部３３５と、出力部３３６と、を有する。制御部３３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、記憶部３２に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部３３１、分類部３３２、受付部３３３、判定部３３４、分析部３３５及び出力部３３６として機能する。制御部３３の機能の少なくとも一部は電気回路によって実行されてもよい。また、制御部３３の機能の少なくとも一部は、制御部３３がネットワーク経由で実行されるプログラムを実行することによって実現されてもよい。
　以下、本実施形態に係る心電図分析システムＳが実行する表示制御方法を詳細に説明する。被分析者は、心電計１を装着する。心電計１は、心電計１を装着している被分析者の心電図を測定する。心電計１は、測定した心電図を示す心電図データを心電図分析装置３に送信する。心電計１は、心電図データを心電図分析装置３に逐次送信し、又は所定期間（例えば、２４時間）の心電図データをまとめて心電図分析装置３に送信する。
　心電図分析装置３において、取得部３３１は、心電計１が送信した心電図データを、通信部３１を介して受信する。取得部３３１は、受信した心電図データ（すなわち、１人の患者の心電図データ）を１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する。
　図３は、取得部３３１が心電図データを１拍ごとに分離する方法を説明するための模式図である。取得部３３１は、例えば、心電図データにおいてＲ波のピークの位置を検出し、あるＲ波のピークから一定時間手前から、次のＲ波のピークから一定時間手前までの区間の波形を１拍の心電図波形として取得する。取得部３３１は、ここに示した具体的な方法に限られず、その他の方法によって心電図データを１拍ごとに分離してもよい。
　取得部３３１は、心電図データに対して、ノイズ除去処理を実行してもよい。取得部３３１は、例えば、除外対象の心電図（ノイズ又は期外収縮を含む心電図）と分析対象の心電図とを予め機械学習することによって生成された、入力された心電図が除外対象か否かを判定する機械学習モデルに、心電図データを分割することによって生成された複数の分割心電図それぞれを入力する。そして取得部３３１は、機械学習モデルによって除外対象でないと判定された分割心電図を１拍ごとに分離することによって、複数の心電図波形を取得する。
　また、取得部３３１は、例えば、心電図データから取得した複数の心電図波形のうち、単位時間あたりの心拍数が所定の閾値より大きい又は小さい心電図波形を除外してもよい。
　分類部３３２は、取得部３３１が取得した複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する。図４は、分類部３３２が複数の心電図波形を複数のグループに分類する方法を説明するための模式図である。図４の左側には各グループに属する複数の心電図波形が重畳されて表されており、図４の右側には各グループの代表波形が表されている。
　図４に示すように、心電図波形には様々な形態のバリエーションがある。図４の例では、同一患者の心電図波形において、二相性Ｔ波の２つ目のＴ波の終わり近辺が平坦な場合と、二相性Ｔ波の２つ目のＴ波の終わり近辺が緩やかに下降し続ける場合と、Ｔ波の形状が測定中に大きく変化した場合と、がある。従来、このような形態のバリエーションを考慮せずに心電図波形において特定の種別の波の位置を自動的に検出しようとすると、例えばＴ波が下降した後の点をＴ波の終端として誤検出する場合があった。
　分類部３３２は、例えば、取得部３３１が取得した複数の心電図波形に対して、既知のクラスタリング処理を実行する。クラスタリング処理は、例えば、各クラスタ内の心電図波形の形状同士の距離が近くなるように、複数の心電図波形を複数のクラスタに分類するK-Shape法である。分類部３３２は、クラスタリング処理によって生成された複数のクラスタを、形状の類似性に基づいて生成された複数のグループとして決定する。
　分類部３３２は、ここに示した形状ベースのクラスタリング手法であるK-Shape法に限られず、その他の方法によって複数の心電図波形を複数のグループに分類してもよい。分類部３３２は、例えば、複数の心電図波形の間でＴ波の終わりの位置等の特定の位置の対応付けることが可能であれば、形状の類似性に基づいたクラスタリング処理に限らず、その他の分類手法を用いてもよい。分類部３３２は、その他の分類手法として、例えば、K-means法、DBSCAN法、階層クラスタリング等を用いることができる。また、分類部３３２は、教師あり学習、半教師あり学習の手法によって、複数の心電図波形を複数のグループに分類してもよい。
