(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の左及び右手並びに１つの脚からの信号を含む平均信号に依存したＥＣＧ計測値を生成する方法において、
第１期間中に手信号及び脚信号を同時に記録するステップであって、前記手信号は、前記左及び右手からの前記信号の差を有する、ステップと、
第２の後続の期間中に前記手信号を記録するステップと、
前記第２期間中の前記手信号の関数を前記第１期間中の前記手信号の前記関数と比較することにより、前記第１期間中の前記脚信号から前記第２期間における前記脚信号を表す信号を演算するステップと、
前記第２期間中の前記脚信号及び前記第２期間中の前記手信号を表す信号から、演算された基準信号を生成するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記第２期間中に胸部信号を記録するステップであって、前記胸部信号は、前記患者の胸部上の前胸部計測点上において計測された信号と前記左及び右手のうちの１つとの間の差を有する、ステップと、
前記演算された基準信号と胸部信号との差を有する前胸部信号を生成するステップと、
を更に有することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
前記演算された基準信号を生成するステップは、
前記第２期間における前記脚信号を表す前記演算された信号を前記第２期間において計測された前記手信号と組み合わせることにより、前記第２期間中の平均化された信号を提供するステップ
を有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
前記第２期間における前記脚信号を表す前記信号を演算するステップは、
前記第１期間における前記手信号を前記第２期間における対応する手信号にフィッティングすることにより、前記第２期間におけるそれぞれの時点を前記第１期間における時点にマッピングする時間変換を判定するステップと、
前記第２期間におけるそれぞれの時点ごとに、前記脚信号を前記時間変換によって判定される時点において前記第１期間における前記脚信号と等しくなるように設定するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、
前記第２期間における前記脚信号は、前記第１及び第２期間中の前記手信号に依存した係数によってスケーリングされることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記係数は、時間に依存していることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項４に記載の方法において、
前記時間変換は、前記フィッティングによって判定される複数の定数を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項４に記載の方法において、
前記フィッティングは、誤差推定値を生成し、且つ、前記脚信号は、前記誤差推定値が既定の閾値未満である場合にのみ、使用されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記第１及び第２期間は、前記誤差推定値を極小化するべく選択されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
ハウジングの外側表面上に第１、第２、及び第３電極を有するプローブによって前胸部ＥＣＧ計測値を生成する方法において、
前記第１電極により、患者の左手に、前記第２電極により、前記患者の右手に、且つ、前記第３電極により、前記患者の脚のうちの１つに、同時に接触するステップと、
第１期間中に前記第１、第２、及び第３電極の間の信号を計測し、且つ、前記第１期間において手信号及び脚信号を生成するステップと、
前記第１及び第２電極を前記左及び右手とそれぞれ接触させつつ、前記患者の胸部上の既定の点に対して前記第３電極を配置するステップと、
第２期間中に前記第１、第２、及び第３電極の間において信号を計測することにより、第２期間中の胸部信号及び手信号を提供するステップと、
前記第２期間における前記手信号を前記第１期間中の前記手信号と比較することにより、前記第１期間中の前記計測された手及び脚信号から前記第２期間における近似的脚信号を演算するステップと、
前記胸部信号と前記第２期間における前記近似的脚信号及び前記手信号の重み付けされた合計との間の差を演算することにより、前記前胸部ＥＣＧ計測値を提供するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
