(57)【要約】【課題】ＥＣＧ信号内のＴ波交代性に関する改良型計測のための方法及びシステムを提供する。【解決手段】本方法及びシステムは、複数の交互に連続する奇数及び偶数拍動を含んだディジタル化ＥＣＧデータを受け取ること（３０２）、少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算すること（３０４）、並びに除外手順に従ってＴ波交代性計測からある種の拍動を除外すること（３１０）を含む。【選択図】      図３
2004243131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測する方法であって、
複数の交互に連続する奇数及び偶数拍動を含んだディジタル化したＥＣＧデータを受け取るステップ（４０２）と、
少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算するステップであって、各新規拍動に対して連続して実施される計算ステップ（４０４）と、
除外手順に従ってＴ波交代性計測からある種の拍動を除外するステップ（４０６）と、
を含む方法。
【請求項２】
前記除外手順が、あるしきい値限界を超えるような変動を有する拍動にマーク付けするステップ（４０６）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記除外手順がさらに、
マーク付けした奇数拍動と、
マーク付けした偶数拍動と、
奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動と、
のうちの少なくとも１つをＴ波交代性計測から除外するステップ（４０６）を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ホールド機能に従ってＴ波交代性計測から、新規の奇数拍動または新規の偶数拍動を除外するステップ（４０６）をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ホールド機能が、マーク付けした拍動の総数がＥＣＧデータの約１分あたりの総拍動数の約２５％を超える場合にＴ波交代性計測から新規の奇数拍動または新規の偶数拍動を除外すること（４０６）を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記変動が、
ｓ0（ｔ）、ｓ-1（ｔ）は、（ａ）現在の奇数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルと直前の奇数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルのそれぞれであるか、あるいは（ｂ）現在の偶数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルと直前の偶数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルのそれぞれであるかのいずれかであり、
ｖａｒ＝変動、
Ｔend＝Ｔ波の最終位置の点、かつ
ＱＲＳend＝ＱＲＳ群の最終位置の点、であるとして、
【数１】
2004243131.tif 000004
に従って計算（４０４）されている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算する前記ステップ（４０４）が、ＥＣＧデータ内の少なくとも１つの奇数または偶数拍動と、直前の連続する対応した奇数または偶数拍動とから標準偏差を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算する前記ステップ（４０４）が、ＥＣＧデータ内の複数の連続する対応した奇数または偶数拍動間の絶対差の平均値を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
しきい値が、
Ｖ＝ボルト、
ＭＩＮ＝２つの値のうちの最小値、
ＱＲＳ＝ＱＲＳ群、かつ
ａｍｐｌｉｔｕｄｅ＝ＱＲＳ群の最大振幅、であるとして、
しきい値＝ＭＩＮ（２５０μＶ，ＱＲＳ−ａｍｐｌｉｔｕｄｅ／４）
に従って特定（４０６）されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測する方法であって、
複数の交互に連続する奇数及び偶数拍動を含むような、前記ＥＣＧ信号を表しているディジタル化したＥＣＧデータを受け取るステップ（３０２）と、
少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算するステップ（３０４）と、
しきい値限界を特定するステップ（３０６）と、
マーク付けした奇数拍動及びマーク付けした偶数拍動を生成させるように、前記しきい値限界を超える変動を有する拍動にマーク付けするステップ（３０８）と、
Ｔ波交代性計測から、
マーク付けした奇数拍動と、
マーク付けした偶数拍動と、
奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動と、