　図４の例において、複数の心電図波形は、二相性Ｔ波の２つ目のＴ波の終わり近辺が平坦な心電図波形を含むグループと、二相性Ｔ波の２つ目のＴ波の終わり近辺が緩やかに下降し続ける心電図波形を含むグループと、Ｔ波の形状が測定中に大きく変化した心電図波形を含むグループと、に分類されている。複数の心電図波形は、３つのグループに限られず、その他の数のグループに分類されてもよい。
　分類部３３２は、決定した複数のグループそれぞれから、当該グループに属する少なくとも１つの心電図波形に対応する代表波形を抽出する。分類部３３２は、例えば、１つのグループに属する複数の心電図波形の重心であるセントロイド波形を算出し、当該グループに属する複数の心電図波形のうちセントロイド波形に最も類似する心電図波形（例えば、セントロイド波形とのユークリッド距離が最も小さい心電図波形）を、代表波形として抽出する。また、分類部３３２は、算出したセントロイド波形を、代表波形として抽出してもよい。また、分類部３３２は、１つのグループに属する複数の心電図波形を、複数の代表波形として抽出してもよい。
　分類部３３２は、取得部３３１が取得した複数の心電図波形に対して、複数回のクラスタリング処理を実行し、各回において生成された複数のグループに対して代表波形を抽出してもよい。この場合に、分類部３３２は、複数回抽出された複数の代表波形の統計量（例えば、平均値）を、代表波形として用いてもよい。これにより、心電図分析装置３は、クラスタリング処理における局所解の影響を低減することができる。
　受付部３３３は、複数のグループそれぞれから抽出した代表波形において、所定種別の波の基準位置の指定を受け付ける。本実施形態において、所定種別の波は、Ｑ波及びＴ波であるが、Ｑ波若しくはＴ波の一方のみ、又はＲ波やＳ波等のその他の種別の波であってもよい。
　図５は、受付部３３３が代表波形において基準位置の指定を受け付ける方法を説明するための模式図である。受付部３３３は、例えば、複数のグループから選択されたいずれか１つのグループである選択グループの代表波形を示す情報を、通信部３１を介して情報端末２に送信する。
　情報端末２は、心電図分析装置３から受信した情報に基づいて、代表波形を表示部上に表示する。情報端末２は、操作部において、所定種別の波（ここではＱ波及びＴ波）の位置を指定する操作を分析者から受け付ける。情報端末２は、分析者によって指定された位置を示す情報を、心電図分析装置３に送信する。
　心電図分析装置３において、受付部３３３は、情報端末２から通信部３１を介して受信した情報が示す位置を、所定種別の波の基準位置として受け付ける。受付部３３３は、複数のグループの全てに対して基準位置を受け付けていない場合に、複数のグループのうち別の選択グループの代表波形を示す情報を、通信部３１を介して情報端末２に送信し、基準位置の指定を受け付ける。受付部３３３は、複数のグループの全てに対して基準位置を受け付けた場合に、基準位置の指定の受け付けを終了する。
　受付部３３３は、情報端末２において分析者から基準位置の指定を受け付けることに代えて、心電図分析装置３又はその他のコンピュータが代表波形において特定した所定種別の波の位置を、基準位置として受け付けてもよい。この場合に、心電図分析装置３又はその他のコンピュータは、例えば、代表波形に類似する波形において一又は複数の分析者が過去に指定した所定種別の波の位置の統計データに基づいて、代表波形において所定種別の波の位置を特定する。また、受付部３３３は、代表波形ごとに所定のアルゴリズム等を用いて仮の基準位置を算出し、算出した仮の基準位置と代表波形とを関連付けて情報端末２に表示させ、分析者が仮の基準位置の修正が必要と判断した場合に、情報端末２において分析者から基準位置の指定を受け付けてもよい。
　受付部３３３は、情報端末２において１つの代表波形に対して位置の指定を複数回受け付け、指定された複数の位置の統計量（例えば、平均値）を、基準位置として受け付けてもよい。また、受付部３３３は、情報端末２において１つのグループから抽出された複数の代表波形それぞれに対して位置の指定を受け付け、指定された複数の位置の統計量（例えば、平均値）を、基準位置として受け付けてもよい。これにより、分析者によって指定された所定種別の波のばらつきの影響を低減することができる。
