(57)【要約】  診断ＥＣＧシステムは、リード信号におけるＳＴ上昇の兆候に関してリード信号を分析する。心臓の電気的活動に対する所定の見晴らし地点を有するリードにおけるＳＴ上昇のパターンと、そして場合により特定のその他のリードにおけるＳＴ低下とが、急性虚血イベントの責任冠動脈として特定の冠動脈又は分岐を特定する。具体的な動脈閉塞位置の特定に関連するＥＣＧ測定結果が計算され、異なる複数の位置での閉塞確率の分類器を形成するために使用される。最も高い確率を有するとして特定された位置が、最も可能性ある閉塞位置として、ユーザに指し示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎリード式ＥＣＧシステムにより、虚血イベントに関する責任冠動脈の閉塞の位置を特定する方法であって：
前記ｎリードのＥＣＧリード信号を受信するステップ；
前記ＥＣＧリード信号をＳＴ上昇に関して分析するステップ；
責任冠動脈及びその閉塞の位置の分類に有用な複数のＥＣＧ測定結果を計算するステップ；
前記ＥＣＧ測定結果を用いて、異なる複数の冠動脈位置での前記閉塞の位置の確率の分類器を作り出すステップ；
前記分類器を動作させて、最も高い確率を有する閉塞の位置を特定するステップ；及び
閉塞部位でありそうな特定の冠動脈位置をユーザに対して特定するステップ；
を有する方法。
【請求項２】
前記ＥＣＧ測定結果を用いて前記分類器を作り出すステップは更に、異なる複数の冠動脈位置での閉塞の可能性の確率表面の等高線図を作成することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記異なる複数の冠動脈位置は、非近位ＲＣＡ、近位ＲＣＡ、及びＬＣｘである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記分類器を作り出すステップは更に、ロジスティック回帰分類器を作り出すことを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分類器を動作させるステップは更に：
ＥＣＧ測定結果を用いて前記等高線図を利用して、複数の位置の各々での確率値を特定すること；及び
前記等高線図から最も高い確率値を有する位置を特定すること；
を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記異なる複数の冠動脈位置は、近位ＬＡＤ、及び中／遠位ＬＡＤである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記分析するステップは更に、ＮＳＴＥＭＩの特徴に関して前記ＥＣＧリード信号を分析することを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記計算するステップは更に、深く反転された対称的なＴ波の測定結果を計算することを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
特定の冠動脈又は分岐の閉塞のインジケーションに関して、ＳＴ上昇パターンを分析するステップ；及び
特定の冠動脈又は分岐を責任冠動脈としてユーザに対して特定するステップ；
を更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＳＴ上昇パターンを分析するステップは更に、リードＶ６、Ｉ、ａＶＬのうちの１つ以上を含む側部リードグループにおけるＳＴ上昇に伴われ得るリードＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５のうちの１つ以上を含む前部リードグループにおけるＳＴ上昇を、左前下行枝（ＬＡＤ）冠動脈の閉塞を指し示すものとして特定することを有し、且つ
前記特定するステップは更に、ＬＡＤ冠動脈を責任冠動脈として特定することを有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＳＴ上昇パターンを分析するステップは更に、
リードＩＩ、ＩＩＩ、ａＶＦのうちの１つ以上を含む下側リードグループにおけるＳＴ上昇、及びリードＶ７、Ｖ８、Ｖ９のうちの１つ以上を含む後部リードグループにおけるＳＴ上昇を特定すること；及び
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のうちの１つ以上を含む前部リードグループのトレースをＳＴ低下に関して分析して、該リードグループ内でＳＴ低下を特定すること
を有し、
前記特定するステップは更に、左回旋枝（ＬＣｘ）冠動脈を責任冠動脈として特定することを有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＳＴ上昇パターンを分析するステップは更に、リードＩＩ、ＩＩＩ、ａＶＦのうちの１つ以上を含む下側リードグループにおけるＳＴ上昇、及び／又はリードＶ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒのうちの１つ以上を含む右胸部リードグループにおけるＳＴ上昇を特定すること有し、ただし、リードＩＩＩにおけるＳＴ上昇のレベルはリードＩＩにおけるＳＴ上昇のレベルより大きく、
前記特定するステップは更に、右冠動脈（ＲＣＡ）を責任冠動脈として特定することを有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＳＴ上昇パターンを分析するステップは更に、リードａＶＲにおけるＳＴ上昇を特定すること有し；