前記第１及び第２電極を前記患者の左及び右手とそれぞれ接触させつつ、前記患者の脚に対して前記第３電極を配置するステップと、
第３期間中に前記第１、第２、及び第３電極から信号を計測することにより、前記第３期間中の手信号及び脚信号を提供するステップと、
前記第３期間中の前記脚信号を前記第１期間中の前記脚信号と比較するステップと、
を更に有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記脚信号の前記比較ステップは、
前記第１期間における前記手信号を前記第３期間における前記手信号にフィッティングすることにより、前記第３期間におけるそれぞれの時点を前記第１期間における時点にマッピングする時間変換を判定するステップと、
前記第３期間におけるそれぞれの時点ごとに、前記第１期間における前記脚信号を前記時間変換によって判定される時点において前記第３期間における前記脚信号と比較するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、
前記第１及び第３期間における前記脚信号が既定量を超えて異なっていることを前記比較が示しているかどうかを前記患者に対して通知するステップを更に有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
１２誘導ＥＣＧ計測は、しばしば、患者の心臓の状態を分析するべく使用されており、且つ、医師は、このような計測値を解釈するべく訓練されている。臨床環境においては、計測値は、電極を患者の手、足、及び患者の胸部上の６つの場所に装着することにより、生成される。それぞれの胸部計測は、胸部リードのうちの１つと、手と足のうちの１つとの間の電位の平均値との間の電位を時間の関数として計測することにより、実施される。この平均値は、しばしば、「ウィルソン結合電極（Ｗｉｌｓｏｎ’ｓ  Ｃｅｎｔｒａｌ−ｔｅｒｍｉｎａｌ）」と呼称される。残念ながら、患者が心臓発作又はその他の心血管問題に対応しうる症状を経験している際に現場においてこのような計測値を生成することは、問題をもたらし、その理由は、通常、患者をＥＣＧ装置に接続すると共に計測を実施するために、従来の機器及び技術者を利用することができないからである。
【背景技術】
【０００２】
現場でＥＣＧ計測を実施する問題を克服するべく、いくつかの携帯型のＥＣＧ装置が提案されている。自身に心イベントが発生しているであろうと患者が判定した際に、患者は、装置を使用して１つ又は複数のＥＣＧトレースを計測する。装置が、トレースにおいて異常を検出した場合に、結果が、解釈のために医師に送られる。
【０００３】
例えば、米国特許第８，０８２，０２５号明細書は、装置が患者の手の内部において保持された状態において、装置を患者の胸部の対応する場所に対して配置することにより、胸部トレースを計測するハンドヘルド型のＥＣＧ装置について記述している。装置は、装置上の１つの手電極が患者の左手との接触状態となり、且つ、装置上の別の手電極が患者の右手との接触状態となるように、保持される。次いで、患者の胸部との接触状態にある第３電極と手電極によって計測される電位の平均値との間の電位を計測することにより、胸部計測値が生成される。結果的に得られるＥＣＧトレースは、従来の胸部トレースの良好な近似ではあるが、これらのトレースは、従来のトレースとは大幅に異なる可能性があり、且つ、従って、従来のＥＣＧトレースを解釈するべく訓練されている医師にとって解釈問題を提起する可能性がある。
【０００４】
従来のＥＣＧ胸部トレースを更に厳格に近似したトレースを提供するべく、更なる電極を装置と患者の足又は上部太腿との間に装着することが可能であろうが、このような電極の追加は、その他の問題を提起する。第１に、電極は、電極の配備と患者の脚に対するワイヤによる装着を許容する方法により、装置に内蔵されなければならない。ワイヤ及び装着メカニズムは、嵩張り、且つ、従って、装置に容易に内蔵されない。ワイヤ及び装着される電極が装置と別個である場合には、電極組立体が容易に失われる。従来の装着メカニズムは、接着によって装着される電極を利用している。これらの電極は、現場における患者による反復的な使用に適しておらず、従って、脚電極を患者の身体に対して保持するバンドを必要とするなんらかの形態の装着が必要とされる。この結果、携帯型装置の容積が更に増大する。更には、患者は、正しい場所に電極を装着する能力を有していなければならない。限られた柔軟性しか有していない高齢患者などの場合には、脚電極の装着は、更なる問題を提起する。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、前胸部地点のうちの１つなどの患者の身体上の地点と関連するＥＣＧ計測値を生成する方法を含む。ＥＣＧ計測値は、患者の左及び右手並びに１つの脚からの信号を含む平均信号に依存している。本発明の方法は、信号の記録のために利用される計測装置が脚及び対象の地点と同時に接触することができない際に有用である。方法は、第１期間中に手信号及び脚信号を同時に記録するステップを含む。本発明の一態様においては、手信号は、左及び右手からの信号の差であり、且つ、脚信号は、左又は右手からの信号のうちの１つと患者の脚又は下腹部に接触している電極からの信号との間の差である。