のうちの少なくとも１つを除外するステップ（３１０）と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は心臓医学である。さらに詳細には、本発明は、ある種の拍動を計算から除外することによってＴ波交代性の計測を改良させるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的交代性（ａｌｔｅｒｎａｎｓ）は、交互に来る心拍動間の対応する点における電位の差である。Ｔ波の交代性すなわち交番（ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ）は、心電図（ＥＣＧ）のＳＴセグメントまたはＴ波の定期的または拍動間でのばらつきであり、このばらつき自体は２拍動ごとに反復し、内在する心臓の不安定性と関連するものである。典型的には、患者に関するすべての連続する心臓拍動に番号付与することによって、奇数番号を有する拍動を「奇数拍動」とし、また偶数番号を有する拍動を「偶数拍動」としている。患者の奇数番及び偶数番の心拍動によって、ＥＣＧにより検出可能な診断的意義を有する様々な電気特性を示すことができる。
【０００３】
心室性不整脈のリスクが高い患者ではそのＥＣＧのＳＴセグメント及びＴ波に交代性を示すのが普通であるため、これらの電気的交代性の有無は重要である。したがって臨床医は、これらの電気的交代性を、心室性不整頻拍の生じやすさに対する非侵襲的マーカとして利用することができる。Ｔ波交代性（ＴＷＡ）という用語は、こうした交代性などの電気的交代性を示すために広範に使用されている。この用語は、ＥＣＧのＴ波セグメントとＳＴセグメントの両方の交代性を包含していると理解すべきである。Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｌ  Ｖｅｒｒｉｅｒ及びＢｒｕｃｅ  Ｄ．  Ｎｅａｒｉｎｇに対する米国特許第５，１４８，８１２号は、非侵襲的に実施できるような、ＥＣＧのＴ波交番の大きさを定量化し計測する方法の一例を提供している。
【０００４】
Ｔ波交番の大きさの決定は多くの場合に困難であることがある。ＴＷＡの大きさは、典型的には、数マイクロボルトから数百マイクロボルトまでの範囲である。このように振幅が小さいことは、ＴＷＡの計測及び分析をノイズの影響を受けやすくさせている。白色ノイズ、呼吸や患者の体動による運動アーチファクト、ノイズ性の心臓拍動、早発性拍動などのノイズ源はＴＷＡ計測をゆがめる可能性がある。
【特許文献１】米国特許第５，１４８，８１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
負荷試験の間において、自転車のペダル漕ぎやトレッドミルの足踏みによって発生するアーチファクトがＴ波交代性の計測を大きくじょう乱させることがある。こうしたアーチファクトに大きく影響を受けた拍動は記録データから除外すべきであるが、影響が大きくない偽陽性のＴ波交代性は計測することがある。さらに、心拍速度が足踏み速度、あるいはペダル漕ぎ速度の２倍に近づくと、重なり合ったアーチファクトを真のＴ波交代性から識別することが困難である。負荷試験中に心拍速度は連続して増加するため、心拍速度はある時間間隔にわたって足踏み速度またはペダル漕ぎの２倍の速度にごく近くなる可能性が高い。したがって、アーチファクトの発生後のある時間期間では追加的な拍動を除外しなければならない。したがって、奇数拍動の変動（すなわち、「分散（ｖａｒｉａｎｃｅ）」）及び偶数拍動の変動を連続して計測し、この計測した変動やアーチファクトの直前における発生に応じてＴＷＡ計算から指定した拍動を除外する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の一形態は、ＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測する方法であって、複数の交互に連続する奇数及び偶数拍動を含むディジタル化したＥＣＧデータを受け取るステップと、各新規拍動に対して連続して実施されるような、少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算するステップと、除外手順に従ってＴ波交代性計測からある種の拍動を除外するステップと、を含む方法を提供する。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、ＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測する方法であって、複数の交互に連続する奇数及び偶数拍動を含むようなＥＣＧ信号を表すディジタル化したＥＣＧデータを受け取るステップと、少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を計算するステップと、しきい値限界を特定するステップと、マーク付けした奇数拍動及びマーク付けした偶数拍動を生成させるようにしきい値限界を超える変動を有する拍動にマーク付けするステップと、Ｔ波交代性計測からある種の拍動を除外するステップと、を含む方法を提供する。