当該方法は、複数のその他のリードにおけるＳＴ低下を特定することを有し；
前記特定するステップは更に、主左（ＬＭ）冠動脈を責任冠動脈として特定することを有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ｎは１２である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電計システムに関し、特に、急性心筋梗塞を引き起こしている責任冠動脈内の閉塞の位置を自動的に特定する心電計システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心電図記録法（ＥＣＧ）は、人体の表面で、心臓によって生成される電圧から得られる記録を作成するために広く使用されている。そのように作成される記録は性質上図形的であり、得られた情報を患者の心臓状態に関連付けるためには、専門的な解釈及び分析を必要とする。歴史的に、このような記録は、被検体から記録装置へと延在する配線接続から直接的に、視認可能なグラフとして作成されてきた。コンピュータ技術の進展に伴い、このような記録を、後の複製及び分析のために、デジタル記憶情報の形態で作成することが可能になっている。
【０００３】
ＥＣＧ記録が重要である緊急臨床用途は、一般に心臓麻痺と呼ばれる急性冠動脈疾患の症状の分析である。例えば胸の痛みや不快感及び息切れなどの急性冠症候群（ＡＣＳ）を伴う患者は、しばしば、心電図記録法により診断される。心筋梗塞を最近経験した患者のＥＣＧトレース（出力波形）は、例えば完全なる閉塞により引き起こされるトレースのＳＴセグメントの上昇、ＳＴ上昇を伴わない異常なＱ波及び／又はＴ波、または部分的な閉塞により引き起こされるＳＴ低下などの既知の特徴を示し得る。これらの状態は、右冠動脈（ＲＣＡ）若しくは左主（ＬＭ）冠動脈である２つの主冠動脈のうちの一方における狭窄、又は、左前下行枝（ＬＡＤ）動脈若しくは左回旋枝（ＬＣｘ）動脈であるＬＭの２つの主枝のうちの一方における狭窄の特徴である。心筋への血液のこれら主要ルートのうちの１つの閉塞は、心筋への永久的な損傷を回避するために、可能な限り迅速に除去されるべきである。カテーテル装置を用いた経皮冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）は、梗塞関連動脈を迅速に開いて心筋血流を回復させることができ、多くの場合に血栓溶解療法より優れている。この十分に確立された処置は、人命を救助し且つ生活の質（クオリティ・オブ・ライフ）を改善することに関して、より良好な長期転帰をもたらす。
【０００４】
本願と同じ出願人による特許文献１には、ＳＴ上昇により指し示される心筋梗塞の原因となっている冠動脈を自動検出するための方法が記載されている。本発明は更に、責任冠動脈内の障害の位置を自動的に特定するよう、この先行特許出願に係る方法を更に改良する。ＳＴ上昇又はＳＴ低下のパターンを用いて責任冠動脈又は梗塞関連冠動脈を指し示すことができるだけでなく、該パターンを用いて、閉塞又は狭窄が近位にあるのか、あるいは、より遠位にあるのかを指し示すことができる。狭窄が、冠動脈の始点付近である冠動脈の近位部にあるとき、影響を受ける心筋の量は、より遠位に狭窄が位置する場合よりも遙かに多い。近位閉塞の注記はリスク分類にとって有用である。例えば左前下行枝（ＬＡＤ）などの冠動脈が左心室（ＬＶ）への血液供給のうちの大部分を供給し、且つ凝血塊が近位である場合、患者へのリスクは非常に高い。これは、凝血塊が遠位であるときの左回旋枝（ＬＣｘ）の閉塞の場合のように冠動脈がＬＶへの血流の大部分を供給していない場合（この場合、ＬＶの小さい部分のみが影響を受けることになる）と反対である。故に、ＬＡＤの近位閉塞の場合、患者は最高リスクの範疇にある。凝血塊より下流にある筋肉の量に比例するリスクに加え、リスクは右心室梗塞の場合に高い。近位の右冠動脈（ＲＣＡ）閉塞は右心室に影響を与え、研究によれば、ＲＶ梗塞の高めの死亡率が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１９６４９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の１つの目的は、患者リスクを正確に評価することができるよう、責任冠動脈に対する閉塞の位置を自動的に特定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の原理に従い、例えば心電計などの診断ＥＣＧ機能を備えた装置、診断ＥＣＧ機能を備えた除細動器、診断ＥＣＧ機能を備えたベッドサイド監視装置、及び診断ＥＣＧ機能を備えた家庭用ＥＣＧ監視装置に関して、責任冠動脈を特定するための自動分析が説明される。ＡＣＳを伴う患者がＥＣＧ検査を受けるとき、この自動化技術は、特定のＥＣＧリードでのＥＣＧ測定結果において、ＳＴ上昇、ＳＴ低下及び逸脱の存在に関してＥＣＧ信号を分析し、責任動脈を自動的に特定する。本発明の一実施形態は、ＲＣＡ及びＬＭである２つの主冠動脈のうちの一方、又はＬＡＤ及びＬＣｘであるＬＭの２つの主枝のうちの一方、における閉塞を検出することが可能である。責任冠動脈を分類するのに有用であり且つ閉塞位置に関連する複数のＥＣＧ測定結果が統計的に分析される。構築した一実施形態において、ロジスティック回帰分類器を用いて、例えば近位ＲＣＡ、中／遠位ＲＣＡ、及びＬＣｘなどの異なる複数の閉塞位置に関する確率表面の等高線図が作成される。ＥＣＧ測定結果を用いて、等高線図上の点にアクセスする。各等高線図上の点の確率の値がその分類に関する閉塞位置の確率である。そして、最も高い確率が、冠動脈閉塞の最も可能性ある部位を決定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】心臓及びその主冠動脈を示す模式図である。
