(57)【要約】  ＥＣＧデバイス用のＥＣＧコントローラは、ベースＥＣＧ誘導システム（例えば、１２誘導システム）に接続可能であり、それにより、ＥＣＧコントローラは、ＥＣＧコントローラとベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替り（例えば、四肢ケーブルの入れ替り又は前胸部ケーブルの入れ替り）の、ＥＣＧ波形の形態に基づく、及びＥＣＧ誘導の冗長性に基づく検出及び分類を実施する。それに代えて、ＥＣＧコントローラはさらに副ベースＥＣＧ誘導システム（例えば、四肢単独誘導システム又は限定前胸部誘導システム）に接続可能であり、それにより、ＥＣＧコントローラは、電極インターフェースと副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替り（例えば、四肢ケーブルの入れ替り又は前胸部ケーブルの入れ替り）の、ＥＣＧ波形の形態に基づく検出及び分類を実施する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＣＧデバイス用のＥＣＧコントローラであって、前記ＥＣＧコントローラは、
ベースＥＣＧ誘導システム及び副ベースＥＣＧ誘導システムのうちの１つとの関連で、ＥＣＧ信号を受信するように動作することが可能な電極インターフェースと、
ＥＣＧ解釈器であって、
前記電極インターフェースと通信して、前記ＥＣＧ信号に応答してＥＣＧ波形を生成するように動作することが可能であり、
さらに、前記電極インターフェースへの前記ベースＥＣＧ誘導システム及び前記副ベースＥＣＧ誘導システムのうちの１つの接続に応答して、前記ＥＣＧ波形の少なくとも１つの形態特徴を抽出するように動作することが可能である
ＥＣＧ解釈器と、
ケーブル入れ替り分類器であって、
前記ＥＣＧ解釈器と通信して、前記電極インターフェースへの前記副ベースＥＣＧ誘導システムの前記接続に応答して、及びさらに前記ＥＣＧ解釈器による前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴の抽出に応答して、前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するように動作することが可能であり、
さらに、前記電極インターフェースと通信して、前記電極インターフェースへの前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記接続に応答して前記ベースＥＣＧ誘導システムの少なくとも１つの冗長性特徴を生成するように動作することが可能であり、
さらに、前記ＥＣＧ解釈器と通信して、前記ＥＣＧ解釈器による前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴の抽出に応答して、及びさらに前記ケーブル入れ替り分類器による前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記少なくとも１つの冗長性特徴の生成に応答して、前記電極インターフェースと前記ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するように動作することが可能である
ケーブル入れ替り分類器と、
を備える、ＥＣＧコントローラ。
【請求項２】
前記副ベースＥＣＧ誘導システムが前記ベースＥＣＧ誘導システムのサブセットである、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項３】
前記ベースＥＣＧ誘導システムが標準１２誘導システムであり、
前記副ベースＥＣＧ誘導システムが、四肢単独誘導システム及び限定前胸部誘導システムのうちの１つである、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項４】
前記ＥＣＧ波形のＰ波が正常な特性を示すのに応答して、前記ＥＣＧ解釈器は、Ｐ波の前面軸、ＱＲＳ波の前面軸、前記Ｐ波の時計方向ベクトルループ回転方向、前記ＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向、Ｐ−ＱＲＳ−Ｔ波の面積、及び前記Ｐ−ＱＲＳ−Ｔ波の振幅、のうちの少なくとも１つを含む前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴を抽出する、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項５】