　判定部３３４は、分析部３３５は所定種別の波の位置を決定する処理を行う前に、複数の心電図波形それぞれが異常（外れ値）であるか否かを判定する。判定部３３４は、例えば、１つのグループに属する複数の心電図波形それぞれと、当該グループに属する複数の心電図波形の統計量である波形（例えば、セントロイド波形）と、の類似度を算出する。類似度は、例えば、ユークリッド距離である。判定部３３４は、１つの心電図波形に対して算出した類似度が所定の閾値以上である場合に当該心電図波形が異常でないと判定し、当該類似度が当該閾値未満である場合に当該心電図波形が異常であると判定する。
　分析部３３５は、１つのグループに属する複数の心電図波形それぞれを分析対象の心電図波形とし、以降の処理を行う。分析部３３５は、分析対象の心電図波形が属するグループの代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定する。
　図６は、分析部３３５が代表波形と分析対象の心電図波形との対応関係を特定する方法を説明するための模式図である。分析部３３５は、例えば、ＤＴＷ法により、代表波形における所定の時間間隔で配置された複数の点（座標）と、分析対象の心電図波形における所定の時間間隔で配置された複数の点と、の距離を総当たりで算出する。分析部３３５は、算出した距離の合計値が最も小さくなるように、代表波形における複数の点と分析対象の心電図波形における複数の点とを順に対応付ける。図６には、分析対象の心電図波形における点と、当該点に対応付けられた代表波形における点と、を接続した線分（ワーピングパスともいう）が表されている。
　分析部３３５は、分析対象の心電図波形における複数の点それぞれと、当該点に対応付けられた代表波形における点と、の組み合わせを、対応関係として特定する。分析部３３５は、ここに示した具体的な方法に限られず、その他の方法によって代表波形及び分析対象の間の対応関係を特定してもよい。
　分析部３３５は、特定した対応関係が示す、代表波形における基準位置に対応する分析対象の心電図波形における位置を、分析対象の心電図波形に含まれる所定種別の波の位置として決定する。すなわち、分析部３３５は、代表波形において指定された所定種別の波の基準位置が、分析対象の心電図波形のどこに対応するかを特定することによって、分析対象の心電図波形に含まれる所定種別の波の位置を決定する。
　図６の例において、分析部３３５は、Ｑ波の基準位置は代表波形における６番目の点であり、代表波形における６番目の点は分析対象の心電図波形における６番目の点に対応するため、分析対象の心電図波形に含まれるＱ波の位置が分析対象の心電図波形における６番目の点であると決定する。分析部３３５は、Ｔ波の基準位置は代表波形における５７番目の点であり、代表波形における５７番目の点は分析対象の心電図波形における５４番目の点に対応するため、分析対象の心電図波形に含まれるＴ波の位置が分析対象の心電図波形における５４番目の点であると決定する。
　通常のＴ波、へいていＴ波、陰性Ｔ波等の様々な種別の波はそれぞれ形態が異なるため、従来、コンピュータが心電図波形から様々な種別の波の位置を高精度に検出することが難しい場合があった。それに対して、心電図分析装置３は、形状の類似性に基づいて生成されたグループの代表波形に対して指定された位置を用いて、分析対象の心電図波形に含まれる所定種別の波の位置を決定することにより、波の形態のバリエーションを考慮し、所定種別の波の位置を検出する精度を向上させることができる。
　分析部３３５は、分析対象の心電図波形が判定部３３４により異常でないと判定されたことを条件として、所定種別の波の位置を決定してもよい。この場合に、分析部３３５は、複数の心電図波形のうち、判定部３３４が異常でないと判定した心電図波形において所定種別の波の位置を決定し、判定部３３４が異常であると判定した心電図波形において所定種別の波の位置を決定しない。これにより、心電図分析装置３は、例えば、あるグループに属する複数の心電図波形の統計量（セントロイド波形等）とは大幅に異なる心電図波形を外れ値として除外し、外れ値に基づいてＱＴ間隔の延長等のアラートが発生することを抑えることができる。
　分析部３３５は、決定した所定種別の波の位置に関する情報を生成する。分析部３３５は、例えば、１つの心電図波形におけるＱ波の位置及びＴ波の位置の間隔であるＱＴ間隔（以下、ＱＴ）と、ＱＴを分析対象の心電図波形から特定した心拍数を用いて補正することによって算出した補正後間隔と、の少なくとも一方を含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。
　分析部３３５は、例えば、Bazettによって提唱された以下の式（１）を用いて補正後間隔（ＱＴｃ）を算出する。式（１）によって算出されたＱＴｃを、ＱＴｃＢともいう。