【図２】心臓及び主冠動脈を示す解剖学的な図である。
【図３】心臓を示す半透明な解剖学的な図であり、心臓に巻き付く冠動脈を示している。
【図４ａ】ＥＣＧ検査での標準的な電極配置を示す図である。
【図４ｂ】ＥＣＧ検査での標準的な電極配置を示す図である。
【図５】診断ＥＣＧシステムの主要なサブシステムを示すブロック図である。
【図６】ＥＣＧシステムのフロントエンドを示すブロック図である。
【図７】典型的な診断ＥＣＧシステムの処理モジュールを示すブロック図である。
【図８】心拍及びそのリズムについての情報を提供するためのＥＣＧトレースデータの処理を例示する図である。
【図９ａ】ＥＣＧトレースの様々なパラメータの測定を例示する図である。
【図９ｂ】ＥＣＧトレースの様々なパラメータの測定を例示する図である。
【図１０】典型的なＥＣＧレポートを例示する図である。
【図１１ａ】１２リード式システムのリードと冠動脈の解剖構造との間の関係を例示する図である。
【図１１ｂ】１２リード式システムのリードと冠動脈の解剖構造との間の関係を例示する図である。
【図１１ｃ】本発明に従った分析で使用され得るＥＣＧレポート中の１２リード信号と３つの更なるリードとの標準的な表現を示す図である。
【図１２ａ】正常なＥＣＧ信号のセグメント群を示す図である。
【図１２ｂ】本発明原理に従った責任冠動脈特定に使用され得る上昇ＳＴセグメントを有するＥＣＧトレースを示す図である。
【図１２ｃ】本発明原理に従った責任冠動脈特定に使用され得る上昇ＳＴセグメントを有するＥＣＧトレースを示す図である。
【図１２ｄ】本発明原理に従った責任冠動脈特定に使用され得る上昇ＳＴセグメントを有するＥＣＧトレースを示す図である。
【図１２ｅ】本発明原理に従った責任冠動脈特定に使用され得る上昇ＳＴセグメントを有するＥＣＧトレースを示す図である。
【図１３ａ】本発明原理に従ってＬＡＤを責任冠動脈として特定するＥＣＧレポートを例示する図である。
【図１３ｂ】本発明原理に従った、図１３ａのＥＣＧレポートの上昇ＳＴセグメントの、心臓の特定の領域への関連付けを示す図である。
【図１３ｃ】本発明原理に従った、図１３ａのＥＣＧレポートの上昇ＳＴセグメントの、心臓の特定の領域への関連付けを示す図である。
【図１４ａ】本発明原理に従ってＬＣｘを責任冠動脈として特定するＥＣＧレポートを例示する図である。
【図１４ｂ】本発明原理に従った、図１４ａのＥＣＧレポートの上昇ＳＴセグメントの、心臓の特定の領域への関連付けを示す図である。
【図１４ｃ】本発明原理に従った、図１４ａのＥＣＧレポートの上昇ＳＴセグメントの、心臓の特定の領域への関連付けを示す図である。
【図１５ａ】本発明原理に従ってＲＣＡを責任冠動脈として特定するＥＣＧレポートを例示する図である。
【図１５ｂ】本発明原理に従った、図１５ａのＥＣＧレポートの上昇ＳＴセグメントの、心臓の特定の領域への関連付けを示す図である。
【図１５ｃ】本発明原理に従った、図１５ａのＥＣＧレポートの上昇ＳＴセグメントの、心臓の特定の領域への関連付けを示す図である。
【図１６】本発明原理に従って左主冠動脈を責任冠動脈として特定するＥＣＧレポートを例示する図である。
【図１７ａ】近位ＲＣＡ動脈位置の閉塞を指し示すＳＴＥＭＩにおけるＥＣＧ測定の分類のためのロジスティック回帰分類器の確率表面の等高線図を示す図である。
【図１７ｂ】中位／遠位ＲＣＡ動脈位置の閉塞を指し示すＳＴＥＭＩにおけるＥＣＧ測定の分類のためのロジスティック回帰分類器の確率表面の等高線図を示す図である。
【図１７ｃ】ＬＣｘ動脈位置の閉塞を指し示すＳＴＥＭＩにおけるＥＣＧ測定の分類のためのロジスティック回帰分類器の確率表面の等高線図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１−３は、閉塞されたときに心臓に重大なダメージを引き起こすことになる冠動脈の位置を示す心臓の様々な図である。図１は、大動脈１２から心臓１０の右側に沿って降下する右冠動脈（ＲＣＡ）を示す高度に模式的な図である。また、大動脈から心臓の左側に沿って左主（ＬＭ）冠動脈が降下しており、これは直ちに分岐して、心臓の正面（前部）の左前下行枝（ＬＡＤ）動脈と、心臓の背面（後部）に巻き付く左回旋枝（ＬＣｘ）動脈とを形成している。これら３つの主要血管の全てが、心筋への新鮮な血液の一定供給をもたらすよう、特徴的な曲がりくねった経路にて最終的に心臓に巻き付いていることが示されている。
【００１０】
図２は、同じ動脈及び分岐を、より解剖学的に正確な心臓の描写にて、心臓１０の前部側から示している。図３においては、心臓の前部側及び後部側の双方の冠動脈の曲がりくねった経路が容易に視認され得るよう、心臓１０が半透明な球形物として描写されている。
【００１１】