前記ＥＣＧ波形のＰ波が異常な特性を示すのに応答して、前記ＥＣＧ解釈器は、ＱＲＳ波の前面軸、前記ＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向、前記Ｒ波の振幅、ＱＲＳ−Ｔ波の面積、及び前記ＱＲＳ−Ｔ波の振幅、を含む前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴を抽出する、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項６】
前記ケーブル入れ替り分類器は、前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するための決定木を備える、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項７】
前記決定木は、前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴に対応する少なくとも１つの根ノードを含み、
前記決定木は、前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りに対応する少なくとも１つの葉ノードをさらに含む、請求項６に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項８】
前記ケーブル入れ替り分類器は、変換行列から前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記少なくとも１つの冗長性特徴を導き出す、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項９】
前記ケーブル入れ替り分類器は、前記電極インターフェースと前記ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するためのサポートベクトルマシンを含み、
前記サポートベクトルマシンは、前記ＥＣＧ解釈器による前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴の前記抽出に応答して、及びさらに前記ケーブル入れ替り分類器による前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記少なくとも１つの冗長性特徴の前記生成に応答して、ケーブル入れ替りクラスと入れ替りなしのクラスとのすべての組み合わせの線形分類スコアを生成する複数のバイナリ分類器を含む、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１０】
前記サポートベクトルマシンは、各線形分類スコアを分類するための複数のヒストグラムを含む、請求項９に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１１】
前記サポートベクトルマシンは、前記線形分類スコアの前記分類の投票方式から導き出される、前記電極インターフェースと前記ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを分類するように動作することが可能である、請求項１０に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１２】
前記副ベースＥＣＧ誘導システムは、ＲＡ電極、ＬＡ電極、及びＬＬ電極を備え、
前記ケーブル入れ替り分類器による前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの検出に応答して、前記ケーブル入れ替り分類器は、前記検出を、ＬＡ−ＲＡの入れ替り、ＲＡ−ＬＬの入れ替り、ＬＡ−ＬＬの入れ替り、時計方向回転ｒＬＡＬの入れ替り、及び反時計方向回転ｒＬＡＲの入れ替り、のうちの１つに分類する、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１３】
前記副ベースＥＣＧ誘導システムは、ＲＡ電極、ＬＡ電極、ＬＬ電極、及び２つ以上の前胸部電極を備え、
前記ケーブル入れ替り分類器による前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの検出に応答して、前記ケーブル入れ替り分類器は、前記検出を、ＬＡ−ＲＡの入れ替り、ＲＡ−ＬＬの入れ替り、ＬＡ−ＬＬの入れ替り、時計方向回転ｒＬＡＬの入れ替り、反時計方向回転ｒＬＡＲの入れ替り、及び前胸部の入れ替り、のうちの１つに分類する、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１４】