【０００６】
方法は、第２の後続の期間中に手信号を記録するステップと、第１期間において計測された脚信号並びに第１及び第２期間において計測された手信号から第２期間における脚信号を表す信号を演算するステップと、を更に含む。次いで、前胸部計測を実施する際に使用される演算された基準信号が、前記第２期間中の前記脚及び手信号から生成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明によるＥＣＧデータ取得装置の一実施形態を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、異なる時点において計測された２つのリード信号を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、異なる時点において計測された２つのリード信号を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、異なる時点において計測された２つのリード信号を示す。
【図３】図３は、ＥＣＧコンプレックスと、そのコンプレックス内において識別される従来の要素と、を示す。
【図４】図４は、振幅補正係数を調節する際に有用であるいくつかの期間を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明がその利点を提供する方法については、先に識別された米国特許出願に記述されているハンドヘルド型装置を参照することにより、更に容易に理解することができる。まず、本発明を利用しうるＥＣＧデータ取得装置の一実施形態を示す図１を参照されたい。ＥＣＧデータ取得装置２０は、２つのコンポーネントを有するものと見なしてもよい。第１コンポーネントは、計測値を処理すると共に、任意選択により、計測値を評価のための遠隔場所に転送するべく使用される携帯電話又はパーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）などのハンドヘルド型装置３０である。電極コンポーネントと呼称される第２コンポーネントは、ハンドヘルド型装置３０の外部に装着されるか又は単一の装置に内蔵された電極及びコントローラの組である。電極は、それぞれ、２１〜２４において示されており、且つ、２５ａ〜２５ｄにおいて示されている領域を絶縁することにより、相互に電気的に分離されている。
【０００９】
次に、ＥＣＧデータ取得装置２０が１２誘導ＥＣＧを生成するべく使用される方法について更に詳細に説明する。従来の１２誘導ＥＣＧは、患者の身体上の指定された場所における１０個の電極の配置を必要としている。次いで、これらの１０個の電極からの信号は、ＥＣＧチャート又はダイアグラムと呼称される時間の関数としての電圧の１２個のグラフを生成するべく、処理される。従来のＥＣＧ計測においては、４つの電極が、患者の四肢に装着され、通常は、手首及び足首上において装着される。これらの電極は、標準リード電極と呼称される。残りの６つの電極は、患者の胸部上の特定の地点に装着される。これらの電極は、前胸部リード電極と呼称される。
【００１０】
１２トレースＥＣＧダイアグラムは、両手でＥＣＧデータ取得装置を保持すると共に電極２４を患者の身体上の適切な場所に対して押圧することにより、ＥＣＧデータ取得装置２０を使用して取得される。電極２４の配置は、ＥＣＧダイアグラム内のトレースのいずれが計測されるのかに依存している。一実施形態においては、電極２１及び２２は、電極２１上の親指及び電極２２上の右人差し指により、右手の内部において保持されている。左人差し指又は左掌の任意の部分は、電極２３上において保持される。電極２２には、人差し指に加えて、右手のその他の指によって接触されうることに留意されたい。又、電極２１は、右手のその他の指又は部分によっても接触されうる。実行されている計測のタイプは、複数の規定の位置を有するモードスイッチ３６を通じてコントローラ２６に伝達することができる。標準リード計測の場合には、モードスイッチ３６は、第１位置に設定され、且つ、電極２４は、左脚又は左下腹部の任意の地点に対して配置される。前胸部計測の場合には、モードスイッチ３６は、第２位置に設定され、且つ、電極２４は、患者の胸部上の前胸部位置のそれぞれにおいて順番に配置される。