本発明の１つの目的は、これらの冠動脈及び分岐の何れが閉塞されているかを、標準的あるいは非標準的なＥＣＧ検査のトレースの分析から、自動的に特定することを可能にすることである。ＥＣＧの正確な解釈は、様々なリードの出力波形における広範なパターンを熟知していることを必要とするので、多大な経験を要する。一般的でないリードシステムを使用するＥＣＧは、従来一般的なＥＣＧの解釈にて培われてきた経験の体系から必然的に逸れたものとなり、故に、概して望ましくないものと考えられ得る。生成される出力波形は、その非一般的なシステムを熟知したかなり少数の者によってのみ理解可能なものとなる。故に、従来からの電極配置を用いる標準的なＥＣＧ検査にて本発明が実現され得ることが重要である。図４ａは、１０個のリード電極を用いる従来からの１２リード式ＥＣＧ検査において、患者の胴体上に置かれる６個の電極Ｖ１−Ｖ６の配置を示している。各電極が、１つ以上のその他の電極と組み合わさって、個々の心筋細胞の脱分極及び再分極によって生成される電圧を検出するよう作用する。検出された電圧は、１２個の時間変化する電圧のトレースを作り出すよう、結合され処理される。このようにして生成されるトレースは以下の通りである。
【００１２】
【表１】
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ここで、背臥位の被検体の短期間の心電図記録を作成する標準的な最も広く使用されているシステムにおいて、上に指し示した電位、及びそれらの関連電極位置は：
左腕上の電極のＶＬ電位；
右腕上の電極のＶＲ電位；
左脚上の電極のＶＦ電位；
第４肋骨間空内の胸骨の右の胸部正面上の電極のＶ１電位；
第４肋骨間空内の胸骨の左の胸部正面上の電極のＶ２電位；
第５肋骨間空内の左鎖骨中線の位置の電極のＶ４電位；
Ｖ２電極とＶ４電極との中間の電極のＶ３電位；
第５肋骨間空内の左腋窩中線の位置の電極のＶ６電位；
Ｖ４電極とＶ６電極との中間の電極のＶ５電位；
Ｇ（上には指し示されていない）は、グランド電位又は基準電位であり、この電位に対して電位ＶＬ、ＶＲ、ＶＦ及びＶ１−Ｖ６が測定される。典型的に、必ずしもそうではないが、グランド又は基準の電極は右脚上に位置付けられる。
【００１３】
本発明は、従来からの１２リード式ＥＣＧシステム、並びに、１４、１５、１６、１７、若しくは１８以上のリード式のシステム（５６リード式及び１２８リード式の体表面電位図システムを含む）との併用に適している。３リード（ＥＡＳＩ及びその他）式、５リード式、及び８リード式のシステムも、技術的に知られるように低下された精度で、１２リードを得るために使用され得る。例えば、米国特許第５３７７６８７号（Ｅｖａｎｓ等）及び米国特許第６２１７５２５号（Ｍｅｄｅｍａ等）を参照することができる。要するに、本発明の実装は、如何なる数のリード及び電極を用いてもよい。図４ａ及び４ｂは、より高次のリードシステムによって使用される電極のうちの一部を示している。導体に巻き付くようにＶ６電極からＶ７、Ｖ８及びＶ９電極が続くことが示されている。体の左側のＶ３、Ｖ４、Ｖ５及びその他の電極の位置の鏡像となるよう、体の右側の周りにＶ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ及び更なる電極が続く。
【００１４】
図５は、本発明とともに使用するのに好適な診断ＥＣＧシステムをブロック図の形態で示している。複数の電極２０が患者の皮膚に付着されて配設される。通常、これらの電極は皮膚に貼り付く導電性接着ゲル表面を備えた使い捨ての導電体である。各導電体は、ＥＣＧシステムの電極配線を留める、あるいは挟む留め具又はクリップを有する。電極２０は、当該電極によって受信された信号を調整するＥＣＧ収集モジュール２２に結合される。その電極信号は、一般に電気分離（アイソレーション）構成２４によって、ＥＣＧ処理モジュール２６に結合される。電気アイソレーション構成２４は、患者を感電の危険から保護するとともに、例えば、患者が除細動を受けるときにＥＣＧシステムを保護する。電気アイソレーションには一般的に光アイソレータが使用される。そして、処理されたＥＣＧ情報が、画像ディスプレイに表示され、あるいは、出力装置２８によってＥＣＧレポート内に印刷される。
【００１５】
図６は、収集モジュール２２を更に詳細に示している。電極信号は、ほんの数ミリボルトの振幅であるのが通常であり、増幅器によって増幅される。増幅器も通常、除細動パルスからの高電圧保護を有する。増幅された信号は、フィルタリングされて調整され、その後、アナログ−デジタル変換器によって、デジタルサンプリングされた信号へと変換される。そして、デジタルサンプリングされた信号は、例えば１２リード式システムに関して上述したものなどの組合せでリード信号が得られるよう、様々な電極信号を様々に結合することによって形式を整えられる。これらデジタルリード信号は、ＣＰＵ３４の制御下でのＥＣＧ処理へと送られる。収集モジュールの特別な電子回路の多くは、しばしば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の形態で実装される。
【００１６】