前胸部電極のペアがＶ１電極及びＶ６電極である、請求項１３に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１５】
前記ベースＥＣＧ誘導システムは、ＲＡ電極、ＬＡ電極、ＬＬ電極、及び前胸部電極Ｖ１〜Ｖ６を備え、
前記ケーブル入れ替り分類器による前記電極インターフェースと前記ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの検出に応答して、前記ケーブル入れ替り分類器は、前記検出を、ＬＡ−ＲＡの入れ替り、ＲＡ−ＬＬの入れ替り、ＬＡ−ＬＬの入れ替り、時計方向回転ｒＬＡＬの入れ替り、反時計方向回転ｒＬＡＲの入れ替り、及び前胸部の入れ替り、のうちの１つに分類する、請求項１に記載のＥＣＧコントローラ。
【請求項１６】
ＥＣＧデバイス用のＥＣＧコントローラの作動方法であって、前記方法は、
前記ＥＣＧコントローラが、ベースＥＣＧ誘導システム及び副ベースＥＣＧ誘導システムのうちの１つからＥＣＧ信号を受信するステップと、
前記ＥＣＧコントローラが、前記ＥＣＧ信号に応答してＥＣＧ波形を生成するステップと、
前記ＥＣＧコントローラが前記ベースＥＣＧ誘導システム及び前記副ベースＥＣＧ誘導システムのうちの１つから前記ＥＣＧ信号を受信するのに応答して、前記ＥＣＧコントローラが前記ＥＣＧ波形の少なくとも１つの形態特徴を抽出するステップと、
前記ＥＣＧコントローラが前記副ベースＥＣＧ誘導システムから前記ＥＣＧ信号を受信するのに応答して、及びさらに前記ＥＣＧコントローラによる前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴の前記抽出に応答して、前記ＥＣＧコントローラが前記ＥＣＧコントローラと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するステップと、
前記ＥＣＧコントローラが前記ベースＥＣＧ誘導システムから前記ＥＣＧ信号を受信するのに応答して、前記ＥＣＧコントローラが前記ベースＥＣＧ誘導システムの少なくとも１つの冗長性特徴を生成するステップと、
前記ＥＣＧコントローラによる前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴の前記抽出に応答して、及びさらに前記ＥＣＧコントローラによる前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記少なくとも１つの冗長性特徴の生成に応答して、前記ＥＣＧコントローラが前記ＥＣＧコントローラと前記ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するステップと
を有する、方法。
【請求項１７】
前記ＥＣＧコントローラは、前記ベースＥＣＧ誘導システムに完全に対応する端子構成を備え、
前記ＥＣＧコントローラは、前記副ベースＥＣＧ誘導システムに部分的に対応する端子構成を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＥＣＧコントローラは、前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するための決定木を実施し、
前記決定木は、前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴に対応する少なくとも１つの根ノードを含み、
前記決定木は、前記電極インターフェースと前記副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りに対応する少なくとも１つの葉ノードをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＥＣＧコントローラは、変換行列から前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記少なくとも１つの冗長性特徴を導き出す、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記ＥＣＧコントローラは、前記電極インターフェースと前記ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類するためのサポートベクトルマシンを実行し、