【００１１】
上述のように、４つの従来の電極は、左及び右手首並びに左及び右足首上に配置される。ＥＣＧデータ取得装置２０内においては、これらの計測値は、右手首との接触状態にある従来の電極の代わりに、右人差し指との接触状態にある電極、即ち、電極２２を、右足首との接触状態にある従来の電極の代わりに、右親指との接触状態にある電極、即ち、電極２１を、左手首との接触状態にある従来の電極の代わりに、左人差し指との接触状態にある電極、即ち、電極２３を、且つ、左足首との接触状態にある従来の電極の代わりに、左脚との接触状態にある電極、即ち、電極２４を、使用することにより、提供される。
【００１２】
電極２２からの電位をΦｒ（右手）によって表記し、電極２３からの電位をΦｌ（左手）によって表記し、且つ、電極２４からの電位をΦｆ（左脚）によって表記する。実際には、信号は、コモンノードノイズによって生成される誤差を低減するべく、電極のペアの間において常に計測される。第１の３つの標準リードトレースは、次式によって付与される。
0006434432.tif 000002
これらのトレースは、それぞれ、時間の関数である。以下の説明においては、時間の関数としてのリードＩ信号は、手信号と呼称する。時間の関数としてのリードＩＩ信号は、脚信号と呼称する。
【００１３】
３つの更なるトレースは、リードＩ及びＩＩ信号の重み付けされた合計及び差、即ち、次式を利用することにより、生成される。
0006434432.tif 000003
【００１４】
上述の６つのトレースは、時間の関数として計測され、且つ、標準リード又は標準リードトレースと一般に呼ばれている。差電位の計測及び第２の３つの重み付けされた合計の演算は、コントローラ２６内において、ハンドヘルド型装置内において、又はハンドヘルド型装置に接続された外部設備において、実行することができる。
【００１５】
従来の１２誘導ＥＣＧの残りの６つのトレースは、前胸部トレース（Ｖ１〜Ｖ６）である。従来の前胸部計測においては、それぞれのトレースは、右及び左手首並びに左脚からの電位の平均値を形成し（この平均化された電位は、ウィルソン結合電極ΦＣＴと呼称される）、且つ、次いで、ΦＣＴと患者の胸部上の対応する地点における電極によって検出される電位Φｉとの間の差を計測することにより、生成される。次式のように、６つのトレースのそれぞれごとに、胸部上の異なる既定の点が使用される。
0006434432.tif 000004
【００１６】
手及び脚からの平均信号は、しばしば、「Ｃ電極」と呼称される。Ｃ電極信号は、対象である３つの四肢上のその他の場所から生成されうることに留意されたい。例えば、脚に対応する電位は、足、角度、又は上部太腿、或いは、下腹部において計測することができる。同様に、「手」に対応する電位は、指のうちの１つと肩との間の任意の場所において計測することができる。
【００１７】
上述のハンドヘルド型装置は、胸部における電位Φｉと左脚における電位Φｆを同時に計測することができない。従って、ΦＣＴのなんらかの近似を利用しなければならない。上述の米国特許出願においては、ΦＣＴを近似するべく、Φｒ＋Φｌの平均値を利用している。この場合には、前胸部トレースは、次式によって近似される。
0006434432.tif 000005
【００１８】
但し、いくつかのケースにおいては、従来のＥＣＧ計測装置によって得られるであろうトレースに更に厳格にマッチングした前胸部トレースを提供するべく、失われた脚電位について補償する近似された前胸部信号に対する補正が望ましい場合があり、その理由は、医師が、標準トレースを解釈するように訓練されているからである。
【００１９】
上述のように、すべての信号は、時間の関数である。即ち、ΦＣＴ＝ΦＣＴ（ｔ）であり、Φｒ＝Φｒ（ｔ）であり、以下同様である。同様に、先に定義されたリードＩ及びＩＩ信号も、それぞれ、ＳＩ（ｔ）及びＳＩＩ（ｔ）という時間の関数によって表記される。又、これらの信号は、以下の説明において、それぞれ、手及び脚信号とも呼称されるが、上述のように、ＳＩＩ（ｔ）は、下腹部上の場所において計測することもできよう。従って、脚信号という用語は、ＳＩＩ（ｔ）が下腹部上において計測される場合をも含む。手信号の平均値として式４において提供されるものよりも良好なΦＣＴ（ｔ）の近似を得るべく、第３電極が胸部との接触状態にある期間において、Φｆ（ｔ）の近似が必要とされる。本発明においては、この近似は、標準リードトレース計測の際に観察された予め計測された脚信号ＳＩＩ（ｔ）から生成される。
【００２０】
