(57)【要約】本発明は、筋肉（例えば、心筋または骨格筋）および神経系内の組織（例えば、中枢神経系および末梢神経系の中のニューロン）などの生物学的組織によって生成された電気信号を分析する方法に関する。組織は患者自身のものであり得るか、または組織はドナーの臓器または組織の培養物もしくは細胞の培養物から患者に移植されたものであり得る。分析の結果は、組織の状態を示しており、時間の経過と共に獲得される結果は、患者または医療関係者にその状態を変えるように警告し得る。
2009522068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医学的状態を評価する方法であって、該方法は、
第１の時間において取得された第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第１の計算の結果の平均に対応する第１の基準線テンプレートを獲得することと、
該第１の時間よりも後の第２の時間において取得された第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第１の計算の結果の平均に対応する第１の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第２の計算の結果の平均に対応する第２の基準線テンプレートを獲得することと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第２の計算の結果の平均に対応する第２の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の基準線テンプレートと該第１の捕捉されたテンプレートとの間の第１の分散を計算することと、
該第２の基準線テンプレートと該第２の捕捉されたテンプレートとの間の第２の分散を計算することと、
第１の調整された分散と第２の調整された分散とを生成するために、それぞれ第１の重み係数および第２の重み係数によって、該第１の分散および該第２の分散を調整することと、
該第１の調整された分散と該第２の調整された分散との第１の合計を計算することと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記第１の合計を、前記医学的状態を示す閾値と比較することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号は、第１の心電図および第２の心電図、第１の筋電図および第２の筋電図、または第１の脳波図および第２の脳波図から取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記医学的状態は、心不全、神経変性疾患、または脳障害を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の基準線テンプレートを獲得することは、第１の所定の値を上回る前記第１の計算の結果と、第２の所定の値を下回る該第１の計算の結果とを、該第１の計算の結果の前記平均から除外することを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の所定の値は、前記第１の計算の結果の平均と標準偏差との合計であり、前記第２の所定の値は、該平均と該標準偏差との差である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の合計を閾値と比較することは、該第１の合計が該閾値を上回る場合には、前記医学的状態が存在するということを決定することをさらに包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の計算および前記第２の計算は、それぞれ独立して、曲線の下の面積の計算、それぞれが連続するセグメントの中にある第１の地点と第２の地点との間の周波数の差の計算、最低点から最高点へ上昇する傾斜の計算、最高点から最低点へ下降する傾斜の計算、または最高点と最低点との振幅の差の計算である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第３の計算の結果の平均に対応する第３の基準線テンプレートを獲得することであって、前記第１の計算は、曲線の下の面積を特徴付け、前記第２の計算は、それぞれが連続するセグメントの中にある第１の地点と第２の地点との周波数の差を特徴付け、該第３の計算は、最低点から最高点へ上昇する傾斜を特徴付ける、ことと、
前記第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第３の計算の結果の平均に対応する第３の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第４の計算の結果の平均に対応する第４の基準線テンプレートを獲得することであって、該第４の計算は、最高点から最低点へ下降する傾斜を特徴付ける、ことと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第４の計算の結果の平均に対応する第４の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第５の計算の結果の平均に対応する第５の基準線テンプレートを獲得することであって、該第５の計算は、最高点と最低点との振幅の差を特徴付ける、ことと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第５の計算の結果の平均に対応する第５の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第３の基準線テンプレートと該第３の捕捉されたテンプレートとの間の第３の分散を計算することと、
該第４の基準線テンプレートと該第４の捕捉されたテンプレートとの間の第４の分散を計算することと、
該第５の基準線テンプレートと該第５の捕捉されたテンプレートとの間の第５の分散を計算することと、
該第３の調整された分散、該第４の調整された分散、および該第５の調整された分散を作り出すために、それぞれ第３の重み係数、第４の重み係数、および第５の重み係数によって、該第３の分散、該第４の分散、および該第５の分散を調整することと、
前記第１の調整された分散と前記第２の調整された分散との第２の合計を計算することと、
前記第１の合計と該第２の合計との第３の合計を計算することと、
該第３の合計を前記医学的状態を示す閾値と比較することと
をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
医学的状態を評価するシステムであって、該システムは、
第１の時間において第１の電気信号を捕捉し、該第１の時間より後の第２の時間において第２の電気信号を捕捉するための登録ユニットと、
コントローラであって、該コントローラは、
第１の時間において取得された該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第１の計算の結果の平均に対応する第１の基準線テンプレートを獲得することと、
該第１の時間よりも後の第２の時間において取得された該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第１の計算の結果の平均に対応する第１の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第２の計算の結果の平均に対応する第２の基準線テンプレートを獲得することと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第２の計算の結果の平均に対応する第２の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の基準線テンプレートと該第１の捕捉されたテンプレートとの間の第１の分散を計算することと、
該第２の基準線テンプレートと該第２の捕捉されたテンプレートとの間の第２の分散を計算することと、
第１の調整された分散と第２の調整された分散とを生成するために、それぞれ第１の重み係数および第２の重み係数によって、該第１の分散および該第２の分散を調整することと、
該第１の調整された分散と該第２の調整された分散との第１の合計を計算することと
を行うように構成された、コントローラと