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　ＲＲ（ＲＲ間隔）は、連続する２つの心電図波形におけるＲ波の位置の間隔であり、心拍数の逆数である。また、分析部３３５はFridericia補正式、Hodges補正式、Framingham補正式等、その他の既知の式を用いてＱＴｃを算出してもよい。
　また、分析部３３５は、複数の心電図波形から算出した複数のＱＴ又はＱＴｃの統計量（例えば、平均値）を、被分析者のＱＴ又はＱＴｃとして算出してもよい。
　また、分析部３３５は、１つのグループに属する複数の心電図波形におけるＱＴ又はＱＴｃの統計量が所定の閾値以上であることを条件として、当該グループの代表的な心電図波形を選択してもよい。分析部３３５は、例えば、１つのグループにおける波の位置の算出に用いた代表波形を、当該グループの代表的な心電図波形として選択してもよい。分析部３３５は、例えば、１つのグループに属する各心電図波形と、当該グループに属する複数の心電図波形の統計量である波形（例えば、セントロイド波形）と、の類似度を算出し、算出した類似度が高い順に一又は複数の心電図波形を、当該グループの代表的な心電図波形として選択してもよい。また、分析部３３５は、１つのグループに属する複数の心電図波形におけるＱＴ又はＱＴｃの統計量とのＱＴ又はＱＴｃの差が小さい順に一又は複数の心電図波形を、当該グループの代表的な心電図波形として選択してもよい。
　分析者が複数のグループそれぞれに属する複数の心電図波形及び複数のＱＴ又はＱＴｃを確認するためには、大きな手間が掛かる。これに対して、分析部３３５は、１つのグループに属する複数の心電図波形におけるＱＴ又はＱＴｃの統計量に基づいて選択した心電図波形を含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。これにより、心電図分析装置３は、１つのグループにおいてＱＴ又はＱＴｃが大きい場合（ＱＴ延長が発生している可能性がある場合）に、当該グループに属する代表的な心電図波形を分析者に提示して、分析者による分析をしやすくすることができる。
　分析部３３５は、１人の被分析者に対して、医薬品の投与前に算出したＱＴ又はＱＴｃと、医薬品の投与後に算出したＱＴ又はＱＴｃとの差（以下、ΔＱＴ又はΔＱＴｃ）を算出してもよい。この場合に、記憶部３２は、被分析者に所定の医薬品が投与される前に算出されたＱＴ又はＱＴｃと、被分析者に所定の医薬品が投与された後に算出されたＱＴ又はＱＴｃと、を関連付けて記憶し、所定の条件が満たされたこと（例えば、情報端末２において分析者による所定の操作が行われたこと）に応じてΔＱＴ又はΔＱＴｃを算出する。
　分析部３３５は、例えば、医薬品の投与前の所定期間（例えば、２４時間）のＱＴ又はＱＴｃの中央値と、医薬品の投与後の所定期間（例えば、２４時間）のＱＴ又はＱＴｃの中央値と、の差を、ΔＱＴ又はΔＱＴｃとして算出してもよい。
　分析部３３５は、算出したΔＱＴ又はΔＱＴｃを含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。これにより、心電図分析装置３は、所定の医薬品の投与前後のＱＴ又はＱＴｃの変化を可視化して、分析者による分析をしやすくすることができる。
　また、分析部３３５は、医薬品の投与後のΔＱＴ又はΔＱＴｃの時間変化の傾きから、継続して同量の医薬品を投与した際にΔＱＴ又はΔＱＴｃが所定の閾値（例えば、４５０ｍｓ）を超えるタイミングを予測してもよい。被分析者に対して継続して医薬品を投与すると、ΔＱＴ又はΔＱＴｃが閾値を超えてしまう場合がある。それに対して、分析部３３５は、予測したΔＱＴ又はΔＱＴｃが閾値を超えるタイミングを含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。これにより、心電図分析装置３は、医薬品の投与によりΔＱＴ又はΔＱＴｃが閾値を超えないように、分析者が被分析者に対する医薬品の投与量や投与タイミングを調整しやすくできる。
　また、分析部３３５は、記憶部３２に記憶された医薬品ごとの特性を示す医薬品データ（例えば、医薬品の用法及び用量の添付文書）に記載に基づいて、被分析者に対する医薬品の投与量を減量又は増量するか否かを判定してもよい。分析部３３５は、算出したΔＱＴ又はΔＱＴｃが、医薬品データが示す閾値を超えている場合に、投与量を減量すると判定し、そうでない場合に投与量を増量すると判定する。分析部３３５は、投与量を減量又は増量するか否かの判定結果を含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。これにより、心電図分析装置３は、医薬品の添付文書に応じて投与量の減量又は増量の可能性を分析者に提示して、分析者が被分析者に対する医薬品の投与量を調整しやすくできる。