図７は、典型的な診断ＥＣＧシステムの分析部のブロック図である。ペースパルス検出器４２が、ペースメーカーを装着した患者に対してペースメーカーによって生成される電気スパイク及びその他電気的異常値を識別し取り置く。ＱＲＳ検出器４４が、電気トレースの支配的なパルスを検出する。図１２ａは、典型的な通常のＥＣＧトレースを示しており、図示のように、左心室の収縮を刺激するパルスであるトレースの主要な電気パルスを、Ｑ−Ｒ−Ｓセグメントが描出している。複合したＱＲＳの描出は、波形セグメント化部４６によって実行されるものであるトレースの小さい摂動の検出のための基礎を形成する。波形セグメント化部は、ＥＣＧトレースのＰ波、及びＱ−Ｕのセグメントを含むトレースセグメントの完全なシーケンスを描出する。各波形が完全に描出されると、拍動分類部４８が、新たな拍動の各々を以前の拍動と比較し、個々に正常（規則的）又は異常（不規則的）として分類する。この拍動の分類は、平均拍動分析部５２が正常な心拍の特徴を規定することを可能にし、ブロック５４にて、平均拍動の振幅及びセグメント期間が測定される。拍動の分類を用いて、ブロック５６にて、拍動のリズムが決定される。
【００１７】
図８、９ａ及び９ｂは、このＥＣＧトレース処理を機能的に示している。図８の左側は、リードＩ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ５及びＶ６からのＥＣＧトレースの組６０である。拍動分類部４８が様々な拍動特徴を比較し、一部の拍動を正常（Ｎ＊，０）として分類している。例えば、リードＶ５及びＶ６からの拍動は全て正常として分類されている。その他の４つのリードは、心室性期外収縮（ＰＶＣ，１）の特徴を示す拍動を含んでいる。ブロック６２にて、ＥＣＧシステムは、正常な拍動の特徴を集約し、異常な拍動の特徴を排除し、拍動を時間的に整列させ、それらの平均化することで、平均拍動を生成する。ブロック６４のトレースは、この例に示される６個のリードからの平均拍動のトレースを例示している。図９ａにおいて、６個のリードの平均拍動のトレース６４は、例えば、Ｑ波、Ｒ波及びＴ波の振幅及び期間、並びにＱＲＳ及びＱＴなどの波間の間隔など、ブロック６６に示される様々な特徴について測定される。これらの測定結果は、この例の６個のリードに関する測定テーブル６８に記録されるように図示されている。１２リード式システムの完全な測定テーブルの一例を図９ｂに示す。
【００１８】
ＥＣＧ波形及びそれらの測定結果は、患者のＥＣＧ波形についてのレポートの作成のためのレポート作成パッケージを備えたオフラインのワークステーションへと送られることができる。しかしながら、例えばフィリップス社のＰａｇｅｗｒｉｔｅｒ（登録商標）ライン・オブ・カルジオグラフ及びフィリップス社のＴｒａｃｅｍａｓｔｅｒ（登録商標）ＥＣＧマネジメントシステムなど、大抵の診断ＥＣＧシステムは、内蔵のＥＣＧレポート作成パッケージを有している。図１０は、それらのシステムによって作成されることが可能なレポートの種類を例示している。ブロック７０に示される１２個のリードの波形の特徴及び図９ｂの測定結果から、臨床医は、特定の心臓症状を臨床的に規定するように様々な特徴を識別し、論理的に結合し、含め、排除するべくレポート作成ソフトウェアをプログラムすることができる。この種の典型的なプログラムは、図１０のブロック７２に示され、ブロック７４に示すように治療を行う心臓医へのＥＣＧレポートを生じさせる。急性心筋梗塞を患っている患者に関し、レポートは通常、心臓内の急性心筋虚血の存在と、時にして、梗塞によって影響される心臓の領域のエリア位置特定及び大きさとを指し示すことになる。しかしながら、閉塞を除去するためにカテーテルを手に持って待機する介入心臓医には、より多くの情報が必要である。該心臓医は望むのは、塞がれた冠動脈又は分岐にカテーテルを挿入することを直ちに進めて、心臓の患部領域への血液かん流を戻すことができるように、何れの主冠動脈及びその冠動脈の何れの分岐が塞がれているかを知ることである。
【００１９】
本発明の原理に従い、本発明の発明者は、ＥＣＧデータベースの統計解析と異なる複数の冠動脈部分に対する統計解析の関係を調べ、急性虚血イベントの責任動脈と最も可能性ある閉塞の位置とを特定する自動化技術を開発した。この独創的技術は、ＲＣ及びＬＭという２つの主冠動脈のうちの一方、又はＬＤＡ及びＬＣｘというＬＭの２つの主枝のうちの一方を、責任動脈として特定することができる。この場合、心臓医は、スクリーン上で視覚的に、ＥＣＧトレースのディスプレイ上で、聴覚的に、あるいはその他の出力手段によって、ＥＣＧレポート内で特定することによるかのように、責任動脈と閉塞位置との特定結果を知らされる。本発明の発明者が認識したことには、ＳＴセグメント上昇を伴う状況、及びＳＴセグメント上昇及び急性心虚血を伴わない状況において、静止ＥＣＧにおけるＳＴの逸脱及びその他のＥＣＧ測定結果（例えば、Ｑ波、Ｒ波、Ｔ波の振幅及び期間、及び例えばＱＲＳ、ＱＴなどの波間の間隔）は、閉塞が異なる冠動脈で発生する場合に、また、動脈の異なるレベルで発生する場合に、異なるパターンを有する。その冠動脈部分が特定のパターン及び逸脱を有することを考慮するに、これらのＳＴ逸脱は患者の冠動脈部分と密に関連付けられる。この独創的技術は、標準的なＥＣＧリード構成のＳＴ逸脱及びその他の測定結果、並びにそれらの分類ルールを検査して、或る特定の冠動脈又は分岐が急性虚血イベントの発生源であると結論付けることができる。
【００２０】
例えば、ＬＡＤが閉塞される場合、心臓の前壁への血液の流れが低減されることになる。この状況においては、前壁に面するＥＣＧリードＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５のうちの一部がＳＴ上昇を示すことになる。これに対応して、反対側の心壁に面するＥＣＧリードはＳＴ低下を示すことになる。この原理を用いることにより、心壁の急性梗塞領域を供する責任冠動脈又は分岐を特定することができる。