前記サポートベクトルマシンは、前記ＥＣＧ波形の前記少なくとも１つの形態特徴と前記ベースＥＣＧ誘導システムの前記少なくとも１つの冗長性特徴とから導き出される、複数のバイナリ分類器を構築する、請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、患者の身体に固定された電極への心電計誘導線の誤接続（すなわちケーブル入れ替り）の自動検出に関する。本発明は、具体的には、異なるＥＣＧ誘導システムの心電計ケーブル入れ替りの総合的な自動検出及び分類に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、心電図（「ＥＣＧ」）電極の正確な配置は、標準的な誘導システム（例えば、従来の１２誘導システム）と、非標準的な誘導システム（例えば、Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ縮小誘導システム）との両方にとって非常に重要である。時に、ＥＣＧ電極は正しい解剖学的部位に配置されているものの、１つ又は複数の電極誘導線がＥＣＧ電極を誤ってＥＣＧデバイスの間違った端子に接続していることがある（例えば、右腕電極が間違ってＥＣＧデバイスの左腕用の誘導線に接続される）。間違った患者電極へのＥＣＧデバイス誘導線の誤った接続は、当技術分野では「ケーブル入れ替り（ｃａｂｌｅ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ）」と呼ばれ、ケーブル入れ替りは、通例、ＥＣＧ再構築時の誤った波形及び／又はＥＣＧ分析時の誤った診断を生じさせる。
【０００３】
より詳細には、年間４０００万件のＥＣＧが合衆国内で記録される。標準１２誘導ＥＣＧは、４つの四肢電極及び６つの前胸部電極を含む１０個の電極を使用して取得される。４つの四肢電極には、右腕（ＲＡ）、左腕（ＬＡ）、右脚（ＲＬ）、及び左脚（ＬＬ）が含まれ、一方、６つの前胸部電極（Ｖ１〜Ｖ６）は、解剖学的な基準となる前胸部の標識点に配置される。電極の配置は、ＥＣＧ信号の品質を決定する最も重要な要因の１つと考えられ、電極の誤配置は、不正確なＥＣＧの異常を引き起こし、したがって誤った診断報告を生じさせる傾向がある。ＥＣＧケーブル入れ替りは、最もよくある電極配置ミスの１つである。そのため、米国心臓協会は、すべてのＥＣＧデバイスにケーブル入れ替り検出アルゴリズムを含めることを推奨している。
【０００４】
この目的のために、研究者は、ＥＣＧケーブル入れ替りを検出するためのいくつかの基準及び方法を提案している。自動検出アルゴリズムに関しては、大半の方法が２つのカテゴリのどちらかに該当する。自動検出アルゴリズムの第１のカテゴリは、形態に基づく方法によるものであり、これは、Ｐ波、ＱＲＳ波、及びＴ波から測定値のセットを抽出し、それらの測定値を使用して検出基準を導き出す。自動検出アルゴリズムの第２のカテゴリは、冗長性に基づく方法を実施するものであり、これは、標準１２誘導システムの８つの独立した誘導に含まれている冗長な情報を使用する。そのような方法は、ＥＣＧを元の誘導システムから近似に変換又は再構築することを利用し、ケーブル入れ替りは、元のＥＣＧを変換又は再構築されたＥＣＧと比較することによって検出される。
【０００５】
より詳細には、ＥＣＧケーブル入れ替りを検出する既存の方法は、四肢電極を標準位置に配置して標準１２誘導システムを使用する、安静時診断ＥＣＧデバイス向けに設計された。しかし、幅広いＥＣＧデバイスに対して、他の非標準的な誘導システムがしばしば使用される。例えば、モニタリング又は運動時ＥＣＧデバイスでは、しばしばＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ誘導システムが使用される。Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ誘導システムでは、変更を加えた四肢電極位置がしばしば使用され、それにより、腕電極が鎖骨下窩に配置され、ＬＬ電極が左下腹部に配置される。別の例として、遠隔測定ＥＣＧデバイスでは、縮小誘導システム（例えば、四肢誘導のみ、又は四肢誘導に加えて限定された前胸部誘導を記録する誘導システム）がしばしば使用される。
【０００６】
標準１２誘導システムと同様に、ＥＣＧケーブル入れ替りの検出は、非標準的な誘導システムを備えるＥＣＧデバイスにも必要である。例えば、モニタリング／運動時ＥＣＧデバイスでは、ＥＣＧ電極の正確な配置はＳＴ部分のモニタリング中に重要である。そのため、ＥＣＧケーブル入れ替りの検出は、ＳＴ部分のモニタリング中の偽の警告を防止する助けとなり得る。多少のＳＴ部分の逸脱は正常であるが、量及び極性は電極の位置に依存する。そのため、ＳＴの逸脱の同じ大きさ及び極性が、ある電極の組み合わせでは正常であるが、別の電極のセットでは異常である場合がある。加えて、縮小誘導システムでは、縮小誘導の記録から１２誘導ＥＣＧが再構築されることがあり、誘導線の誤接続は誤った１２誘導波形を生じさせる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、異なるＥＣＧ誘導システムのＥＣＧケーブル入れ替りの総合的な検出を提供することにより、上述したＥＣＧケーブル入れ替りを検出する既存の方法の制約に対処することを目的とする。