を備えている、システム。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記第１の合計を、前記医学的状態を示す閾値と比較するようにさらに構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号は、第１の心電図および第２の心電図、第１の筋電図および第２の筋電図、または第１の脳波図および第２の脳波図から取得される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記医学的状態は、心不全、神経変性疾患、または脳障害を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コントローラは、第１の所定の値を上回る前記第１の計算の結果と、第２の所定の値を下回る該第１の計算の結果とを、該第１の計算の結果の前記平均から除外するようにさらに構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の所定の値は、前記第１の計算の結果の平均と標準偏差との合計であり、前記第２の所定の値は、該平均と該標準偏差との差である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記第１の合計が前記閾値を上回る場合には、前記医学的状態が存在するということを決定するようにさらに構成されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の計算および前記第２の計算は、それぞれ独立して、曲線の下の面積の計算、それぞれが連続するセグメントの中にある第１の地点と第２の地点との間の周波数の差の計算、最低点から最高点へ上昇する傾斜の計算、最高点から最低点へ下降する傾斜の計算、または最高点と最低点との振幅の差の計算である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラは、
前記第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第３の計算の結果の平均に対応する第３の基準線テンプレートを獲得することであって、前記第１の計算は、曲線の下の面積を特徴付け、前記第２の計算は、それぞれが連続するセグメントの中にある第１の地点と第２の地点との周波数の差を特徴付け、該第３の計算は、最低点から最高点へ上昇する傾斜を特徴付ける、ことと、
前記第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第３の計算の結果の平均に対応する第３の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第４の計算の結果の平均に対応する第４の基準線テンプレートを獲得することであって、該第４の計算は、最高点から最低点へ下降する傾斜を特徴付ける、ことと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第４の計算の結果の平均に対応する第４の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第５の計算の結果の平均に対応する第５の基準線テンプレートを獲得することであって、該第５の計算は、最高点と最低点との振幅の差を特徴付ける、ことと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第５の計算の結果の平均に対応する第５の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第３の基準線テンプレートと該第３の捕捉されたテンプレートとの間の第３の分散を計算することと、
該第４の基準線テンプレートと該第４の捕捉されたテンプレートとの間の第４の分散を計算することと、
該第５の基準線テンプレートと該第５の捕捉されたテンプレートとの間の第５の分散を計算することと、
該第３の調整された分散、該第４の調整された分散、および該第５の調整された分散を作り出すために、それぞれ第３の重み係数、第４の重み係数、および第５の重み係数によって、該第３の分散、該第４の分散、および該第５の分散を調整することと、
前記第１の調整された分散と前記第２の調整された分散との第２の合計を計算することと、
前記第１の合計と該第２の合計との第３の合計を計算することと、
該第３の合計を前記医学的状態を示す閾値と比較することと
を行うようにさらに構成された、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
医学的状態を評価するコンピュータプログラム製品であって、該コンピュータプログラム製品は、機械読み取り可能な媒体に実体的に格納されており、該コンピュータプログラム製品は、１つ以上のプロセッサに
第１の時間において取得された第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第１の計算の結果の平均に対応する第１の基準線テンプレートを獲得することと、
該第１の時間よりも後の第２の時間において取得された第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第１の計算の結果の平均に対応する第１の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第２の計算の結果の平均に対応する第２の基準線テンプレートを獲得することと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第２の計算の結果の平均に対応する第２の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の基準線テンプレートと該第１の捕捉されたテンプレートとの間の第１の分散を計算することと、
該第２の基準線テンプレートと該第２の捕捉されたテンプレートとの間の第２の分散を計算することと、
第１の調整された分散と第２の調整された分散とを作り出すために、それぞれ第１の重み係数および第２の重み係数によって、該第１の分散および該第２の分散を調整することと、
該第１の調整された分散と該第２の調整された分散との第１の合計を計算することと
を行わせるように動作可能な命令を含む、製品。
【請求項２０】
前記第１の合計を、前記医学的状態を示す閾値と比較する命令をさらに含む、請求項１９に記載の製品。
【請求項２１】
前記第１の電気信号および前記第２の電気信号は、第１の心電図および第２の心電図、第１の筋電図および第２の筋電図、または第１の脳波図および第２の脳波図から取得される、請求項１９に記載の製品。
【請求項２２】
前記医学的状態は、心不全、神経変性疾患、または脳障害を含む、請求項１９に記載の製品。
【請求項２３】
前記第１の基準線テンプレートを獲得することは、第１の所定の値を上回る前記第１の計算の結果と、第２の所定の値を下回る該第１の計算の結果とを、該第１の計算の結果の前記平均から除外する命令をさらに含む、請求項１９に記載の製品。
【請求項２４】
前記第１の所定の値は、前記第１の計算の結果の平均と標準偏差との合計であり、前記第２の所定の値は、該平均と該標準偏差との差である、請求項２３に記載の製品。
【請求項２５】
前記第１の合計が前記閾値を上回る場合には、前記医学的状態が存在するということを決定する命令をさらに含む、請求項２０に記載の製品。
【請求項２６】
前記第１の計算および前記第２の計算は、それぞれ独立して、曲線の下の面積の計算、それぞれが連続するセグメントの中にある第１の地点と第２の地点との間の周波数の差の計算、最低点から最高点へ上昇する傾斜の計算、最高点から最低点へ下降する傾斜の計算、または最高点と最低点との振幅の差の計算である、請求項１９に記載の製品。
【請求項２７】
前記第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第３の計算の結果の平均に対応する第３の基準線テンプレートを獲得することであって、前記第１の計算は、曲線の下の面積を特徴付け、前記第２の計算は、それぞれが連続するセグメントの中にある第１の地点と第２の地点との周波数の差を特徴付け、該第３の計算は、最低点から最高点へ上昇する傾斜を特徴付ける、ことと、
前記第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第３の計算の結果の平均に対応する第３の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第４の計算の結果の平均に対応する第４の基準線テンプレートを獲得することであって、該第４の計算は、最高点から最低点へ下降する傾斜を特徴付ける、ことと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第４の計算の結果の平均に対応する第４の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第１の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた第５の計算の結果の平均に対応する第５の基準線テンプレートを獲得することであって、該第５の計算は、最高点と最低点との振幅の差を特徴付ける、ことと、