　また、分析部３３５は、算出したＱＴ又はＱＴｃに基づいて、１つの心拍が異常であるか否かを判定してもよい。分析部３３５は、例えば、１つの心拍に対応する心電図波形から算出したＱＴ又はＱＴｃが所定の閾値以上である場合に当該心拍が異常であると判定し、そうでない場合に当該心拍が異常でないと判定する。
　また、分析部３３５は、算出したＱＴ又はＱＴｃとＲＲとの関係に基づいて、１つの心拍が異常であるか否かを判定してもよい。分析部３３５は、例えば、１つのグループに属する複数の心電図波形それぞれから算出したＱＴ又はＱＴｃと、当該心電図波形のＲＲと、をプロットすることによって散布図を生成し、生成した散布図においてＱＴ又はＱＴｃとＲＲとの関係を示すフィッティング曲線を算出してもよい。分析部３３５は、１つの心拍に対応する心電図波形の点とフィッティング曲線との距離が所定の閾値以上である場合に当該心拍が異常であると判定し、そうでない場合に当該心拍が異常でないと判定する。
　分析部３３５は、心拍が異常であると判定された場合と心拍が異常でないと判定された場合とで異なる情報を含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。分析部３３５は、例えば、心拍が異常であると判定された心電図波形とともに、心拍が異常であると判定されたことを表すメッセージを表示するための情報を、所定種別の波の位置に関する情報として生成する。これにより、心電図分析装置３は、心拍が異常であるか否かの判定結果を分析者に提示して、分析者による分析をしやすくできる。
　さらに受付部３３３は、分析部３３５によって異常であると判定された心拍に対応する心電図波形を示す情報を情報端末２に送信し、情報端末２において異常であると判定された心拍を分析に含めるか否かを示す操作を受け付けてもよい。情報端末２において異常であると判定された心拍を分析に含めないことを示す操作が行われた場合に、分析部３３５は、異常であると判定された心拍に対応する心電図波形を用いずに、ＱＴ又はＱＴｃを再算出して以降の処理を行う。一方、情報端末２において異常であると判定された心拍を分析に含めることを示す操作が行われた場合に、分析部３３５は、既に算出されたＱＴ又はＱＴｃを用いて以降の処理を行う。これにより、心電図分析装置３は、分析者の意向に応じて、異常であると判定された心拍に対応する心電図波形を分析に用いるか否かを切り替えることができる。
　また、分析部３３５は、算出したＱＴ又はＱＴｃのばらつきに基づいて、グループが異常であるか否かを判定してもよい。分析部３３５は、例えば、１つのグループに属する複数の心電図波形から算出した複数のＱＴ又はＱＴｃの標準偏差を算出し、算出した標準偏差が所定の閾値（１５ｍｓ、２０ｍｓ等）以上である場合に当該グループが異常であると判定し、そうでない場合に当該グループが異常でないと判定する。また、分析部３３５は、１つのグループに属する複数の心電図波形の中で、ＱＴ又はＱＴｃに基づいて異常であると判定された心拍に対応する心電図波形の数又は割合が所定の閾値以上である場合に当該グループが異常であると判定し、そうでない場合に当該グループが異常でないと判定してもよい。
　分析部３３５は、グループが異常であると判定された場合とグループが異常でないと判定された場合とで異なる情報を含む、所定種別の波の位置に関する情報を生成する。分析部３３５は、例えば、異常であると判定されたグループ代表波形とともに、グループが異常であると判定されたことを表すメッセージを表示するための情報を、所定種別の波の位置に関する情報として生成する。分類部３３２が生成したグループ自体が異常であると、当該グループに属する複数の心電図波形に対する分析が正しく行われない場合がある。それに対して、心電図分析装置３は、分類部３３２が生成したグループに属する心電図波形のばらつきが大きい場合等に、心電図波形ではなくグループ自体が異常であると判定できる。
　さらに受付部３３３は、情報端末２において、分析部３３５によって異常であると判定されたグループに対して基準位置の指定を再度実施するか否かを示す操作を受け付けてもよい。情報端末２において基準位置の指定を再度実施することを示す操作が行われた場合に、受付部３３３は、分析部３３５によって異常であると判定されたグループの代表波形において基準位置の指定を再び受け付ける。これにより、心電図分析装置３は、分析者の意向に応じて、異常であると判定されたグループに対する基準位置の指定をやり直すか否かを切り替えることができる。