Ｔ波交代性計測から除外することがある拍動には、マーク付けした奇数拍動、マーク付けした偶数拍動、及び奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動のうちの少なくとも１つを含む。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、ＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測するシステムであって、複数の交互に連続する奇数及び偶数拍動を含むようなＥＣＧ信号を表すディジタル化したＥＣＧデータを受け取るための手段を備えるシステムを提供する。さらに本システムは、少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を各拍動について連続して計算するための手段を含む。本システムはさらに、しきい値限界を特定するための手段を含む。本システムは、マーク付けした奇数拍動及びマーク付けした偶数拍動を生成するように、しきい値限界を超える変動を有する拍動にマーク付けする手段を含む。さらに本システムは、マーク付けした奇数拍動、マーク付けした偶数拍動、及び奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動のうちの少なくとも１つをＴ波交代性計測から除外するための手段を含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、コンピュータ・システム内の少なくとも１つのプロセッサによってＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測できるようにするためのコンピュータ・プログラム・ロジックを有するコンピュータ使用可能な媒体を備えたコンピュータ・プログラム成果物を提供する。このコンピュータ・プログラムは、少なくとも１つのプロセッサに対してＥＣＧ信号を表すディジタル化したＥＣＧデータの受け取りを可能にさせる手段を含んでいる。さらに、このコンピュータ・プログラムは少なくとも１つのプロセッサに対して少なくとも１つの奇数または偶数拍動に関する変動を各拍動について連続して計算することを可能にさせる手段を含んでいる。さらにこのコンピュータ・プログラムは、しきい値限界を特定するための手段と、マーク付けした奇数拍動及びマーク付けした偶数拍動を生成させるようにしきい値限界を超える変動を有する拍動にマーク付けするための手段と、を含んでいる。このコンピュータ・プログラムはさらに、マーク付けした奇数拍動、マーク付けした偶数拍動及び奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動のうちの少なくとも１つをＴ波交代性計測から除外するための手段を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１Ａ及び１Ｂは、ヒトの体表面ＥＣＧ１００の一例を提供している。振れ１０２は「Ｐ波」と呼ばれており、心房の興奮に起因するものである。振れ１０４、１０６及び１０８はそれぞれ「Ｑ波」、「Ｒ波」及び「Ｓ波」と呼ばれており、心室の収縮（脱分極（ｄｅ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ））に起因する。振れ１１０は「Ｔ波」と呼ばれており、心室の回復（再分極（ｒｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ））に起因する。
【００１１】
ＥＣＧ１００でＳ波１０８の終点とＴ波１１０の始点の間の部分１１２は「ＳＴセグメント」と呼ばれている。本出願の全体を通じて使用する際に、この「Ｔ波」という用語は、ＥＣＧのＴ波部分とＳＴセグメント部分の両方を意味しており、この両者を含むものとする。
【００１２】
Ｔ波交代性すなわち交番は、ＥＣＧのＴ波に関する定期的な拍動間のばらつきであり、このばらつき自体は２拍動ごとに反復されると共に、内在する心臓の電気的不安定性に関連するものである。図２は、サンプルの前胸部ＥＣＧ信号２００に関するＴ波交番の概念を表している。ＥＣＧ２００では、交代性を示すために幾つかの拍動を互いに重ね合わせている。線２０２は、ＱＲＳ群の終りを示しており、また線２０４はＴ波の終りを示している。したがって、点２０２ａはＱＲＳendを示し、また点２０４ａはＴendを示している。交代性は連続する拍動のＴ波同士の重なり合った部分間の開きとして番号２０６で示している。図２は、その交番が主に線２０８、２１０の間で示すＴ波の前半部中で生じているような一例を表している。
【００１３】
図３は、本発明の実施の一形態に従ってＥＣＧ信号内のＴ波交代性の計測を改良した方法３００を表した流れ図である。操作３０２では、複数の奇数及び偶数拍動を含んだディジタル化ＥＣＧデータを患者から受け取る。この実施形態では、このＥＣＧデータはＥＣＧ信号を表している。操作３０４では、この奇数または偶数拍動に関して変動を計算する。操作３０６では、しきい値限界を特定する。操作３０８では、マーク付けした奇数拍動及びマーク付けした偶数拍動を生成させるように、あるしきい値限界を超えるような変動を有する拍動にマーク付けする。操作３１０では、マーク付けした奇数拍動及び／またはマーク付けした偶数拍動、並びに奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動を含むようなある種の拍動がＴ波交代性計測から除外されることがある。