該第２の電気信号の複数のセグメントにおいて行われた該第５の計算の結果の平均に対応する第５の捕捉されたテンプレートを獲得することと、
該第３の基準線テンプレートと該第３の捕捉されたテンプレートとの間の第３の分散を計算することと、
該第４の基準線テンプレートと該第４の捕捉されたテンプレートとの間の第４の分散を計算することと、
該第５の基準線テンプレートと該第５の捕捉されたテンプレートとの間の第５の分散を計算することと、
該第３の調整された分散、該第４の調整された分散、および該第５の調整された分散を作り出すために、それぞれ第３の重み係数、第４の重み係数、および第５の重み係数によって、該第３の分散、該第４の分散、および該第５の分散を調整することと、
前記第１の調整された分散と前記第２の調整された分散との第２の合計を計算することと、
前記第１の合計と該第２の合計との第３の合計を計算することと、
該第３の合計を前記医学的状態を示す閾値と比較することと
を行うための命令をさらに含む、請求項１９に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医学的状態を監視するために使用され得るシステムと方法とコンピュータプログラムとに関する。さらに詳細には、本製品およびプロセスは、組織内の電気的活動などの活動を評価することによって、生物学的組織における変化を検出するために使用され得る。
【背景技術】
【０００２】
心電図記録は、心臓の電気的活動を心電図、すなわち、ＥＣＧ（ＥＫＧとも呼ばれる）として記録する一般的な痛みのない医学的技術である。結果としての波形は、時間の関数としての心臓の電気的活動のグラフ表示である。波形はモニタで見られ得るか、または一般的には「ＥＣＧストリップ」と呼ばれる通常は紙である材料に印刷され得る。ＥＣＧストリップの分析から、心臓の様々な物理的性質および生物学的性質が決定または判断され得る。例えば、電気インパルスが心臓を通って動く速度、ならびに心拍の速度および規則性を評価し得る。波形の分析はまた、心臓に対する損傷の徴候を明らかにし得るか、または電気伝導系に関する問題を示し得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、部分的には、筋肉などの生物学的な組織と神経系の中の組織によって生成された電気信号を分析するために使用され得る方法に関する本発明者らの発見に基づいている。分析の結果は、組織の状態または組織の特定の局面を示し、時の経過によって獲得される結果は、患者または医療関係者にその状態に関する変化を警告し得る。概して、複数の信号を発信する事象を含む電気的な活動（例えば、電気的な活動を表す周期的な波形）の記録を獲得し、事象の１つ以上の特徴（例えば、振幅または周波数）を選択し、所与の数の選択された倍数（例えば、２〜５００（例えば、１００〜２００））にわたるその事象を表す平均値を計算することによって、方法は実行される。例えば、計算は、曲線の下の部分の面積の計算もしくは曲線の限定された部分の下の面積の計算、それぞれが連続的な事象であり得る第１の地点と第２の地点との間の周波数の差の計算、最低点から最高点へ上昇する傾斜の計算もしくは最低点と最高点との間の限定された部分の計算、最高点から最低点へ降下する傾斜の計算もしくは最高点と最低点との間の限定された部分の計算、または最高点と最低点との間の振幅の差の計算であり得る。
【０００４】
本発明者らは、時間における第１の地点において獲得された電気的活動の記録を「基準線の記録」と呼び得、基準線の記録の中の複数の事象において行なわれた第１の計算の平均結果を「第１の基準線テンプレート」と呼ぶ（第２の計算は、第２の基準線テンプレートをもたらし、第３の計算は、第３の基準線テンプレートをもたらすなど）。同じプロセスまたは実質的に均等なプロセスが、時間における第２のかつ後の地点において獲得される電気的活動の記録において実行され得る。本発明者らは、時間における第２の地点において獲得された記録を「捕捉された記録」と呼び得、捕捉された記録の中の複数の事象において行なわれた第１の計算の平均結果を「第１の捕捉されたテンプレート」と呼び得る（第２の計算は、第２の捕捉されたテンプレートをもたらし、第３の計算は、第３の捕捉されたテンプレートをもたらすなど）。基準線テンプレートと、対応する捕捉されたテンプレートとが獲得されると、次に、基準線テンプレートと、対応する捕捉されたテンプレートとの間の分散を計算する。２つ以上の特徴が分析され、テンプレートの第２の組をもたらす場合には、第２の分散（すなわち、第２の基準線テンプレートと第２の捕捉されたテンプレートとの間の分散）、第３の分散、第４の分散などと呼び得る。
【０００５】
信号を発信する事象の一部の特徴が、他の特徴よりも組織の状態を示すので、本発明のシステム、方法およびコンピュータプログラムは、分散が調整または重み付けされるステップも含み得る。例えば、信号を発信する事象の２つの特徴が分析される場合には、第１の重み係数および第２の重み係数によって第１の分散および第２の分散を調整し得る。次に、第１の調整された分散と第２の調整された分散との合計が計算され得る。計算された合計は、基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の差を表し、該差は、時の経過による同じ患者の中の組織の状態の変化を示す。基準線テンプレートからの計算結果は、捕捉されたテンプレートからの計算結果と比較され、差は、組織の状態の変化を示し得る。
【０００６】
従って、特定の実施形態において、本発明は、（１）第１の時間において取得された第１の電気信号の中の複数の事象において行われた第１の計算の結果の平均に対応する第１の基準線テンプレートを獲得することと、（２）第１の時間よりも後の第２の時間において取得された第２の電気信号の複数の中の事象において行われた第１の計算の結果の平均に対応する第１の捕捉されたテンプレートを獲得することと、（３）第１の電気信号の中の複数の事象において行われた第２の計算の結果の平均に対応する第２の基準線テンプレートを獲得することと、（４）第２の電気信号の中の複数の事象において行われた第２の計算の結果の平均に対応する第２の捕捉されたテンプレートを獲得することと、（５）第１の基準線テンプレートと第１の捕捉されたテンプレートとの間の第１の分散を計算することと、（６）第２の基準線テンプレートと第２の捕捉されたテンプレートとの間の第２の分散を計算することと、（７）第１の調整された分散と第２の調整された分散を作り出すために、それぞれ第１の重み係数および第２の重み係数によって、任意的に、第１の分散および第２の分散を調整することと、（８）第１の分散と第２の分散との合計を計算するか、または調整された場合には、第１の調整された分散と第２の調整された分散との第１の合計を計算することとによって、医学的状態を評価する方法を特徴とする。
【０００７】
基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散が約５％〜１０％であるということを、第１の合計が示す場合には、患者および／または医療チームのメンバーは、組織の状態に変化があるということを警告され、該組織の状態の変化は、綿密な観察に値するものであり、妥当である場合には、治療処置に値するものである。例えは、患者の全体的な医学的状態を鑑みて、および／または他の診断テストまたは患者からの自覚的な入力がそのように示す場合に、治療処置が適切となり得る。従って、本発明の方法、システムおよびプログラムは、患者または他の診断テストから獲得されたデータを提供および評価することを含み得る。第１の合計が、基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散が約１０％〜１５％であることを示す場合には、患者および／または医療チームのメンバーは、組織の状態に関するかなりの変化であり、かつ、おそらくは非常に有害な変化が存在するということを警告される。例えば、監視される組織が移植された心臓である場合には、例えば、１０％〜１５％（またはそれ以上）の分散は、心臓が拒否反応の過程にあるということを示す。
【０００８】
上記の教示は、組織内の電気的活動の変化は有害であるということ、すなわち、捕捉されたテンプレートの特徴のうちの１つ以上が、基準線テンプレートの特徴よりもあまり望ましくないということとを想定する。しかしながら、本発明の方法、システム、およびプログラムは、医学的状態の改善または安定も明らかにし得る。例えば、基準線テンプレートのうちの１つ以上が、健康な被検体から獲得され、基準線テンプレートのうちの１つ以上と、対応する捕捉されたテンプレートのうちの１つ以上との間の分散の減少は、捕捉されたテンプレートが獲得された患者の改善を示す。例えば、基準線テンプレートは、患者がより良好な健康状態にあった過去に評価された患者から獲得された記録に基づいて計算され得るか、または健康な別の一人の患者もしくは患者の群、または治療または処置に陽性に反応した別の一人の患者もしくは患者の群から獲得された記録に基づいて計算され得る。