【０００８】
概して、本発明は、ＥＣＧコントローラとＥＣＧデバイスとの間の結合、統合、又は、ＥＣＧコントローラがＥＣＧデバイスとの間でメッセージを通信してＥＣＧコントローラとＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの有無を知らせるのを助けるその他の任意の構造的関係による、ＥＣＧデバイス用のＥＣＧコントローラを前提とする。
【０００９】
本発明のために、用語「ＥＣＧデバイス」は、患者の心臓のＥＣＧを生成し、表示する（すなわちモニタリングする）ためのデバイスを組み込んだすべての独立型デバイス及び多機能システムを広く包含し、そのようなデバイスには、これらに限定されないが、以下が含まれる。
１．診断用ＥＣＧデバイス（例えば、ＰａｇｅＷｒｉｔｅｒ  ＴＣ心拍記録器、Ｅｆｆｉｃｉａシリーズの心拍記録器）、
２．運動時ＥＣＧデバイス（例えば、ＳＴ８０ｉ負荷試験システム）、
３．歩行ＥＣＧデバイス（ホルターモニタ）、
４．ベッドサイドモニタリングＥＣＧデバイス（例えば、ＩｎｔｅｌｌｉＶｕｅモニタ、ＳｕｒｅＳｉｇｎｓモニタ、及びＧｏｌｄｗａｙモニタ）、
５．遠隔測定ＥＣＧデバイス（例えば、ＩｎｔｅｌｌｉＶｕｅ  ＭＸ４０モニタ）、
６．高度生命維持製品（例えば、ＨｅａｒｔＳｔａｒｔ  ＭＲｘ及びＨｅａｒｔＳｔａｒｔ  ＸＬ除細動器、並びにＥｆｆｉｃｉａ  ＤＦＭ１００除細動器／モニタ）、及び
７．ＥＣＧ管理システム（例えば、ＩｎｔｅｌｌｉＳｐａｃｅ  ＥＣＧ管理システム）。
【００１０】
ＥＣＧコントローラは、ベースＥＣＧ誘導システム（例えば、標準１２誘導システム、１５誘導システム、１６誘導システム、又は１８誘導システム）に接続され、それにより、ＥＣＧコントローラは、ＥＣＧコントローラとベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの、ＥＣＧ波形の形態に基づく／ＥＣＧ誘導の冗長性に基づく検出及び分類を一括して実施する。
【００１１】
それに代えて、ＥＣＧコントローラは、副ベース誘導システム（例えば、４電極誘導線システム及び６電極誘導線システム）に接続されてもよく、それにより、ＥＣＧコントローラは、ＥＣＧコントローラと副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの、ＥＣＧ波形の形態に基づく検出及び分類を実施する。
【００１２】
本発明のために、用語「ベースＥＣＧ誘導システム」は、患者の皮膚上の電極をＥＣＧデバイス（心電計）の誘導線に接続するために確立されているＥＣＧ誘導システムの電極及びケーブル誘導線を広く包含する。用語「副ベースＥＣＧ誘導システム」は、ベースＥＣＧ誘導システムの電極及びケーブル誘導線のサブセットを広く包含する。
【００１３】
本発明のために、用語「ＥＣＧコントローラ」は、この後本明細書に記載される本発明の様々な発明原理の適用を制御するためにＥＣＧデバイスの中に収容された、又はＥＣＧデバイスに結合された、特定用途主回路基板又は特定用途集積回路のすべての構造的構成を広く包含する。ＥＣＧコントローラの構造的構成は、これらに限定されないが、プロセッサ、コンピュータ使用可能／コンピュータ可読記憶媒体、オペレーティングシステム、アプリケーションモジュール、周辺デバイスＥＣＧコントローラ、スロット、及びポートを含む。
【００１４】
本発明のために、用語「アプリケーションモジュール」は、特定のアプリケーションを実行するための電子回路及び／又は実行可能プログラム（例えば、実行可能ソフトウェア及び／又はファームウェア）からなるＥＣＧコントローラの構成要素を広く包含する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一形態は、電極インターフェースと、ＥＣＧ解釈器と、ケーブル入れ替り分類器との形態であるアプリケーションモジュールを用いたＥＣＧコントローラである。
【００１６】
動作時、電極インターフェースは、ベースＥＣＧ誘導システム又は副ベースＥＣＧ誘導システムのいずれかに接続されて、ＥＣＧ信号を受信する。
【００１７】