説明を簡潔にするべく、標準リード計測における期間は、時間インターバル［０，Ｔ１］によって記録される。前胸部信号は、後の時間インターバル［Ｔ２，Ｔ３］において計測される。この用語法の観点において、問題は、以下のように表現することができる。［０，Ｔ１］におけるｔについてＳＩＩ（ｔ）が付与された場合に、［Ｔ２，Ｔ３］におけるｔについてＳＩＩ（ｔ）の近似を判定する。
【００２１】
本発明は、異なる期間において計測されたＳＩ（ｔ）とＳＩＩ（ｔ）の間には、関係が存在しているという考え方を利用している。即ち、手信号及び脚信号からの信号の間には、関係が存在している。手信号は、両方の期間において計測される。本発明においては、２つの期間における手信号の間の関係を利用し、第１期間における脚信号を第２時間インターバル内において計測されたであろう脚信号の近似に変換している。この方式は、第２期間における脚信号は、第１期間と第２期間の間の手信号の変化を調査することによって判定されうる方法により、第１期間における脚信号と関係付けられているという仮定に依存している。この仮定が実際の計測の際に検証される方法については、以下において、更に詳述する。
【００２２】
次に、第１時間インターバルにおける時間の関数としての代表的な脚信号（リードＩＩ）、即ち、ＳＩＩ（ｔ）、を示す図２Ａを参照されたい。トレースは、相対的な電気的無活動の時間インターバル７２によって分離されたコンプレックス７１と見なすことができる。コンプレックスは、心拍の際に心臓によって生成される電気信号である。次に、同一の時間インターバルにおいて取得された手信号（リードＩ）、即ち、ＳＩ（ｔ）、を示す図２Ｂを参照されたい。ＳＩ（ｔ）内のコンプレックスは、ＳＩＩ（ｔ）内のものと同期ししている。
【００２３】
第２時間インターバルにおける信号が第１時間インターバルにおけるものと同一であるという単純なケースを検討する。即ち、コンプレックスの形状及びコンプレックスの間隔が同一状態に留まっており、且つ、従って、第２時間インターバルにおける信号は、時間においてシフトされた第１時間インターバルにおけるものと同一である。即ち、［Ｔ２，Ｔ３］におけるｔ及び［０，Ｔ１］における（ｔ−ａ）について、ＳＩ（ｔ）＝ＳＩ（ｔ−ａ）となるように、定数「ａ」が存在している。この単純なケースにおいては、定数ａは、図２Ｃに示されているように、２つの時間インターバルにおけるＳＩ（ｔ）の値を比較することにより、判定することができる。従って、この定数ａの値と、第２時間インターバルにおける脚信号が第１時間インターバルからのリード脚信号のちょうどシフトしたものであるということが付与される。即ち、第２時間インターバルにおける脚信号の近似は、［Ｔ２，Ｔ３］におけるｔについて、Ｓ’ＩＩ（ｔ）＝ＳＩＩ（ｔ−ａ）によって付与される。
【００２４】
この単純な例は、本発明の基本的な原理を示すべく提供されるものであるが、実際には、トレースは、両方の時間インターバルにわたって同一ではない。例えば、２つの時間インターバルの間において、心拍数が大幅に変化する可能性がある。同様に、コンプレックスの形状も、異なっている可能性がある。従って、一般には、更に複雑な時間変換が必要とされる。
【００２５】
以下の説明を簡潔にするべく、第１時間インターバル［０，Ｔ１］における標準リード計測の際に計測される信号を、次式によって付与されるＳＩ，１（ｔ）及びＳＩＩ，１（ｔ）により、表記し、
0006434432.tif 000006
この場合に、ローマ数字は、リードトレースを表し、且つ、アラビア数字は、時間インターバルを示している。
【００２６】
同様に、２つの手の間において時間インターバル［Ｔ２，Ｔ３］における前胸部トレース記録のうちの１つにおいて計測される信号を、ＳＩ，２（ｔ）により、且つ、ｉ番目の前胸部場所と右手の間において時間インターバル［Ｔ２，Ｔ３］における前胸部トレース記録のうちの１つにおいて計測される信号を、次式により、表記する。
0006434432.tif 000007
この信号は、以下の説明においては胸部信号と呼称される。６つのこのような胸部信号が存在しており、それぞれの胸部信号は、患者の胸部上の異なる場所に対応している。上述のように、本発明は、第１時間インターバルにおいて計測される脚信号を使用し、この新しい時間インターバルにおいて計測されたであろう脚信号の近似を提供することができるという考え方に基づいている。
【００２７】
本発明の一態様においては、マッピング関数ｆ（ｔ，ａ１，ａ２，．．．）が、第２時間インターバルにおける時点ｔに対応する第１時間インターバル［０，Ｔ１］における時点となるように、第２インターバル［Ｔ２，Ｔ３］におけるｔについて定義されている。理想的には、パラメータａ１、ａ２、．．．の値は、第２時間インターバルにおけるそれぞれの時点において計測される手信号が、ｆ（ｔ，ａ１，ａ２，．．．）によって付与される時点において第１時間インターバルにおいて計測された手信号とマッチングするように、選択される。関数ｆ（ｔ，ａ１，ａ２，．．．）は、以下の説明においては、時間変換関数と呼称される。実際には、パラメータは、２つの時間インターバルにおける手信号の差が極小化されるように、選択される。例えば、ａ１、ａ２、．．．は、次式によって付与される誤差関数Ｅ（ａ１，ａ２，．．．）を極小化するように選択することができる。