【０００９】
このようにして、結果が、所与の患者において、有害な変化を示そうと、有益な変化を示そうと、または最小の変化を示そうと、関心のある医学的状態を示す閾値を生成または獲得し得る。例えば、特定の医学的状態を有する一人の患者または患者の群から１つ以上の基準線テンプレートを獲得し得る。例えば、患者は、心臓移植または心肺移植を受けた患者、または存在する場合には、一定期間の後（例えば、移植後一週間）に拒否反応のいくつかの徴候を示す患者であり得る。他の例として、患者は、早期の段階の神経変性疾患（例えば、多発性硬化症）と診断された患者であり得るか、またはかなり進行した段階に到達した患者であり得る。各例において、関心の患者から基準線テンプレートを生成し、このテンプレートを、患者から生成された捕捉されたテンプレートと比較し得る。このようにして、本発明のシステム、方法、およびコンピュータプログラムは、時の経過によって患者を評価するように構成され得るか、または特定の状態を有する患者の母集団を表す閾値に対して、時間における任意の時点における所与の患者を評価するように構成され得る。いずれの場合においても、システム、方法、およびコンピュータプログラムは、処置の効率を評価するために使用され得る。例えば、与えられた合計が、患者の組織の状態が時の経過により悪化しているということ、または患者の組織の状態が、望ましい患者のプールにおいて観察される組織の状態よりも劣るということを示す場合には、治療レジメン（例えば、薬物または物理的な治療）を施し、比較プロセスを繰り返し得る。悪化が遅くなったということか、または患者の状態が、望ましいプール内に観察された状態に近づいたということを示す場合には、治療レジメンが効果的である、すなわち、患者の医学的状態に好適的な効果を有しているということを結論付け得る。
【００１０】
電気信号は、当該分野において公知のあらゆる方法によって生物組織から取得され得る。例えば、第１の電気信号と第２の電気信号とが、第１の心電図および第２の心電図、第１の筋電図および第２の筋電図、または第１の脳波図および第２の脳波図から取得され得る。電気信号を取得するための手段は、評価される医学的状態に基づいて選択され得る。例えば、本発明はそのようには限定されないが、心不全を評価するために心電図を使用し、神経変性疾患または脳障害を評価するために筋電図および／または脳波図を使用し得る。筋電図は、例えば、神経変性疾患が、運動障害を引き起こした場合に使用され得る。
【００１１】
任意的に、システム、方法、およびコンピュータプログラムは、第１の計算の結果の平均から、第１の所定の値を上回る第１の計算の結果と、第２の所定の値を下回る第１の結果とを除去し得る。第１の所定の値は、第１の計算の結果の平均と標準偏差との合計であり得、第２の所定の値は、平均と標準偏差との間の差であり得る。例えば、テンプレート計算の上部５％と下部５％とを除去する標準偏差計算を使用して平均することは、種々雑多な偏差に対して補償を行い得る。偏差に依存して、より多くの割合またはより少ない割合が使用され得る（例えば、１％、２％、３％または４％の最小の補正が偏差をなくす場合には、上部テンプレート計算または下部テンプレート計算の１％、２％、３％または４％を除去し得、５％を超える程度の補正を必要とする場合には、上部テンプレート計算または下部テンプレート計算の５％を超える範囲（例えば、６％、８％、１０％または１２％）を除去し得る）。
【００１２】
本発明の１つ以上の実施形態の１つ以上の詳細が、添付の図面と以下の記述とにおいて述べられる。本発明の他の特徴、目的、および利点は、記述および図面から明らかになり、かつ、特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
様々な図面における同様な参照記号は、同様な要素を示す。
【００１４】
本発明は、筋肉（例えば、心筋または骨格筋）および神経系内の組織（例えば、中枢神経系および末梢神経系の中のニューロン）などの生物学的組織によって生成された電気信号を分析する方法に関する。組織は患者自身のものであり得るか、または組織はドナーの臓器または組織の培養物もしくは細胞の培養物から患者に移植されたものであり得る。分析の結果は、組織の状態を示しており、時間の経過と共に獲得される結果は、患者または医療関係者にその状態を変えるように警告し得る。
【００１５】
図１は、正常な心臓からのサンプルのＥＣＧストリップ６を示す。ＥＣＧストリップ６は、時間と共に変動する振幅を有する印刷された波形８を含む。波形８はセグメント（例えば、セグメント１〜５）に分割され、該セグメントはそれぞれ、個人の心臓に関して測定された電気的活動に対応する。波形８の分析から、心臓の様々な物理的性質および生物学的性質が決定および／または判断され得る。心臓の様々な物理的性質および生物学的性質の例は、心臓の電気インパルスの運動速度と、心拍の速度および規則性と、心臓の心室のサイズおよび位置とを含む。波形８から測定された物理的性質および生物学的性質、および／または波形８自体の直接的な分析から測定された物理的性質および生物学的性質に基づいて、当業者は、心臓が正常に機能しているかを決定し得る。波形８の分析はまた、心臓に対する損傷の徴候を明らかにし、電気伝導系に関する問題を明らかにし、病気（例えば、心不全）を診断することを補助し、そして、薬物、またはペースメーカーおよびインプラント可能な電気除細動器（ＩＣＤ）などのデバイスの効果を監視し得る。
【００１６】
図２は、患者の体の中の（例えば、本明細書において記述されている組織からの）電気的活動を示すデータを取得し、患者の組織と関連付けられる医学的状態を評価するためにデータを分析するための例示的なデータ取得および処理のシステム１０を示す。かかる組織の例は、心臓、筋肉、脳、および他の電気的に活動する組織を含む。システム１０は、医学的データ取得器具１７（例えば、心電図のための器具）を含み、該医学的データ取得器具１７は、患者の組織の電気的活動を測定し、取得したデータを記録として符号化し、該記録から、データの図形表示が生成され得る。図形表示の例は、時間と共に変動する振幅を有する波形である。波形はセグメントに分割され得、該セグメントはそれぞれ、組織に影響を与える生物学的事象の発生前、発生中または発生後に測定された電気的活動（例えば、薬物の投与または有害因子への暴露前、暴露中または暴露後に測定された心拍）に対応している。一部の実施形態において、記録は、波形がＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｉｎｃ．から入手可能なＥｘｃｅｌ（登録商標）などの表計算アプリケーションを使用してプロットされ得る座標のリストを含む電子ファイルである。
【００１７】
器具１７の例は、限定するものではないが、心電図記録、筋電図記録、または脳波記録を行う器具を含む。器具は、それぞれＥＣＧ、筋電図（ＥＭＧ）および脳波図（ＥＥＧ）を生成する。
【００１８】
システム１０はまた、器具１７によって作り出された記録を分析するためのコンピュータ１６と、当業者に波形のようなデータを表示するためのモニタ３０と、有線またはワイヤレスのリンクによってコンピュータ１６に接続されたキーボード２６とを含む。コンピュータ１６は、モニタ３０に表示されたポインタアイコンまたはカーソルなどの画面上の要素を制御するためのポインティングデバイス３２に接続されている。ポインティングデバイス３２は、トラックボール、ジョイスティック、タッチセンシティブタブレットまたはスクリーン、トラックパス、あるいは例示されたようにマウスを使用して実装され得る。
【００１９】
コンピュータ１６は、データを格納するための、ハードドライブなどのデータ格納デバイス１９と、ソフトウェアの形式であり得るコンピュータで読み取り可能な命令を格納するためのシステムメモリ１４と、システムメモリ１４に格納されたソフトウェアを実行するための中央処理装置（ＣＰＵ）２２とを含む。ＣＰＵ２２は、命令を取り出して実行し、システムバス４４、すなわち、コンピュータ１６の主データ伝送路を介して他のリソースに情報を伝送し、かつ、他のリソースから情報を伝送する。システムバス４４は、システムメモリ１４とＣＰＵ２２とコンピュータ１６の中の他のコンポーネントとの間のデータ交換のための媒体を提供する。
【００２０】