ＥＣＧ解釈器は、
（１）ＥＣＧ信号に応答してＥＣＧ波形を生成し、
（２）電極インターフェースへのベースＥＣＧ誘導システム又は副ベースＥＣＧ誘導システムの接続に応答して、ＥＣＧ波形の形態特徴を抽出する。
【００１８】
ケーブル入れ替り分類器は、
（１）電極インターフェースへの副ベースＥＣＧ誘導システムの接続に応答して、及びさらにＥＣＧ解釈器によるＥＣＧ波形の形態特徴の抽出に応答して、電極インターフェースと副ベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類し、
（２）電極インターフェースへのベースＥＣＧ誘導システムの接続に応答して、ベースＥＣＧ誘導システムの冗長性特徴を生成し、
（３）ＥＣＧ解釈器によるＥＣＧ波形の形態特徴の抽出に応答して、及びさらにケーブル入れ替り分類器によるベースＥＣＧ誘導システムの冗長性特徴の生成に応答して、電極インターフェースとベースＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りを検出して分類する。
【００１９】
本発明のためには、これらに限定されないが、「ＥＣＧ信号」、「ＥＣＧ波形」、「ケーブル入れ替り」、「形態」、及び「冗長性」を含む当技術分野の用語は、本発明の分野で理解されるように、また本明細書に記載されるように例示として解釈すべきである。
【００２０】
本発明の上述の形態及び他の形態並びに本発明の様々な特徴及び利点は、添付図面と併せて読む以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明からさらに明らかになろう。詳細な説明及び図面は、制限的なものではなく単に本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定められる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明の発明原理によるＥＣＧ誘導システム／ＥＣＧコントローラの接続の例示的実施形態のブロック図である。
【図１Ｂ】本発明の発明原理によるＥＣＧ誘導システム／ＥＣＧコントローラの接続の例示的実施形態のブロック図である。
【図１Ｃ】本発明の発明原理によるＥＣＧ誘導システム／ＥＣＧコントローラの接続の例示的実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の発明原理によるケーブル入れ替り管理方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。
【図３】本発明の発明原理によるケーブル入れ替り検出／分類方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。
【図４】本発明の発明原理による、形態に基づく検出／分類方法の第１の例示的実施形態を表すフローチャートである。
【図５】本発明の発明原理による決定木の第１の例示的実施形態の模式図である。
【図６】本発明の発明原理による、形態に基づく検出／分類方法の第２の例示的実施形態を表すフローチャートである。
【図７】本発明の発明原理による決定木の第２の例示的実施形態の模式図である。
【図８】本発明の発明原理による、形態／冗長性に基づく検出／分類方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。
【図９】本発明の発明原理による、形態／冗長性に基づく検出／分類方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。
【図１０】本発明の発明原理によるＥＣＧコントローラの例示的実施形態のブロック図である。
【図１１Ａ】本発明の発明原理によるＥＣＧコントローラ／ＥＣＧデバイスの構造的関係の例示的実施形態のブロック図である。
【図１１Ｂ】本発明の発明原理によるＥＣＧコントローラ／ＥＣＧデバイスの構造的関係の例示的実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の理解を助けるために、以下の図１Ａ〜図１Ｃ及び図２の説明は、図１Ａの四肢単独誘導システム２０、図１Ｂの限定前胸部誘導システム２１、又は図１Ｃの標準１２誘導システム２２に接続可能なＥＣＧコントローラ３０によって実施されるケーブル入れ替り方法の基本的な発明原理を教示する。この説明から、当業者は、あらゆる種類のＥＣＧ誘導システムに接続可能なＥＣＧコントローラに対してどのように本発明の発明原理を適用するかを認識されよう。
【００２３】