0006434432.tif 000008
【００２８】
ａ１、ａ２、．．．のこの選択肢が付与された場合に、第２インターバルにおけるｔにおける脚信号は、次式によって近似される。
0006434432.tif 000009
【００２９】
次いで、前胸部トレースは、次式のように定義される。
0006434432.tif 000010
【００３０】
上述の手順は、関数ｆ（ｔ，ａ１，ａ２，．．．）が、ｎ個のパラメータａ１、ａ２、．．．ａｎの範囲において既知であると仮定している。上述のように、この関数の最も単純な形態は、次のようになり、
0006434432.tif 000011
これは、手及び脚信号が標準リードトレースと前胸部リードトレースの計測の間において一定に留まっているケースに対応している。即ち、信号ＳＩＩ，２（ｔ）は、ちょうど、時間的にシフトされた信号ＳＩＩ，１（ｔ）であり、且つ、信号ＳＩ，２（ｔ）は、ちょうど、信号ＳＩ，１（ｔ）である。このケースは、心拍数が計測の間において一定に留まっていると仮定している。
【００３１】
心拍数が計測の間において変化した場合には、図２Ａに示されている時間インターバル７１及び７２が変化する。心臓が第２時間インターバルにおいて加速するケースを検討する。この場合には、時間インターバル７１及び７２の長さは、第１時間インターバルにおけるインターバルの長さとの関係において、第２時間インターバルにおいて低減される。時間インターバルが減少する量は、一般には、コンプレックス領域及びコンプレックスの間の領域について異なる。レートの変化のみが存在している場合には、次式のとおりであり、
0006434432.tif 000012
ここで、Ｔ７１及びＴ７２は、それぞれ、時間インターバル７１及び７２における時点であり、ｂ１は、第１時間インターバル及び第２時間インターバルの間の時間シフトであり、ａ１は、コンプレックス内における２つの時間インターバルの間の心拍数の比率を表し、ａ２は、コンプレックス間インターバルにおける２つの時間インターバルの間の心拍数の比率を表し、且つ、ｂ２は、これらの間の時間シフトである。
【００３２】
計測された信号の異なるインターバルにおける別個の時間変換の使用は、コンプレックス内において既知のインターバルを考慮するように一般化することができる。次に、ＥＣＧコンプレックスと、このコンプレックスによって識別される従来の要素と、を示す図３を参照されたい。コンプレックス内の個々のインターバルは、心拍数に依存している。本発明の一態様においては、式（１２）を参照して上述したモデルは、図３に示されているインターバル又はセグメントのそれぞれごとに別個に時間変換を含むように拡張されている。時間変換のパラメータは、それぞれ、第１及び第２時間インターバルにおける計測されたリードＩ信号ＳＩ，１（ｔ）及びＳＩ，２（ｔ）の間の様々なインターバル及びセグメントの比較によって判定される。
【００３３】
単純な時間収縮又は膨張によって対応することができない方法により、形状がコンプレックスインターバルにおいて変化する場合には、コンプレックス時間インターバルにおいて、更に複雑な変換を利用することができる。例えば、心拍数の変化を考慮した相対的に複雑な時間変換関数を次式の形態のガウス及び線形関数から構築することが可能であり、
0006434432.tif 000013
ここで、パラメータａ０は、特定のコンプレックスインターバルの間の時間差を表し、ａ１は、変換を経験している領域の中心を判定し、ａ２は、変換を経験しているパルス領域の幅を判定し、これは、ほぼ、変更された領域の時間長となり、ａ３は、信号が経験している時間における局所的縮小及びシフトの量を判定し、且つ、ａ４は、信号の合計長の変化を反映している。このｆ（ｔ）の形態は、単一のガウスを使用しているが、複数のガウスが判定される実施形態を使用することもできる。
【００３４】
前胸部計測の際のＳＩＩ，２（ｔ）の近似を更に改善するべく、標準リード計測を前胸部地点のそれぞれの計測の間において反復することが可能であり、且つ、時間変換関数の定数を再演算することができる。即ち、脚に対する電極２４による第１標準リード計測を実施し、信号ＳＩ，１（ｔ）及びＳＩＩ，１（ｔ）を提供する。次いで、患者の胸部上の対応する前胸部地点に対して電極２４を配置することにより、前胸部計測を実施する。次いで、対象の前胸部トレースを提供するためにＳＩ，２（ｔ）と共に使用される近似Ｓ’ＩＩ，２（ｔ）及びＳＩ，２（ｔ）を提供するべく、較正定数を判定する。次いで、残っている前胸部地点のそれぞれごとに、プロセスを反復する。