　図７は、１つのグループに属する複数の心電図波形に対して分析部３３５が算出した例示的なＱＴｃの分布を示す図である。図７において、横軸はＲＲを表しており、縦軸はＱＴｃを表している。図７の例は平坦な形状のＴ波であるへいていＴ波のグループを表しており、ＲＲとＱＴｃとの間に一定の相関があることがわかる。したがって、心電図分析装置３は、へいていＴ波のような特殊な形態の心電図波形であっても、精度よくＱＴｃを算出できる。
　出力部３３６は、分析部３３５が生成した所定種別の波の位置に関する情報を出力する。出力部３３６は、所定の条件が満たされたこと（例えば、ＱＴ、ＱＴｃ、ＱＴの統計量又はＱＴｃの統計量が所定の閾値以上であること）を条件として、所定種別の波の位置に関する情報を出力してもよい。
　出力部３３６は、例えば、所定種別の波の位置に関する情報を表示するための表示情報を、通信部３１を介して情報端末２に送信する。出力部３３６は、所定種別の波の位置に関する情報を情報端末２に表示させることに代えて又は加えて、所定種別の波の位置に関する情報を印刷装置に印刷させてもよい。
　図８は、出力部３３６が情報端末２に所定種別の波の位置に関する情報を表示させる方法を説明するための模式図である。情報端末２は、心電図分析装置３から受信した表示情報に基づいて、所定種別の波の位置に関する情報を表示部上に表示する。図８の例では、情報端末２は、所定種別の波の位置に関する情報として、ＱＴ又はＱＴｃの統計量が所定の閾値以上であるグループの代表波形を、被分析者と関連付けて表示している。
　情報端末２は、ここに示した具体的な情報に限られず、所定種別の波の位置に関する情報として、上述のＱＴ、ＱＴｃ、ＱＴの統計量、ＱＴｃの統計量、ΔＱＴ、ΔＱＴｃ、ΔＱＴ又はΔＱＴｃが所定の閾値を超えるタイミング、投与量を減量又は増量するか否かの判定結果、心拍が異常であるか否かの判定結果、グループが異常であるか否かの判定結果等を表示してもよい。これにより、分析者は、被分析者の心電図データの全範囲を見る必要がないため、効率的に心電図データを分析することができる。
［心電図分析方法のフローチャート］
　図９は、本実施形態に係る心電図分析装置３が実行する心電図分析方法のフローチャートを示す図である。心電図分析装置３において、取得部３３１は、心電計１が送信した心電図データを、通信部３１を介して受信する（Ｓ１１）。取得部３３１は、受信した心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する（Ｓ１２）。
　分類部３３２は、取得部３３１が取得した複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する（Ｓ１３）。分類部３３２は、決定した複数のグループの中から選択されたグループから、当該グループに属する少なくとも１つの心電図波形に対応する代表波形を抽出する（Ｓ１４）。
　受付部３３３は、選択されたグループから抽出した代表波形において、所定種別の波の基準位置の指定を受け付ける（Ｓ１５）。受付部３３３は、例えば、情報端末２における分析者による操作に基づいて、所定種別の波の基準位置の指定を受け付ける。複数のグループ全てに対して基準位置の指定が終了していない場合に（Ｓ１６のＮＯ）、心電図分析装置３は、複数のグループの中から選択された別のグループに対してステップＳ１４～Ｓ１５を繰り返す。複数のグループ全てに対して基準位置の指定が終了した場合に（Ｓ１６のＹＥＳ）、心電図分析装置３はステップＳ１７に進む。
　判定部３３４は、複数の心電図波形の中から選択された分析対象の心電図波形が異常（外れ値）であるか否かを判定する（Ｓ１７）。分析対象の心電図波形が異常であると判定された場合に（Ｓ１８のＹＥＳ）、心電図分析装置３は、複数の心電図波形の中から選択された別の分析対象の心電図波形に対してステップＳ１７を繰り返す。分析対象の心電図波形が異常でないと判定された場合に（Ｓ１８のＮＯ）、心電図分析装置３はステップＳ１９に進む。分析部３３５は、分析対象の心電図波形が属するグループの代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定する（Ｓ１９）。
　分析部３３５は、特定した対応関係が示す、代表波形における基準位置に対応する分析対象の心電図波形における位置を、分析対象の心電図波形に含まれる所定種別の波の位置として決定する（Ｓ２０）。複数の心電図波形全てに対して波の位置の決定が終了していない場合に（Ｓ２１のＮＯ）、心電図分析装置３は、複数の心電図波形の中から選択された別の分析対象の心電図波形に対してステップＳ２０を繰り返す。複数の心電図波形全てに対して波の位置の決定が終了した場合に（Ｓ２１のＹＥＳ）、心電図分析装置３はステップＳ２２に進む。