【００２１】
この原理は、図１１ａ及び１１ｂに示すように、ＥＣＧリードを冠動脈の解剖構造に関連付けることによって更に理解され得る。
【００２２】
図１１ａ及び１１ｂは、図３にてＲＣＡ、ＬＣＡ、ＬＣｘ及びＬＡＤを指し示した心臓１０の正面図である。血管の経路が、上述のようにｖＧ電極とともに組み合わされて１２リード式システムの６個のリムリードＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ａＶＬ、ａＶＬ及びａＶＦを生成する３つのリム電極に関連付けられている。下側リードＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦは、左心室の下壁又は横隔膜壁の地点から心臓の電気的活動を眺める。側部（ラテラル）リードＩ、ａＶＬ、Ｖ５（図１１ｂでは５として示す）及びＶ６（図１１ｂでは６として示す）は、左心室の側壁の地点（見晴らし地点）から電気的活動を眺める。胸骨のそれぞれの側の電極（図４ａ参照）から得られるＶ１リード及びＶ２リード（図１１ｂでは１及び２として示す）は、心臓の隔壁の地点から電気的活動を眺める。前部リードＶ３及びＶ４は、心臓の前壁の地点から電気的活動を眺める。本発明は、複数のリード信号及び心臓に対するそれらそれぞれの地点を考慮して、狭窄冠動脈を特定する。
【００２３】
図１１ｃは、ＥＣＧレポートに典型的に使用される様々なリードについて、ＥＣＧトレースの位置を示している。１２リードのレポートは典型的に、図１１ｃにおいて先頭側の４列によって示されるような３×４のマトリクスにリード信号を配列する。下側電極ＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦの信号は第１及び第２の列に配置され、側部リード信号は第１列の最上段（Ｉ）、第２列の中段（ａＶＬ）、及び第４列（Ｖ５及びＶ６）に位置付けられ、等々とされる。本発明の一実施形態は有利なことに、この標準的なリード方向を用いて、その分析を実行し、結果を臨床医に提示することができる。図１１ｃの例においては、以下の例に示すような更に高次のリードのために、第５列が追加されている。
【００２４】
本発明の更なる一態様によれば、特定の冠動脈及び分岐の位置での狭窄に関係する上昇ＳＴセグメント及び低下ＳＴセグメントの特定のパターンについて、ＥＣＧリード信号が分析される。図１２ａの正常なＥＣＧトレースにおいて、ＳＴセグメント８０の信号レベルは、ＥＣＧトレースの名目上のベースライン（基準値）にあるか、その非常に近くにある。或る冠動脈が完全に閉塞されると、図１２ｂに示すように、その動脈の近接したリードのＳＴセグメント８２が高く上昇されることになる。図１２ｂにおいて、破線はこのトレースの名目上のベースラインを指し示している。ＳＴセグメントは１００μＶ又はそれより大きく上昇され得る。心臓のその他の側に近接するＥＣＧリードは対応する低下を示すことになる。これを検出し、ＳＴ上昇の確かな識別のために、上昇したトレースとの相関をとることができる。また、ＳＴ上昇の量は、狭窄の時間及び程度の関数として異なったものとなる。例えば、閉塞を生じさせるイベントの時点のすぐ後では、図１２ｃに示すように、或るリードのＳＴセグメントが比較的大きい上昇８４を示すことになる。時間の経過とともに上昇は小さくなり、図１２ｄに示すようなＳＴ上昇８６が現れ得る。心臓がその新たな生理的状態に適応し始める実質的な期間の後、又は動脈が部分的にのみ閉塞されたとき、図１２ｅの８８に示されるように、ＳＴセグメントは僅かにのみ上昇されることになる。故に、胸痛が始まった時間について患者に質問することにより、イベントの時間に留意することができ、起こり得る上昇程度が評価される。上昇の程度はまた、例えば古い値の塊が時間をかけて石灰化されるものなど、部分的にのみ閉塞された血管を認識するためにも使用され得る。これらを指し示すインジケーションを用いて、応急手当ての必要がない血管は後回しにして、重大な閉塞をまさに患っている血管に介入手順を向けることができる。
【００２５】
図１３ａ、１４ａ及び１５ａは、臨床医のために責任冠動脈を特定しているＥＣＧレポートの例を示している。図１３ａにおいて、１２リードトレースが上述の３×４のパターンに配列されている。３つの更なるリードも示されており、２つは胴の右側であり（Ｖ４Ｒ及びＶ５Ｒ）、２つは心臓の後部側である（Ｖ８及びＶ９）。円で囲ったリードトレースは、前部リードグループのＶ３及びＶ４とそれらに隣接するリードＶ２及びＶ５とにおける有意なＳＴ上昇を示している。ＳＴ上昇はまた、側部リードＶ６、Ｉ及びａＶＬでも見られている。リードＶ６、Ｉ及びａＶＬでのＳＴ上昇に伴われることがあるリードグループＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５でのＳＴ上昇の存在は、左前下行枝（ＬＡＤ）冠動脈の閉塞を指し示し、この結論が図１３ａのレポートの頂部にハイライト（強調）されてプリントされていることが見て取れる。
【００２６】