【００３５】
上述の手順は、上述の時間変換によって十分に表される標準リード計測と前胸部計測の間の脚信号の変化の近似に依存している。従って、本発明の一態様においては、近似が基づいているモデルが対象の期間において有効であるかどうかを判定するべく、この近似の有効性が試験されている。近似の有効性を試験するべく利用されうるいくつかの方法が存在している。本発明の一態様においては、手データに対するパラメータのフィッティングにおいて得られる最小値Ｅ（ａ１，ａ２，．．．）が既定の閾値と比較されている。値が閾値を上回っている場合には、近似は、無効であると考えられ、且つ、誤差限度が閾値未満となる時点まで、前胸部計測が反復される。
【００３６】
本発明の別の態様においては、記録された信号ＳＩＩ，１（ｔ）は、別の時間マッピング関数を利用することにより、比較されている。第２標準リード計測の終了時点において、信号ＳＩ，３（ｔ）及びＳＩＩ，３（ｔ）は、記録された状態となる。時間マッピング関数ｆ’（ｔ）は、上述の方法を使用することにより、予め計測された信号ＳＩ，２（ｔ）を利用してＳＩ，３（ｔ）から演算することができる。関数ｆ’（ｔ）は、第１期間における時点を第３期間における時点にマッピングする。リードＩＩが第３期間において安定状態に留まっている場合には、ＳＩＩ，３（ｔ）は、ＳＩＩ，１（ｆ’（ｔ））と等しくなろう。本発明の一態様においては、誤差関数ＥＩＩを演算することができる。ＥＩＩがなんらかの既定の誤差限度を上回っている場合には、リードＩＩ信号は、近似が有効であることを保証するべく十分に一定ではない。この場合には、誤差が限度未満となる時点まで、前胸部計測を反復することができる。本発明の一態様においては、誤差関数は、次式に従って演算されている。
0006434432.tif 000014
【００３７】
前胸部計測プロセスの終了時点において、少なくとも６つの更なる標準リード計測が実施された状態となる。又、標準リードトレースが計測の間において大幅に変化している場合には、装置は、方法が十分に機能していないことをユーザーに対して報告することもできる。更には、このような変動は、基礎をなす心臓状態が不安定であるという診断結果を表しうる。
【００３８】
又、上述の計測手順は、前胸部計測時間インターバルを標準リード時間インターバルにマッピングする変換関数を演算するべく選択される時間インターバルにも依存している。通常、標準リード及び前胸部信号は、数秒にわたって記録される。それぞれの記録は、いくつかのコンプレックス上におけるデータを含む。正常な診断には、わずかな数の代表的コンプレックスの分析が必要である。異常なコンプレックスは、正常な心臓パターンにおいて自発的に表れる。このような異常性は、上述の方法を妨げる可能性があり、その理由は、期間のうちの１つが自発的な異常性を含む場合には、２つの期間における手信号が良好に相関しないからである。
【００３９】
本発明の一態様においては、期間は、このような自発的異常性の影響を低減するように選択されている。演算において使用されるそれぞれの期間は、既定数のコンプレックス（即ち、心拍）を含むように選択される。プロセスは、既定数のコンプレックスを標準リード計測から選択することにより、開始される。目標は、対応する前胸部計測期間においてこれらの計測の最良のマッチングを見出すというものである。従って、第２時間インターバルは、同一数のコンプレックスを有するように選択され、且つ、特定のコンプレックスの開始点において始まるものと見なすことができる。次いで、誤差関数Ｅ（ａ１，ａ２，．．．）が、開始コンプレックスの関数として、前胸部計測期間内のそれぞれの期間ごとに、演算される。次いで、Ｅ（ａ１，ａ２，．．．）の最低値を提供する開始コンプレックスを使用し、前胸部計測の期間を定義する。この手順は、標準リード計測インターバルにおけるコンプレックスの開始時点は、前胸部計測インターバルにおける期間のそれぞれの選択肢について同一に留まると仮定している。但し、Ｅ（ａ１，ａ２，．．．）の最小値が、期間のそれぞれにおけるそれぞれの可能な開始コンプレックスについて演算される実施形態も、計測を更に改善するべく、利用することができる。
【００４０】
時間変換関数を適用した後に、２つのリードＩ信号が、依然として、振幅の差を有する場合がある。これらは、重要であるとは思われないが、正しいＳ’ＩＩ，２（ｔ）を算出する際に、これらが重要となる場合がある。リードＩ及びＩＩの電圧値は、これらの両方が右手電位情報を共有し、且つ、これらが同一の心臓活動の異なる表現であることから、相関している。本発明者らは、この相関を使用し、Ｓ’ＩＩ，２（ｔ）の近似された振幅値を見出している。信号の特定の領域における振幅の近似を本発明者らに付与することになるであろう適切な振幅変換を見出すべく、次式によって付与されるＥＡｍｐが極小化されるように、スケーリング係数ｈ（ｔ）が判定される。