　分析部３３５は、決定した所定種別の波の位置に関する情報を生成する（Ｓ２２）。出力部３３６は、分析部３３５が生成した所定種別の波の位置に関する情報を表示するための表示情報を、通信部３１を介して情報端末２に送信する（Ｓ２３）。情報端末２は、心電図分析装置３から受信した表示情報に基づいて、所定種別の波の位置に関する情報を表示部上に表示する。
［実施形態の効果］
　通常のＴ波、へいていＴ波、陰性Ｔ波等の様々な種別の波はそれぞれ形態が異なるため、従来、コンピュータが心電図波形から様々な種別の波の位置を高精度に検出することが難しい場合があった。それに対して、本実施形態に係る心電図分析システムＳにおいて、心電図分析装置３は、１拍ごとの心電図波形を形状の類似性に基づいて複数のグループに分類し、グループごとの代表波形に対して分析者から所定種別の波の位置の指定を受け付ける。そして心電図分析装置３は、グループごとの代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定することにより、分析対象の心電図波形における所定種別の波の位置を決定する。これにより、心電図分析システムＳは、波の形態のバリエーションを考慮して所定種別の波の位置を決定することができ、心電図波形において所定種別の波の位置を検出する精度を向上させることができる。
　以上、実施の形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
　心電図分析装置３のプロセッサは、図９に示す心電図分析方法に含まれる各ステップ（工程）を実行する。すなわち、心電図分析装置３のプロセッサは、図９に示す心電図分析方法を実行するためのプログラムを実行することによって、図９に示す心電図分析方法を実行する。図９に示す心電図分析方法に含まれるステップは一部省略されてもよく、ステップ間の順番が変更されてもよく、複数のステップが並行して行われてもよい。
Ｓ　心電図分析システム
１　心電計
２　情報端末
３　心電図分析装置
３１　通信部
３２　記憶部
３３　制御部
３３１　取得部
３３２　分類部
３３３　受付部
３３４　判定部
３３５　分析部
３３６　出力部

Claims (12)

  1. 　心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する取得部と、
    　前記複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する分類部と、
    　前記複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの前記心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付ける受付部と、
    　分析対象の前記心電図波形が属する前記グループの前記代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の前記心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、前記対応関係が示す、前記代表波形における前記基準位置に対応する分析対象の前記心電図波形における位置を、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記所定種別の波の位置として決定する分析部と、
    　を有する、心電図分析装置。
  2. 　前記受付部は、前記代表波形においてＱ波の前記基準位置及びＴ波の前記基準位置を受け付け、
    　前記分析部は、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記Ｑ波の位置及び前記Ｔ波の位置を決定する、
    　請求項１に記載の心電図分析装置。
  3. 　前記分析部は、前記Ｑ波の位置及び前記Ｔ波の位置の間隔と、前記間隔を分析対象の前記心電図波形から特定した心拍数を用いて補正することによって算出した補正後間隔と、の少なくとも一方を算出する、
    　請求項２に記載の心電図分析装置。
  4. 　前記グループに属する前記複数の心電図波形における前記間隔又は前記補正後間隔の統計量が閾値以上であることを条件として、前記グループに属する前記複数の心電図波形のうち、前記グループの前記代表波形との類似度が最も高い前記心電図波形を出力する出力部をさらに有する、