ソフトウェアは、取り外し可能媒体１８、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはシステムメモリ１４にソフトウェアをロードすることが可能な他の格納メカニズムからシステムメモリ１４にロードされ得る。システムバス４４に接続されたメモリ１４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、揮発性メモリおよび不揮発性メモリの他の形式とを含む。システムメモリ１４は、情報がＣＰＵ２２によって格納および検索されること可能にする回路網も含む。コンピュータ１６はまた、モニタ３０とインタフェースするビデオアダプタ２４と、マウスインタフェースおよびキーボードインタフェース２６などの周辺機器インタフェースと、フロッピー（登録商標）ディスクドライブまたはＣＤ−ＲＯＭドライブなどの取り外し可能媒体１８から読み取り、そして、取り外し可能媒体１８に書き込むためのディスクドライブ３４と、ネットワークインタフェース２８とを含む。ディスクドライブ３４は、専用の目的の集積回路と、関連付けられる回路網とを含み、該関連付けられる回路網は、取り外し可能媒体１８へのデータの伝送と取り外し可能媒体１８からのデータの伝送とを指示および制御する。キーボードインタフェース４０およびマウスインタフェース４２はそれぞれ、キーボード２６およびポインティングデバイス３２とインタフェースする。
【００２１】
コンピュータ１６は、ネットワークインタフェース２８およびディスクドライブ３４などの１つ以上の周辺機器を含み得、該周辺機器のそれぞれは、コンピュータ１６の筐体の内部または外部にあり得る。ディスクドライブ３４は、機械で読み取り可能な媒体１８から読み取ることが可能であり、かつ、機械で読み取り可能な媒体１８に書き込むことが可能である任意のデバイスであり得る。ディスクドライブ３４の例は、磁気ディスクドライブおよび光ディスクドライブを含む。プリンタ３６などの出力デバイスと、スキャナ３８などの入力デバイスとがまた、コンピュータ１６に接続され得る。
【００２２】
ビデオアダプタ２４によって制御されるモニタ３０は、コンピュータ１６によって生成された視覚出力を表示するために使用される。かかる視覚出力は、文字、図形、動画、およびビデオを含み得る。モニタ３０は、例えば、ＣＲＴベースのビデオディスプレイ、ＬＣＤベースの平面パネルディスプレイ、またはガスプラズマベースの平面パネルディスプレイを用いて実装され得る。ビデオアダプタ２４は、モニタ３０に送られるビデオ信号を生成するために必要とされる電子コンポーネントを含む。
【００２３】
プリンタ３６は、プリンタインタフェース４８を介してコンピュータに接続される。プリンタインタフェースの例は、パラレルポートおよびシリアルポートを含む。プリンタ３６は、文字またはコンピュータで生成された画像（またはそれらの組み合わせ）を紙または別の媒体、例えば、透明なシートに印刷するために使用される。プリンタの他のタイプは、イメージセッタ、プロッタ、またはフィルムレコーダを含み得る。
【００２４】
スキャナ３８は、スキャナインタフェース４６を介してコンピュータ１６に接続される。スキャナインタフェース４６の例は、パラレルポートおよびシリアルポートを含む。スキャナ３８は、文字および／または画像を紙から電子ファイルに変換するために使用される。
【００２５】
システム１０は、器具１７からコンピュータ１６にデータを送るための通信ネットワーク２０を含む。通信ネットワーク２０による、コンピュータ１６と器具１７との間の通信は、ネットワークインタフェース２８によって容易にされ得る。一部の実施形態において、ネットワーク２０は、単に、コンピュータ１６を器具１７に接続するケーブルであり、ネットワークインタフェース２８は、通信規格に従った、コンピュータ１６と器具１７との間の情報の送信を制御するポートである。ポートの例は、シリアルポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、およびパラレルポートを含む。通信ネットワーク２０による送信は、（クロックなどの一部の規格によって制御された）同期式であるか、または（情報の流れを調節する制御信号の交換によって管理された）非同期式であり得る。
【００２６】
他の実施形態において、通信ネットワーク２０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と、相互接続されたシステムの大きな集団、例えば、インターネットと、私用のイントラネットと、他の同様な有線またはワイヤレスのネットワークとのうちの１つ以上を含む。さらに、ネットワーク２０は、分散型処理を提供し、該分散型処理は、タスクを行う際の作業量の共有または協働的な活動の共有の際にいくつかのコンピュータを含む。通信ネットワーク２０は、他のシステムにも接続され得る。一部の例示的な実施形態において、ネットワーク２０は、器具１７から獲得された記録の分析を協力して行う複数のユーザをサポートする。これらの実施形態において、記録と記録の分析とは、ネットワーク２０によってコンピュータ１６に類似したコンピュータのユーザの間で送信され得る。一部の実施形態において、プリンタ３６、スキャナ３８、またはプリンタ３６とスキャナ３８との両方が、通信ネットワーク２２を介してコンピュータに接続される。
【００２７】
記録が器具１７によって生成された後、記録は、コンピュータ１６に送信され、データ格納デバイス１９に格納される。一部の実施形態において、記録が格納される取り外し可能媒体１８は、記録をコンピュータ１６に配信する。これらの実施形態において、ディスクドライブ３４は、記録を取り外し可能媒体１８から引き出し、システムバス４４は、記録をデータ格納デバイス１９に移動させる。他の実施形態において、通信ネットワーク２０は、記録を器具１７からコンピュータ１６に配信する。さらなる実施形態において、スキャナ３８は、記録から生成された物理的な表示、例えば、波形が印刷された紙のストリップを、元々の記録に格納されたデータを含む電子ファイルに変換する。次に、電子ファイルはデータ格納デバイス１９に格納され得る。器具１７からの記録が、コンピュータ１６にロードされた後、ＣＰＵ２２は、波形を生成するために、システムメモリの中に格納されたソフトウェアを実行する。
【００２８】
図３は、プロセス６０の流れ図を例示しており、該プロセス６０によって、システム１０は、生物学的組織の医学的状態を評価し、該医学的状態から、電気的活動の記録が、器具１７によって生成される。第１の時間に、生物学的組織からの基準線の記録が、器具１７によって取得され（６２）、コンピュータ１６に送られ、コンピュータ１６において、生物学的組織からの基準線の記録が、データ格納デバイス１９に格納される。第１の時間よりも後の第２の時間に、生物学的組織からの捕捉された記録が、器具１７によって取得され（６４）、コンピュータ１６に送られ、そして、データ格納デバイス１９に格納される。基準線の記録は、複数の連続的または不連続的な期間（例えば、同じ週の中の不連続な３日間）に取得されたいくつかの記録を含む。同様に、捕捉された記録は、複数の期間に取得されたいくつかの記録を含み得る。
【００２９】
基準線の記録が患者から取得されたときに、組織の状態が知られ得る。一部の実施形態において、患者が、手術（例えば、心臓移植、ペースメーカーのインプラント、または冠状動脈バイパス手術）または薬物送達（例えば、免疫抑制剤，利尿剤、β遮断薬、非ステロイド性抗炎症剤）などの処置方法を受ける前に、基準線の記録が取得され、処置方法が行われた後の規定されたときに、捕捉された記録が取得される。別の実施形態において、患者が処置方法を受けた少し後に、基準線の記録が獲得され、捕捉されたテンプレートが、後（例えば、一日以上後、一週間以上後、または一ヶ月以上後）に取得される。例えば、心臓手術を受けた患者の基準線の記録は、手術後の最初の週の朝と夕方とに取得されたいくつかの記録を含み得る。
【００３０】
基準線の記録と補足された記録とが取得された（６２および６４）後、ＣＰＵ２２は、基準線の記録から基準線の波形を生成し、捕捉された記録から捕捉された波形を生成する。波形は、セグメントに分割され、該セグメントはそれぞれ事象に対応している。例えば、基準線の波形と捕捉された波形とのそれぞれが、セグメントに分割され、該セグメントのそれぞれが、個々の心拍に対応する。一部の実施形態において、基準線の波形と捕捉された波形とのそれぞれは、約１００と約２００との間（例えば、９５、１００、１１０、１２５、１５０、１７５、２００、２０５）の数のセグメントに分割される。
【００３１】