図１３ｂ及び１３ｃは、どうしてこれら前部及び側部のリードグループがＬＡＤ閉塞を指し示すのかを示している。図１３ｂは側部リードａＶＬ及びＩを示しており、これらは心臓の左側を眺め、故に、右冠動脈症状より左冠動脈症状に対して敏感である。図１３ｃに示すように、側部リードグループのリードＶ６も同様の向きである。図１３ｃはまた、ＬＡＤに関係する前部リードＶ３及びＶ４と、隣接する前部リードＶ２及びＶ５とを示している。これらのリードは、心臓の前部表面を眺めるものであるので、ＬＣｘ症状よりＬＡＤ症状に敏感である。より高次のリードセットが１２リードセットに代えて使用される場合、ＳＴ上昇のあるリードは、心臓の反対側の壁に面するリードにおけるＳＴ低下と鏡像関係になり得る。その一例が図１３ａに見受けられ、心臓の右側を眺めるＶ４Ｒリードが幾らかのＳＴ低下を示している。２つの左側リードグループにおける有意なＳＴ上昇は、故に、責任動脈としてＬＡＤ冠動脈を提示する。
【００２７】
図１４ａのＥＣＧレポートは、下側リードＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦにおいてＳＴ上昇を示している。ＳＴ上昇は後部リードＶ８にも存在している。後部リードのＳＴ上昇は、前部リードＶ１、Ｖ２及びＶ３におけるＳＴ低下と鏡像関係にある。また、前部胸部リードＶ１−Ｖ３のＳＴ低下のレベルは、後部リムリードＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦのＳＴ上昇より大きい。この測定結果の組は、図１４ａのレポートの頂部でハイライトされて報告されているように、左回旋枝（ＬＣｘ）冠動脈の閉塞を指し示す。隣接する後部リードＶ７及びＶ９が使用されるとき、それらもリードＶ８のＳＴ上昇と同様のＳＴ上昇を示すことになる。
【００２８】
図１４ｂ及び１４ｃは、これが指し示すことを解剖学的に示したものである。図１４ｂに示される下側リードＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦは、心臓を下から眺めるものであり、故に、左及び右の冠動脈の上側部分の症状にはあまり敏感でなく、下方まで心臓に巻き付く左回旋枝の閉塞に敏感である。後部リードＶ７、Ｖ８及びＶ９は、ＬＣｘの後部位置に対向し、故に、より前部側のＲＣＡ冠動脈及びＬＡＤ冠動脈に対してよりもＬＣｘに対して敏感である。これら後部リードの感度は、前部リードＶ１、Ｖ２及びＶ３のＳＴ低下と鏡像関係にある。故に、合致するＳＴ低下を有するこのＳＴ上昇の組は、ＬＣｘ冠動脈の閉塞を指し示すものである。
【００２９】
図１５ａは、下側リードグループＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦにＳＴ上昇を有するＥＣＧレポートを示している。リードＩＩＩにおけるＳＴ上昇はリードＩＩにおけるそれより大きい。ＳＴ上昇は右胸部リードＶ４Ｒ及びＶ５Ｒにも見られる。この測定結果の組は、ＥＣＧレポート内でハイライトされて述べられているように、右冠動脈（ＲＣＡ）閉塞を指し示す。下側リードグループ又は右胸部リードグループの何れか、又はこれら双方のＳＴ上昇は、ＲＣＡ閉塞を指し示す。リードａＶＲにおけるＳＴ上昇も存在することがある。やはり存在し得るインジケーションは、右側リードのＳＴ上昇の鏡像にあたる前部リードグループ（Ｖ３、Ｖ４）及び側部リードグループ（Ｉ、ａＶＬ、Ｖ５）において起こり得るＳＴ低下を含む。ＳＴ低下のレベルは概して、図１５ａにて見て取れるように、下側リードにおけるＳＴ上昇より低い。
【００３０】
図１５ｂ及び１５ｃは、これらのインジケーションの解剖構造との関係を示している。下側リードＩＩ、ＩＩＩ及びａＶＦは、ＲＣＡ及びＬＡＤの双方が血液を供給する心臓の底部での症状に敏感であるが、ＩＩＩリードは、ＩＩリードが左側のＬＡＤに近接しているのより近く、右側のＲＣＡに近接している。図１５ｃに示したものを含む右胸部リードも、右心室の領域の症状に敏感であるので、やはり右側に高感度である。これの鏡像をなすＳＴ低下が、心臓の左側に結合される前部及び側部のリードに予期される。故に、このインジケーションの組は責任冠動脈としてＲＣＡを特定することになる。
【００３１】
心臓の頂部に位置する左主（ＬＭ）冠動脈の閉塞も同様に特定され得る。図１６のＥＣＧレポートを参照するに、ＬＭ閉塞は、心臓の上室（右心室）に関連付けられるａＶＲリードにおけるＳＴ上昇によって指し示される。これは時々リードＶ１におけるＳＴ上昇を伴うが、この事例では、Ｖ１リードはＳＴ低下を示している。その他のリードに存在している程度の異常なＳＴレベルは、殆どのリードでＳＴ低下を示すことになる。この事例において、その他全てのリードのうちの円で囲んだトレースは、心臓の右側でリードａＶＲに近接しているリードＶ４Ｒを例外として、ＳＴ低下を示している。Ｖ４Ｒリードの僅かなＳＴ上昇は、心臓のその他の側のリードに見られるＳＴ低下の鏡像をなすものである。この測定結果の組は、ＬＭが責任冠動脈であることを指し示す。ＬＭ閉塞に見られる典型的な広がったＳＴ低下は、通常は急性虚血イベントとは認識されないが、その他の急性虚血イベントと同じか更に悪い深刻さを有する。
【００３２】