【００１４】
本発明の好ましい実施の一形態によれば、操作３０４における変動の計算は各拍動について連続して実施する。したがって、情報を最小の遅延で処理するために、この計算をリアルタイムで実施することができる。さらに、操作３０４における変動の計算は、そのＥＣＧデータ内における少なくとも１つの奇数または偶数拍動と、対応する直前の連続する奇数または偶数拍動との差の絶対値を決定することを含んでいる。したがって、奇数または偶数拍動のいずれかに関する変動は、連続する奇数または偶数ＱＲＳ群の最後の２つに関する点２０２ａ（ＱＲＳend）から点２０４ａ（Ｔend）までのＳＴセグメント及びＴ波面積の差に基づいて計算している。拍動の変動の計算は、
ｓ0（ｔ）、ｓ-1（ｔ）が、（ａ）現在の奇数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルと直前の奇数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルのそれぞれであるか、あるいは（ｂ）現在の偶数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルと直前の偶数ＱＲＳ群の位置ｔにおけるサンプルのそれぞれであるかのいずれかであり、
ｖａｒ＝変動、
Ｔend＝Ｔ波の最終位置の点、かつ
ＱＲＳend＝ＱＲＳ群の最終位置の点、であるとして、
【００１５】
【数２】
2004243131.tif 000003
【００１６】
に従って計算している。
【００１７】
この式は奇数拍動または偶数拍動のいずれかに適用するが、奇数拍動と偶数拍動を互いに組み合わせたもの及び／または互いに混合させたものには適用しないことに留意すべきである。
【００１８】
現在の奇数または偶数拍動と対応する直前の奇数または偶数拍動とのサンプル差の絶対値をすべて集計し、次いでこれをＴendとＱＲＳendの間の時間間隔で割り算する。この集計はＱＲＳend（点２０２ａ）の位置で開始させＴend（点２０４ａ）の位置で終了させる。別法として、操作３０４において変動を計算するためには任意の数の方法を使用することができる。例えば、標準偏差を利用することができ、ＥＣＧデータ内の複数の連続する対応した奇数または偶数拍動間の差の絶対値の平均を使用することができる、等々である。
【００１９】
変動を決定した後、しきい値を計算して変動をこれと比較する。これによって、ペダル漕ぎ、足踏み、電極手技などによって発生したアーチファクトと重複したＱＲＳ群の検出が可能となる。さらに、このしきい値によって、拍動間での変動にある種の許容差を見込むことができる。したがって、その変動が単に僅かであるか無視しうると考えられる場合には、拍動を引き続き使用することになる。本発明の実施の一形態では、そのしきい値は、
Ｖ＝ボルト、
ＭＩＮ＝２つの値のうちの最小値、
ＱＲＳ＝ＱＲＳ群、かつ
ａｍｐｌｉｔｕｄｅ＝ＱＲＳ群の最大振幅、であるとして、
しきい値＝ＭＩＮ（２５０μＶ，ＱＲＳ−ａｍｐｌｉｔｕｄｅ／４）
に従って決定する。
【００２０】
このしきい値の決定は、奇数拍動と偶数拍動の両方に関して実施することがある。本明細書に開示したしきい値決定は単なる例示であって、ＥＣＧ信号に関して奇数拍動並びに偶数拍動の変動を計測するためには任意の数のしきい値を使用することができる。例えば、そのしきい値は実験値や経験値によって決定することができる、ある一定の値とすることができる、等々である。変動及びしきい値を計算した後、（１）マーク付けした奇数拍動、（２）マーク付けした偶数拍動、及び（３）奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動に該当する拍動をＴ波交代性計測から除外する。ステップ（３）では拍動の奇数／偶数の順番を保たせるために拍動を除外している。
【００２１】
方法３００はさらに、ホールド機能に従ってＴ波交代性計測から新規の奇数または新規の偶数拍動を除外するステップを含むことがある。実施の一形態では、そのホールド機能は、マーク付けした拍動の総数がＥＣＧデータ内の総拍動数の約１０〜１００％の範囲にある場合に、Ｔ波交代性計測から新規の奇数または新規の偶数拍動を除外することを含む。より具体的には、このホールド機能は、マーク付けした拍動の総数がＥＣＧデータ内の総拍動数の約２５％を超える場合にＴ波交代性計測から新規の奇数または新規の偶数拍動を除外することを含んでいる。別法として、そのホールド機能は、マーク付けした拍動の総数がＥＣＧデータ内の概ね最後の４０〜８５回の拍動の約１０〜１００％の範囲にある場合にＴ波交代性計測から新規の奇数拍動または新規の偶数拍動を除外することを含む。さらに詳細には、このホールド機能は、マーク付けした拍動の総数がＥＣＧデータ内の概ね最後の６４回の拍動の約１５〜１００％の範囲にある場合にＴ波交代性計測から新規の奇数拍動または新規の偶数拍動を除外することを含んでいる。好ましい実施の一形態では、そのホールド機能は、マーク付けした拍動の総数がＥＣＧデータ内の概ね最後の６４回の拍動の約２５％を超える場合にＴ波交代性計測から新規の奇数拍動または新規の偶数拍動を除外することを含む。