指数ｉが１に設定され（ステップ６６）、第１の基準線テンプレートが、計算の第１のタイプに基づいて計算され（６８）、該計算の第１のタイプは、基準線の波形のセグメントの１つ以上の特徴を計算するか、または、一部の場合においては、基準線の波形自体の特徴を計算する。かかる特徴の例は、曲線の下の面積または曲線の規定された部分の面積、連続するセグメントの中の第１の地点と第２の地点との間の周波数の差、最低点から最高点へ上昇する傾斜、最高点から最低点へ下降する傾斜、または最高点と最低点との間の振幅の差を含む。これらの特徴の例が、ＥＣＧ記録によって生成された波形と関連して、図４および図５ａ〜図５ｃを参照してさらに詳細に記述されている。計算は、選択された数のセグメントにわたって行われ、該選択された数のセグメントは、基準線の波形のセグメントの全て、またはセグメントのサブセット（例えば、合計で５００個のセグメントから最初の２００個のセグメント）を含み得る。監視される組織が移植された心臓である一部の実施形態において、ＥＣＧが（例えば、１００回の心拍と２００回の心拍との間に範囲する数の）多数の心拍を監視する期間に、計算は、各心拍に対して行われる。
【００３２】
次に、統計的検定が、計算結果に対して行われることにより、異常な結果が存在する場合には、どの結果が統計的に異常であり、従って、捨てられるべきであるかを決定する。一部の実施形態において、結果の平均および標準偏差が計算され、標準偏差の所定の倍数（例えば、標準偏差の２倍、標準偏差の３倍以上）に等しい量だけ平均を上回るか、または下回る結果は、捨てられる。他の実施形態において、結果の上部の範囲および下部の範囲の所定の割合の範囲内にある結果が捨てられる。例えば、結果の上部５％および下部５％が排除され得る。結果は、他の統計的検定、例えば、カイ２乗検定またはスチューデントのｔ検定に基づいて捨てられ得る。「第１の基準線テンプレート」と呼ばれる、残りの結果の平均が、計算される（６８）。
【００３３】
第１の基準線テンプレートの計算と同様に、第１の捕捉されたテンプレートは、統計的に異常な結果を捨て、残りの結果を平均した後に、捕捉された記録から生成された捕捉された波形のセグメントに関する第１の計算を行うことによって計算される（７０）。
【００３４】
次に、第１の基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散が計算され（７２）、該分散を第１の基準線テンプレートで除算することによって任意に正規化される。基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとが、時の経過により単一の患者から獲得された場合には、分散は、基準線の記録が取得されたときと、捕捉された記録が取得されたときとに及ぶ時間間隔にわたる組織の状態の変化を示す。基準線テンプレートが別の患者（例えば、健康な患者）から取得された場合には、分散は、患者の組織の状態と健康な患者（またはその他任意の参照基準）の状態との間の差を示す。変化または差は、医学的状態（例えば、移植臓器の拒絶反応）の存在を原因とし得る。結果は、他の要素、例えば、患者の感情状態によって影響され得る。例えば、分散は、患者が興奮させられること、動揺させられること、またはストレスを与えられることによって影響を受け得る。
【００３５】
基準線の記録および捕捉された記録との２つの特徴が分析される実施形態においては、特徴は、組織の状態の一様な示度を提供しないことがあり得る。その場合、分散が、特徴の相対的な重要性をより良く定量化する重み係数によって調整または重み付けされる（７４）。重み係数は、心臓病専門医によって割り当てられ得、そして、テンプレートの優先順位を付けるために、かつ、どの分散が、組織の状態の最も信頼できるインジケータであるかを決定するために全ての記録に適用され得る。一部の実施形態において、第１の基準線テンプレートと第１の捕捉されたテンプレートとの間の分散に割り当てられる重み係数は、０と１との間の値であり、それによりその重み係数と全ての他の重み係数との合計が、１となる。他の実施形態において、重み係数は、（例えば、０％と１００％との間の）百分率として表される。プロセス６０は、テンプレートのうちの全てが計算されたか否かを決定する（７６）。さらに多くのテンプレートが計算されることになっている場合には、指数ｉは、１だけ増分され（８０）、第２の基準線テンプレートおよび第２の捕捉されたテンプレートが、基準線の記録および捕捉された記録から生成された基準線の波形および捕捉された波形のセグメントに適用される計算の第２のタイプの結果を平均することによって計算される（６８および７０）。第２の基準線テンプレートと第２の捕捉されたテンプレートとの間の分散が計算され（７２）、次に、分散が、重み係数によって調整される（７４）。プロセスが、テンプレートの全てが計算されたということを決定する（７６）まで、増分ステップ（８０）と、計算ステップ（６８、７０、および７２）と、調節ステップ（７４）とが繰り返される。テンプレートの全てが計算された後、調整された分散の合計が計算される（７８）。
【００３６】
次に、合計が、当業者またはソフトウェアプログラムによって分析されることにより、組織および／または患者の１つ以上の状態を評価し得る。例えば、当業者またはソフトウェアは、合計が、基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散が所与の範囲の中にあることを示すということを決定し得、該所与の範囲は、組織の状態に関する望ましくない状態または望ましくない変化の存在を示す。一部の例において、コンピュータ１６または当業者が、合計が基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散が約５％〜１０％であることを示すということを決定する際に、コンピュータ１６または当業者は、患者および／または医療チームのメンバーに、組織の状態に変化があるということを警告し、該組織の状態の変化は、綿密な観察に値するものであり、かつ、患者の全体的な医学的状態を鑑みて妥当である場合には、一連の治療処置を薦める。これらの例において、合計が、基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散が約１０％〜１５％であることを示す場合には、患者および／または医療チームのメンバーは、組織の状態に関するかなりの変化があり、かつ、おそらくは非常に有害な変化（例えば、機能性の喪失）が存在するということを警告される。監視される組織が移植された心臓である実施形態において、例えば、１０％〜１５％（またはそれ以上）の分散は、心臓が拒否反応の過程にあるということを示す。
【００３７】
合計はまた、所定の閾値と比較され得、合計が所定の閾値の合計と等しいか、または所定の閾値の合計を超過する場合には、該所定の閾値は、関心の医学的状態の存在を示す。例えば、かかる閾値は、関心の患者において評価された状態に似た医学的状態を有する患者または患者の群から獲得されたデータ、例えば、基準線テンプレートに基づいて決定され得る。
【００３８】
一部の実施形態において、合計が１つ以上の所定の閾値と比較されることにより、処置が患者に施された後の組織の状態の改善を示すことによって、処置の効率を評価し得る。例えば、与えられた合計が、患者の組織の状態が時の経過により悪化しているということと、患者の組織の状態が、望ましい患者のプールにおいて観察される組織の状態よりも劣るということとを示す場合には、治療レジメン（例えば、薬物または物理的な治療）を施し、比較プロセス６０を繰り返し得る。次に、合計が、悪化が遅くなったということか、または患者の状態が、望ましいプール内に観察された状態に近づいたということを示す場合には、治療レジメンが効果的であるということを結論付け得る。
【００３９】
図４および図５ａ〜図５ｃを参照した以下の記述は、心臓の電気的活動を分析することに関する特定の実施形態を記述し、限定する意味に解釈されることを意味していない。図４は、患者の心臓のＥＣＧ記録から生成された波形セグメント９０を示す。波形セグメント９０は、関心のラベル付け地点を含み、該ラベル付け地点は、工業規格の地点を指す。次の表は、一般的な用語でのラベル付け地点を記述する。
【００４０】
【表１】
2009522068.tif 000003
図４における波形セグメント９０は、所与の心臓に関する「正常な」心臓の活動を示すが、一部の心拍に対応する波形セグメントは、変動（例えば、波形セグメントが心拍毎に基準線に交差するより多い地点またはより少ない地点）を示す。多くの計算が、波形内の様々な形状と、心拍の間に波形が基準線に交差する回数とに基づいて行われ得る。ここでもやはり、それらの計算は、正常な心臓の活動を示す波形セグメント９０と同じ方法で行われるが、計算は、さらに多くなり得るか、またはさらに多くの変数を含み得る。波形セグメント９０の様々な特徴を計算するために、ソフトウェアは、関心の地点によって画定される別々の幾何形状の面積に波形を分解する。
【００４１】