本発明の更なる一態様によれば、特定のＥＣＧリード測定結果及びパターンは、特定の動脈位置における閉塞に関係するものであることが分かる。例えば、近位ＬＡＤ閉塞の場合のＳＴセグメント逸脱パターンは、リードＩＩ及びａＶＦにＳＴ低下を伴う前胸部リードにおける支配的なＳＴ上昇である。リードＩＩＩ及びａＶＦにおけるＳＴ上昇は、近位でない位置を指し示す。近位ＲＣＡ閉塞の場合のＳＴセグメントパターンは、リードＶ１における平坦なＳＴ又は上昇ＳＴを伴った、リードＩＩでのＳＴ上昇より大きいリードＩＩＩでのＳＴ上昇である。ＥＣＧ測定結果と冠動脈閉塞位置との関係のこの演繹的知識から、責任冠動脈及びその動脈内での閉塞位置を分類するのに有用なＥＣＧ測定結果の組が展開される。それには、リードＩＩＩのＳＴ上昇に対するリードＩＩのＳＴ上昇の比；リードａＶＬのＳＴ低下に対するリードａＶＲのＳＴ低下の比；リードＶ１のＳＴ逸脱；ＳＴ軸、前頭面；ＳＴ軸、主平面（胸部リード）；下側リードのＳＴ上昇及び低下；前部リードのＳＴ上昇及び低下；並びに側部リードのＳＴ上昇及び低下が含まれる。そして、ＥＣＧ測定結果に対して、様々な閉塞位置との強い関連性の可能性の統計的手法を用いる分類部が展開される。例えば、分類器は、近位ＲＣＡ閉塞の可能性を、中／遠位ＲＣＡ閉塞及びＬＣｘ閉塞から分離するように展開される。その具体的な実装は、“ＳＴｅＬｅｖＬ２Ｌ３”（リードＩＩのＳＴ上昇からリードＩＩＩのＳＴ上昇を減じたもの）及び“ｔｒＶｃｇＳＴａｎｇｌｅ”（ベクトル心電図横断面ＳＴアングル）と呼ばれる２つのＥＣＧ測定結果を用いるロジスティック回帰分類器を使用する。この分類器は、様々な動脈閉塞位置の可能性の確率表面を作成するために使用される。確率表面の作成において、図７の測定プロセッサ５４により、図９ａに例示したように、これらのＥＣＧ測定結果が各ＥＣＧに関して計算される。これら２つの測定結果は、等高線図上の単一の点を生じさせる。その点での確率表面の値が、そのＥＣＧがそのクラス（分類）に属する確率を与える。故に、各ＥＣＧが、自身がそれぞれの分類のメンバーである確率を有することになる。最も高い確率により、どのクラスが最も可能性あるかが決定される。
【００３３】
例えば、ＥＣＧが１２０°のＳＴ軸値とＳＴ上昇とを有するとする。ＩＩからＩＩＩのＳＴ上昇を減じたものは−１００に等しい。点（−１２０、−１００）で確率表面プロットにアクセスすることにより、対応する確率が見出される。図示した例において、非近位ＲＣＡ（ｎｐＲＣＡ）の確率は０．６である。近位ＲＣＡ（ｐＲＣＡ）の確率は０．４であり、ＬＣｘの確率は０．１未満である。この事例において、分類器の出力は、閉塞の位置は非近位ＲＣＡであるというものである。
【００３４】
近位ＬＡＤの部分的な閉塞も、非ＳＴ上昇型心筋梗塞（non-ST  elevation  myocardial  infarction；ＮＳＴＥＭＩ）におけるＥＣＧパターンによって検出することができる。ＮＳＴＥＭＩは、特徴的なＳＴ上昇を示さないバイオマーカーによる急性ＭＩとして定義される。胸部リードＶ２−Ｖ４における深く反転したＴ波は、近位ＬＡＤ閉塞、又はより少ない頻度で脳卒中（ＣＶＡ）、を指し示す。本発明の一実装例はまた、ＳＴセグメントとＮＳＴＥＭＩにおけるＴ波との双方のＥＣＧ測定結果の組合せを解釈することにより、近位ＬＡＤ閉塞の自動検出を行うことが可能である。そのような実装に使用され得るＥＣＧ基準は、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４のうちの２つの連続したリードが０．５ｍＶ未満のＴ波振幅を有する；ＳＴ低下及びＳＴ上昇の双方を有する事例は排除される；リードＶ２−Ｖ４におけるＴ波は対称的でなければならない；ＱＴｃは、女性では４６０ｍｓｅｃより長く、男性では４５０ｍｓｅｃより長い；ＱＲＳ期間は１３０ｍｓｅｃより短い；並びに、心筋梗塞、脚ブロック及び心室肥大の自動解釈を伴う事例は排除される；というものを含む。Ｔ波の対称性の自動測定は、上昇及び下降するグローバルＴ波の最大傾斜の比；上昇及び下降する割線傾斜の比；並びにグローバルＴ波のピークの前及び後の面積の比に基づく。上述のように、胸部リードＶ２−Ｖ４における深く反転されたＴ波は、近位ＬＡＤ閉塞、又はより少ない頻度で脳卒中（ＣＶＡ）、を指し示す。
【００３５】
患者が心臓麻痺の症状を示しているが、ＥＣＧ測定では何れのリードにも有意なＳＴ上昇が見られないとき、先に列挙したＳＴ低下の例の何れかに関してリードを評価すべきである。ＳＴ上昇を伴わない特別な閉塞の特徴を示すＳＴ低下の存在は、患者の冠動脈の部分閉塞又は近い将来の完全閉塞を指し示すものであり、医師によって見出されるその他のインジケーションによる検討のために、治療を行う介入心臓医に指し示されるべきである。
【００３６】
上述のＳＴ上昇及び低下の特徴に加えて、例えばＱ波、Ｒ波、Ｔ波の振幅及び期間並びにＱＲＳ及びＱＴなどの波間間隔などの、その他のＥＣＧ測定結果も、責任冠動脈の特定に適用可能なものとして使用され得る。１３乃至１８リードＥＣＧシステム並びに６４及び１２８リードＥＣＧ体表面マップを含む、より高次のリードセットの使用は、責任冠動脈特定の精度を高める更なる増加情報を提供することができる。１２リードより少ないリードを備えるシステムでは、潜在的に低下され得る精度で本発明に係る技術を実現するために更なるリード信号を取得することができる。
【００３７】
本発明を実装したものの最終的な出力は、近位ＬＡＤ、中／遠位ＬＡＤ、近位ＲＣＡ、中／遠位ＲＣＡ、又はＬＣｘでの閉塞のうちの１つを指し示すインジケーションを含む。この出力は、非常にふさわしくは、ＤＸＬ静止１２リードアルゴリズムのテキスト出力の一部とし得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【国際調査報告】
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