    　請求項３に記載の心電図分析装置。
  5. 　前記分析部は、前記グループに属する前記複数の心電図波形における前記間隔又は前記補正後間隔のばらつきを示す値が閾値以上である場合に前記グループが異常であると判定し、前記ばらつきを示す値が前記閾値未満である場合に前記グループが異常でないと判定し、
    　前記分析部は、前記グループが異常であると判定した場合と前記グループが異常でないと判定した場合とで異なる情報を生成する、
    　請求項３に記載の心電図分析装置。
  6. 　前記受付部は、前記分析部が異常であると判定した前記グループの前記代表波形において前記基準位置の指定を再び受け付ける、
    　請求項５に記載の心電図分析装置。
  7. 　前記代表波形は、前記選択グループに属する前記複数の心電図波形のうち、前記選択グループに属する前記複数の心電図波形の統計量である波形との類似度が最も高いいずれか１つの前記心電図波形である、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の心電図分析装置。
  8. 　前記受付部は、前記代表波形を情報端末に表示させ、前記情報端末において前記代表波形に対して指定された位置を、前記基準位置として受け付ける、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の心電図分析装置。
  9. 　前記受付部は、前記情報端末において前記代表波形に対して位置の指定を複数回受け付け、指定された複数の位置の統計量に対応する位置を、前記基準位置として受け付ける、
    　請求項８に記載の心電図分析装置。
  10. 　前記グループに属する前記心電図波形と、前記グループに属する前記複数の心電図波形の統計量である波形と、の類似度が閾値以上である場合に前記心電図波形が異常でないと判定し、当該類似度が前記閾値未満である場合に前記心電図波形が異常であると判定する判定部をさらに有し、
    　前記分析部は、分析対象の前記心電図波形が前記判定部により異常でないと判定されたことを条件として、前記所定種別の波の位置を決定する、
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の心電図分析装置。
  11. 　プロセッサが実行する、
    　心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得するステップと、
    　前記複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類するステップと、
    　前記複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの前記心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付けるステップと、
    　分析対象の前記心電図波形が属する前記グループの前記代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の前記心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、前記対応関係が示す、前記代表波形における前記基準位置に対応する分析対象の前記心電図波形における位置を、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記所定種別の波の位置として決定するステップと、
    　を有する、心電図分析方法。
  12. 　コンピュータを、
    　心電図データを１拍ごとに分離することによって生成された複数の心電図波形を取得する取得部と、
    　前記複数の心電図波形を、形状の類似性に基づいて複数のグループに分類する分類部と、
    　前記複数のグループから選択された選択グループに属する少なくとも１つの前記心電図波形に対応する代表波形において指定された所定種別の波の基準位置を受け付ける受付部と、
    　分析対象の前記心電図波形が属する前記グループの前記代表波形における時間軸上の複数の位置と、分析対象の前記心電図波形における時間軸上の複数の位置と、の対応関係を特定し、前記対応関係が示す、前記代表波形における前記基準位置に対応する分析対象の前記心電図波形における位置を、分析対象の前記心電図波形に含まれる前記所定種別の波の位置として決定する分析部と、
    　として機能させる、プログラム。
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