基準線テンプレートおよび捕捉されたテンプレートをもたらすために、プロセス６０のステップ６８およびステップ７０において計算され得る特徴の第１の例は、波形セグメント９０の選択された部分の下にある面積である。最初に、計算のために使用される面積が識別される。図５ａは、影を付けられた領域９３ａおよび影を付けられた領域９３ｂとして描かれているような、計算される全面積９２を示す。次に、計算される面積９２は、基準線テンプレートと捕捉されたテンプレートとに対する基準として使用され得る。全面積９２に寄与する面積９３ａと面積９３ｂとのそれぞれに対する計算は、幾何学的原理に基づいており、コンピュータ１６によって行われる。波形９０がより多くの変動を示し、基準線と交差すると、計算は、より複雑になる。図５ａに示されるように、２つの明確な面積、すなわち、領域９３ａおよび９３ｂが存在し、該２つの明確な面積は、分析と計算とを必要としている。一部の実施形態において、２つよりも少ない面積またはより多い面積が決定され得る。
【００４２】
図４に示された関心の地点は、波形内の各セグメントに対する時系列に沿って生成される。地点のそれぞれの間の持続時間は、既知の値であり、一定であるか、実質的に一定であり得る。例えば、地点Ａ〜Ｏの各連続する対の間の持続時間は、一定の値（例えば、１ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓなど）であり得る。地点に対して割り当てられた線形の評価を有することによって、曲線の下の面積を計算するための台形方法が使用され得る。
【００４３】
台形の幾何学的原理を使用することによって、曲線９２の中の全面積、すなわち、地点Ｃ〜地点Ｊによって形成された面積が、４つの別々の幾何形状、すなわち、２つの台形と２つの三角形とに分割され得る。面積９３ａは、地点Ｃ〜Ｈ１によって境界を示し、その場合、Ｈ１は、地点Ｈと地点Ｉとの間の線が基準線と交差する地点を指す。面積９３ａは、２つの台形と１つの三角形とに分割され得、第１の台形は、地点Ｃと地点Ｄと地点Ｈと地点Ｈ１とによって境界を示し、第２の台形は、地点Ｄと地点Ｅと地点Ｇと地点Ｈとによって境界を示し、三角形は、地点Ｅと地点Ｆと地点Ｇとによって境界を示す。面積９３ｂは、地点Ｈ１と地点Ｉと地点Ｊとによって境界を示す三角形として概算される。三角形および台形の面積を計算するための公知の公式が、面積９３ａおよび面積９３ｂの台形の面積と三角形の面積とを計算するために使用される。
【００４４】
図５ｂを参照すると、一般的な台形９４の図が示されている。台形９４は、４つの辺ａ、ｂ、ｃ、およびｄを有し、辺ａは、辺ｂと平行であり、高さはｈで示され、二等分線ｍは、辺ａと辺ｂとの間の中間で（すなわち、辺ａおよび辺ｂのそれぞれから１／２＊ｈに等しい距離において）台形９４を通り抜け、それによりｍ＝１／２（ａ＋ｂ）となる。台形９４の面積は、以下の方程式によって与えられる。
台形の面積＝１／２ｈ＊（ａ＋ｂ）＝ｍ＊ｈ                    方程式１
このように、方程式１に従って、地点Ｃと地点Ｄと地点Ｈと地点Ｈ１とによって画定される、Ａｔｒａｐ＿１で示される第１の台形の面積は、次の通りである。
Ａｔｒａｐ＿１＝１／２（Ｄ−Ｃ）＊（（Ｈ−Ｄ）＋（Ｈ１−Ｃ））  方程式２
同様に、地点Ｄと地点Ｅと地点Ｇと地点Ｈとによって画定される、Ａｔｒａｐ＿２で示される第２の台形の面積は、次の通りである。
Ａｔｒａｐ＿２＝１／２（Ｅ−Ｄ）＊（（Ｇ−Ｅ）＋（Ｈ−Ｄ））    方程式３
図５ｃを参照すると、一般的な三角形９６の図が示されている。三角形９６は、３つの頂点Ａ、Ｂ、およびＣを有し、長さａ、ｂ、およびｃの３つの辺を有し、そして高さｈを有する。ｓ＝（ａ＋ｂ＋ｃ）／２である中間媒介変数ｓを計算した後、三角形９６の面積は
三角形の面積＝√［ｓ＊（ｓ−ａ）（ｓ−ｂ）（ｓ−ｃ）］      方程式４
によって与えられ、ここで、記号「√」は、平方根演算を示す。地点Ｅと地点Ｆと地点Ｇとによって境界を示した三角形の面積を見出すために、コンピュータ１６は、最初に中間媒介値ｓを計算し、該中間媒介値ｓは、
ｓ＝（（Ｆ−Ｅ）＋（Ｆ−Ｇ）＋Ｇ−Ｅ））／２                方程式５
によって与えられる。コンピュータ１６が中間媒介値ｓを計算した後、コンピュータ１６は、方程式４を利用して三角形の面積を決定する。地点Ｅと地点Ｆと地点Ｇとによって画定された、Ａｔｒａｉａｎｇｌｅ＿１で示された三角形の面積は、以下の通りである。
Ａｔｒａｉａｎｇｌｅ＿１＝√［ｓ＊（ｓ−（Ｆ−Ｅ））
（ｓ−（Ｆ−Ｇ））（ｓ−（Ｇ−Ｅ））］  方程式６
第１の台形の面積と第２の台形の面積と三角形の面積とのための、方程式２、方程式３、および方程式６に示された式が、合計されることにより、地点Ｃ〜地点Ｈ１によって境界を示した面積９３ａをもたらす。
【００４５】
地点Ｈ１と地点Ｉと地点Ｊとによって境界を示した三角形として概算された面積９３ｂは、方程式４および方程式５を使用して計算される。地点Ｈ１と地点Ｉと地点Ｊとによって境界を示した三角形の面積を見出すために、コンピュータ１６は、最初に中間媒介値ｓを計算し、該中間媒介値ｓは、
ｓ＝（（Ｈ１−Ｉ）＋（Ｊ−Ｉ）＋（Ｊ−Ｈ１））／２          方程式７
によって与えられる。コンピュータ１６が中間媒介値ｓを計算した後、コンピュータ１６は、方程式４を利用することによって三角形の面積を決定する。地点Ｈと地点Ｉと地点Ｊとによって画定される面積９３ｂは、以下の通りである。
Ａｔｒａｉａｎｇｌｅ＿２＝√［ｓ＊（ｓ−（Ｈ１−Ｉ））
（ｓ−（Ｊ−Ｉ））（ｓ−（Ｊ−Ｈ１））］  方程式８
計算される全面積９２は、面積９３ａと面積９３ｂとの合計である。
【００４６】
プロセス６０のステップ６８とステップ７０とにおいて計算され得る特徴の第２の例は、波形セグメント９０のピークからピークへの周波数である。ピークからピークへの周波数は、ある心拍の地点Ｆと次の心拍の地点Ｆとの間の持続時間を計算することによって決定される。領域は心拍の周波数である。
【００４７】
プロセス６０のステップ６８とステップ７０とにおいて計算され得る特徴の第３の例は、波形セグメント９０の基準線からピークへの傾斜である。傾斜は、波形９０が地点Ｃにおいて上昇を開始し、地点Ｆにおける最高点までの時間を計算することによって決定される。この差がライズと呼ばれる。心拍が地点Ｆにおける最高点に到達するのにかかる時間量が、ランと呼ばれる。傾斜の計算は次の通りである。
傾斜＝ライズ／ラン                                            方程式９
プロセス６０のステップ６８とステップ７０とにおいて計算され得る特徴の第４の例は、波形セグメント９０のピークから最低点への傾斜である。傾斜は、波形が地点Ｆにおける最高点から降下を開始し、地点Ｉにおける最低点までの時間を計算することによって決定される。この場合、ライズが負の数であったとしても、この差がライズと呼ばれる。心拍が地点Ｉにおける最低点に到達するのにかかる時間量が、ランと呼ばれる。傾斜の計算は、上の方程式９で与えられる。
【００４８】
プロセス６０のステップ６８とステップ７０とにおいて計算され得る特徴の第５の例は、波形セグメント９０の全振幅である。全振幅は、地点Ｉにおける最低点を地点Ｆにおける最高点から減算することによって決定される。差が、全振幅の計算において考慮される値となる。
【００４９】
上で考察されたように、概して、比較プロセス６０の調整ステップ７４に関して、（例えば、移植された心臓が監視される実施形態における）個々の患者に対するテンプレートの適用が、重み付けされた場合には、改善されることが見込まれる（例えば、組織の状態のより正確な反映を見込まれる）。テンプレートのそれぞれは、本来、自然とあまり信頼できない結果を提供し得る。しかしながら、全てのテンプレートの最高点は共に、組織の状態と治療処置の必要性とを決定することをより良く補助するはずである。例えば、一部の実施形態において、テンプレートにおける変動は、心臓移植の拒否反応に関する均等なインジケータではない。例えば、ピークからピークへの周波数計算に基づいた、基準線のテンプレートと捕捉されたテンプレートとの間の分散は、単に、患者が動揺させられること、興奮させられること、またはストレスを与えられることによって変動させられ得る。毎分当たりの心拍を増加させるあらゆるものが、テンプレートの比較に分散を導入し得る。この理由のために、ピークからピークへの周波数テンプレートが考慮され得るが、心臓移植の拒否反応に関する唯一の決定ではないことがあり得る。重み係数がテンプレートのそれぞれに適用され得ることにより、あらゆる異常の平衡を保ち、それにより結果の明確性と感度との両方を増加させ得る。心臓の状態が監視されている一部の実施形態において、以下の重み係数が、図４および図５ａ〜図５ｃに関して上で記述されたテンプレートのそれぞれに割り当てられる。
曲線テンプレートの下の面積              ５０％