【００２２】
図４は、本発明の実施の一形態に従ってＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測する方法４００を表した流れ図である。操作４０２では、複数の奇数及び偶数拍動を含んだディジタル化したＥＣＧデータを患者から受け取る。操作４０４では、この奇数または偶数拍動に対して各拍動について連続して変動を計算している。操作４０６では、除外手順に従ってＴ波交代性計測からある種の拍動を除外する。この除外手順は、あるしきい値限界を超えるような変動を有する拍動にマーク付けするステップを含むことがある。さらに、この除外手順は、マーク付けした奇数拍動及び／またはマーク付けした偶数拍動、並びに奇数個の連続した除外拍動のすぐ後に続く拍動をＴ波交代性計測から除外することを含むことがある。別の実施形態では、方法４００は、方法３００で記載したようにホールド機能に従ってＴ波交代性計測から新規の奇数拍動または新規の偶数拍動を除外するステップを含むことができる。
【００２３】
図５を参照すると、ＥＣＧ信号内のＴ波交代性を計測するための全体的処理５００を表している。処理５００は、ＥＣＧ信号内のＴ波交代性の計測が可能なコンピュータ・プログラムやソフトウェア成果物などのシステムによって実行させることができる。先ず、操作５０２において現在の拍動（奇数または偶数）を含んだＥＣＧデータを受け取る。本処理は次いで、操作５０４においてその拍動が奇数番かどうかを判定する。その拍動が偶数番であれば、本処理は操作５０８において偶数拍動の変動を計算する。その拍動が奇数番であれば、本処理は操作５０６において奇数拍動の変動を計算する。操作５１０、５１２において、本処理はその拍動がしきい値を超えているか否かを判定している。操作５０６または５０８における拍動の変動がしきい値を超えている場合、操作５１６においてこの拍動にマーク付けする。操作５０６、５０８における拍動の変動がしきい値を超えない場合、本処理は操作５１４において奇数個の連続した除外拍動が存在するか否かを判定する。奇数個の連続した除外拍動が存在する場合、操作５２０においてその拍動をＴ波交代性計測から除外する。奇数個の連続した除外拍動が存在しない場合、本処理は操作５１８において、マーク付けした拍動の数がホールド機能に従って許容される値を超えるか否かを判定する。ある拍動をホールド機能に従って除外するか否かについては図３に関連して上述している。したがって、図５は、各拍動に関してそのデータを連続してリアルタイムでソートする方法を表している。操作５１８、５２０の後、拍動は、将来のＴ波交代性計測で使用することにするか、Ｔ波交代性計算から除外させるように特定されるかのいずれかとする。コンピュータ・プログラムやソフトウェアに加えて、図５に関して言及した各操作も任意の数の様々な方法によって実行することができる。例えば、各操作は、オペレータによるマニュアル式、ユーザによる遠隔式、ネットワークを介する、などによって実施することが可能である。
【００２４】
図面に示しかつ上で説明した本発明の実施形態及び用法は目下のところ好ましいものであるが、これらの実施形態は単に一例として提示していることを理解すべきである。したがって、本発明は具体的な実施の一形態に限定されるものではなく、本出願の範囲に属するような様々な修正にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】奇数及び偶数拍動を表している、時間に対してプロットした典型的なＥＣＧの一例である。
【図１Ｂ】図１ＡのＥＣＧプロットの一部分のより詳細な図である。
【図２】Ｔ波交番を示すように幾つかの拍動を重ね合わせて示したＥＣＧプロットである。
【図３】本発明の実施の一形態に従ってＴ波交代性を計測する一方法を表した流れ図である。
【図４】本発明の実施の一形態に従ってＴ波交代性を計測する一方法を表した流れ図である。
【図５】本発明の実施の一形態に従ってＴ波交代性を計測する一方法を表した流れ図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  体表面ＥＣＧ
１０２  Ｐ波
１０４  Ｑ波
１０６  Ｒ波
１０８  Ｓ波
１１０  Ｔ波
１１２  ＳＴセグメント
２００  前胸部ＥＣＧ信号
２０２  ＱＲＳ群の終り
２０２ａ  ＱＲＳend
２０４  Ｔ波の終り
２０４ａ  Ｔend
２０６  Ｔ波の重ね合わせ部分間の開き
【図１Ａ】
2004243131.tif 000005
【図１Ｂ】
2004243131.tif 000006
【図２】
2004243131.tif 000007
【図３】
2004243131.tif 000008
【図４】
2004243131.tif 000009
【図５】
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