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ｈ（ｔ）の最も単純な形態は、次式のように、定数である。
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【００４１】
但し、更に高次の関数を利用することができよう。例えば、信号ＳＩ，１（ｔ）及びＳＩ，２（ｔ）の間の振幅の差は、コンプレックスに沿った位置に依存する場合があり、この場合には、Ｐ波内の振幅差は、ＱＲＳ波のものとは異なっている。信号ＳＩ，２（ｔ）の１つのコンプレックスと、時間変換された信号ＳＩ，１（ｆ（ｔ））と、を示す図４を参照されたい。これらの信号は、３つのインターバル７３、７４、７５に分解される。振幅変換関数ｈ（ｔ）の値は、それぞれのインターバルにおいて定数であり、即ち、次式のとおりである。
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【００４２】
定数ａ１、ａ２、及びａ３の値は、Ｅａｍｐを極小化することにより、判定される。ｈ（ｔ）を判定するべく使用される自由パラメータの数は、信号内のサンプルの数によって制限される。最良の振幅変換関数ｈ（ｔ）を見出した後に、リードＩＩ信号の更に良好な近似を得るべく、振幅補正がＳ’ＩＩ，２（ｔ）に対して適用され、その理由は、これが第２期間において計測済みの状態となるであろうからである。
【００４３】
図１に示されている特定の装置の観点において、本発明の上述の実施形態について説明した。但し、本発明の方法は、胸部計測値を基準として参照するために、複数の信号が必要とされ、且つ、胸部計測において基準信号を生成するために、３つの点のうちの２つからの信号しか利用可能ではないすべての状況において適用することができる。例えば、胸部に対して配置されたプローブの底部表面上の３つの電極と、それぞれの手の指によって装置の上部表面上において接触された２つの電極と、を有する装置から１２誘導ＥＣＧトレースを生成するシステムが提案されている。胸部信号が指のみを使用して計測される際に、まず、装置を脚に対して配置して脚信号を提供し、その後に、この脚信号を使用して基準信号を構築することにより、本発明を利用し、指からの信号を置換するための改善された基準信号を提供することができよう。
【００４４】
上述の実施形態においては、患者の身体上の様々な場所において電位を記録する装置は、近似された信号をもたらすべくフィッティング動作をも実行するものと仮定されている。但し、電極からの信号が装置によって記録され、且つ、次いで、分析のために遠隔場所に送信される実施形態を構築することもできよう。このような遠隔処理の実施形態は、特に、データ取得装置の演算能力が限られている場合には、有用である。リモート装置は、インターネット上においてアクセスすることが可能であり、或いは、計測を実施する装置よりも大きな演算能力を有するスマートフォン又はＰＤＡなどのローカルコンピュータであってもよいであろう。
【００４５】
上述の実施形態においては、信号は、患者の手の指及び太腿に接触する電極によって生成されている。但し、患者の身体上のその他の場所において接触する実施形態を使用することもできよう。従って、手との接触は、指、手、前腕、又は上腕を含むその手につながっている手の任意の部分との接触を含むように定義される。同様に、脚との接触は、腰とその脚のつま先の端部の間の任意の点との接触を含むように定義される。
【００４６】
上述の実施形態においては、右手の接触が、手、脚、及び胸部信号がそれに照らして計測される基準として使用されている。但し、同様に、左手も、その他の信号がそれに照らして計測される基準信号として、使用することができよう。
【００４７】
本発明の様々な態様を示すべく、本発明の上述の実施形態を提供した。但し、本発明のその他の実施形態を提供するべく、異なる特定の実施形態に示されている本発明の異なる態様を組み合わせることができることを理解されたい。更には、以上の説明及び添付の図面から、当業者には、本発明に対する様々な変更形態が明らかとなろう。従って、本発明は、添付の請求項の範囲によってのみ、限定されるものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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