ピークからピークへの周波数テンプレート  ５％
基準線からピークへの傾斜テンプレート    １５％
ピークから最低点への傾斜テンプレート    １５％
全振幅テンプレート                      １５％
本発明の多数の実施形態が記述されてきた。しかしながら、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な改変が行われ得るということが理解される。
【００５０】
比較プロセス６０を含む、本明細書において記述されたプロセスは、デジタル電子回路網において実装され得るか、または本明細書において開示された構造的手段および該構造的手段の構造的均等物を含む、コンピュータのソフトウェア、ファームウェアもしくはハードウェアにおいて実装され得るか、またはそれらの組み合わせにおいて実装され得る。プロセスは、１つ以上のコンピュータプログラム製品として実装され得、すなわち、例えば、データ処理装置（例えば、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータまたは複数のコンピュータ）による実行のために、またはデータ処理装置の動作を制御するための実行のために、情報キャリア（例えば、機械読み取り可能な格納デバイスまたは伝達された信号）に実体的に組み込まれた１つ以上のコンピュータプログラムとして実装され得る。（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたは符号としても公知の）コンピュータプログラムが、コンパイラ型言語またはインタープリタ型言語を含むプログラム言語の任意の形式で書き込まれ得、コンピュータプログラムは、スタンドアロンのプログラム、またはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくは演算環境における使用に適した他のユニットを含む任意の形式で配備され得る。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルに対応するわけではない。プログラムは、当該のプログラムに対して専用の単一のファイルにおいて、または複数の対応付けられたファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、または符号の一部分を格納するファイル）において、他のプログラムまたはデータを保持するファイルの一部分に格納され得る。コンピュータプログラムは、１つの場所における１つのコンピュータまたは複数のコンピュータにおいて実行されるように配備され得るか、または複数の場所に渡って分散され、通信ネットワークによって相互接続され得る。
【００５１】
方法ステップを含む、本明細書において記述されたプロセスが、１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサによって行われることにより、入力データを処理し、出力を生成することによってプロセッサの機能を行い得る。プロセスは、専用の目的の論理回路網によっても行われ得、プロセスに関する装置は、専用の目的の論理回路網として実装され得、該専用の目的の論理回路網は、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラム可能なゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途の集積回路）である。
【００５２】
一部の実施形態において、コンピュータ１６は、複数のプロセッサを含む、図２に示されたコンポーネントから選択される複数のコンポーネントを含む。コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例えば、一般的な目的のマイクロプロセッサおよび専用の目的のマイクロプロセッサと、あらゆる種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサとの両方を含む。概して、プロセッサは、読み取り専用メモリ、もしくは端ダムアクセスメモリ、またはその両方から命令およびデータを受信する。コンピュータの不可欠な要素は、命令を実行するプロセッサと、命令およびデータを格納する１つ以上のメモリデバイスとである。概して、コンピュータはまた、データを格納する１つ以上の大容量格納デバイスを含むか、または、データを格納する１つ以上の大容量格納デバイスからデータを受信するか、またはデータを格納する１つ以上の大容量格納デバイスにデータを送信するか、またはその両方のために動作するように接続されており、該大容量格納デバイスは、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクである。コンピュータプログラムの命令およびデータを実現するのに適した情報キャリアは、不揮発性メモリの全ての形式を含み、該不揮発性メモリの全ての形式は、例えば、半導体メモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭデバイス、ＥＥＰＲＯＭデバイス、およびフラッシュメモリデバイス）、磁気ディスク（例えば、内部のハードディスクまたは取り外し可能なディスク）、光磁気ディクス、ならびにＣＤ  ＲＯＭディクスおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む。プロセッサとメモリとは、専用の目的の論理回路網によって補完され得るか、または専用の目的の論理回路網に組み込まれ得る。
【００５３】
プロセスは、演算システムにおいて実装され得、該演算システムは、バックエンドコンポーネント（例えば、データサーバ）、ミドルウェアコンポーネント（例えば、アプリケーションサーバ）、もしくはフロントエンドコンポーネント（例えば、ユーザがプロセッサの実装と相互交流し得るグラフィカルユーザインタフェースまたはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）、またはかかるバックエンドコンポーネントと、ミドルウェアコンポーネントと、フロントエンドコンポーネントとの任意の組み合わせを含む。システムのコンポーネントは、デジタルデータ通信の任意の形式または媒体、例えば、通信ネットワークによって相互接続され得る。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）と、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、例えば、インターネットとを含む。
【００５４】
演算システムはクライアントとサーバとを含み得る。クライアントとサーバとは、概して、互いに離れており、一般的に通信ネットワークを介して相互交流する。クライアントとサーバとの関係は、コンピュータプログラムが、それぞれのコンピュータにおいて走り、互いにクライアントサーバ関係を有することによって生じる。
【００５５】
上記は、例示だけのための例であり、代替案をどのような方法にも限定するためのものではない。比較プロセス６０とシステム１０とは、他の組織の医学的状態を評価するために使用され、該他の組織は、様々な生物学的源からの組織、移植された組織、組織の培養物または細胞の培養物内で生成または改変された組織、または人工のコンポーネントであるか、または人工のコンポーネントを含む組織を含み、上で特には述べられてはいない。
【００５６】
比較プロセス６０と関連付けられる方法ステップは、配列し直すことができ、および／または１つ以上のかかるステップが、本明細書において記述された同じ結果を達成するために省略され得る。本明細書において記述された、様々な実施形態の要素は、上で特に述べていない他の実施形態を形成するために組み合わされ得る。従って、他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、正常な心拍の例示的なＥＣＧストリップを示す。
【図２】図２は、ＥＣＧの記録を取得および分析するシステムのブロック図を示す。
【図３】図３は、図２に示されたシステムを使用して獲得された記録を分析する比較プロセスのフローチャートを示す。
【図４】図４は、ＥＣＧ記録からの波形を示す。
【図５ａ】図５ａ〜図５ｃは、曲線テンプレートの下の面積を計算することに使用する図形を示す。
【図５ｂ】図５ａ〜図５ｃは、曲線テンプレートの下の面積を計算することに使用する図形を示す。
【図５ｃ】図５ａ〜図５ｃは、曲線テンプレートの下の面積を計算することに使用する図形を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【国際調査報告】
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