概して、本発明は、ＥＣＧ電極とＥＣＧコントローラ３０の端子に接続されたＥＣＧ誘導システム内の対応する誘導線との間の誤接続、及び、正しいペアリングのＥＣＧ電極／誘導線と、ＥＣＧコントローラ３０の対応する端子との間の誤接続に対処する。したがって、本明細書における図１Ａ〜図１Ｃの説明は、「ＥＣＧコントローラの端子構成とＥＣＧ誘導システムの１つとの間のケーブル入れ替り」という表現によって包含される両方の種類の誤接続を対象とする。
【００２４】
図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、ＥＣＧコントローラ３０は、電極インターフェース４０、ＥＣＧ解釈器５０、及びケーブル入れ替り分類器６０を用いる。電極インターフェース４０は、以下の表１に従って、四肢単独誘導システム２０、限定前胸部誘導システム２１、又は標準１２誘導システム２２のいずれかに接続するための端子構成４１を有する。
【表１】
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【００２５】
図１Ａを参照すると、四肢単独誘導システム２０は、図示されるように、ＲＡ電極、ＬＡ電極、ＬＬ電極、及びＲＬ電極の適正な解剖学的配置を備える。ケーブルコネクタ（図示せず）を介した端子構成４１への四肢単独誘導システム２０の適正な接続は、以下の表２の通りである。
【表２】
2018510013.tif 000004
【００２６】
ＬＡ−ＲＡケーブル入れ替りの形態を取る、ケーブルコネクタ（明瞭化のため図示せず）を介した端子構成４１への四肢単独誘導システム２０の誤接続の一例は、以下の表３の通りである。
【表３】
2018510013.tif 000005
【００２７】
当業者は、端子構成４１への四肢単独誘導システム２０の誤接続（すなわち、生じ得るさらに他のケーブル入れ替り）のさらに他の例を認識されよう。
【００２８】
図１Ｂを参照すると、限定前胸部誘導システム２１は、図示されるように、ＲＡ電極、ＬＡ電極、ＬＬ電極、ＲＬ電極、前胸部電極Ｖ１、及び前胸部電極Ｖ６の適正な解剖学的配置を備える（前胸部電極の他の組み合わせペアを利用できることに留意されたい）。ケーブルコネクタ（明瞭化のため図示せず）を介した端子構成４１への限定前胸部誘導システム２１の適正な接続は、以下の表４の通りである。
【表４】
2018510013.tif 000006
【００２９】
Ｖ１〜Ｖ６ケーブル入れ替りの形態を取る、ケーブルコネクタ（明瞭化のため図示せず）を介した端子構成４１への限定前胸部誘導システム２１の誤接続の一例は、以下の表５の通りである。
【表５】
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【００３０】
当業者は、当業者は、端子構成４１への限定前胸部誘導システム２１の誤接続（すなわち、生じ得るさらに他のケーブル入れ替り）のさらに他の例を認識されよう。
【００３１】
図１Ｃを参照すると、標準１２誘導システム２２は、図示されるように、ＲＡ電極、ＬＡ電極、ＬＬ電極、ＲＬ電極、前胸部電極Ｖ１、前胸部電極Ｖ２、前胸部電極Ｖ３、前胸部電極Ｖ４、前胸部電極Ｖ５、及び前胸部電極Ｖ６の適正な解剖学的配置を備える。ケーブルコネクタ（明瞭化のため図示せず）を介した端子構成４１への標準１２誘導システム２２の適正な接続は、以下の表６の通りである。
【表６】
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【００３２】
ＬＡ−ＬＬのケーブル入れ替りの形態を取る、ケーブルコネクタ（図示せず）を介した端子構成４１への標準１２誘導システム２２の誤接続の一例は、以下の表７の通りである。
【表７】
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【００３３】
当業者は、端子構成４１への標準１２誘導システム２２の誤接続（すなわち、生じ得るさらに他のケーブル入れ替り）のさらに他の例を認識されよう。
【００３４】
図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、いずれかの誘導システム２０〜２２を端子構成４１に接続すると、ＥＣＧコントローラ３０は、図２のフローチャート７０によって表される本発明のケーブル入れ替り管理方法を実行する。
【００３５】
追加的に図２を参照すると、フローチャート７０の段階Ｓ７４は、フローチャート７０の段階Ｓ７２の間に、電極インターフェース４０が、四肢単独誘導システム２０、限定前胸部誘導システム２１、又は標準１２誘導システム２２への接続を示す接続端子数に基づいて、端子構成４１への特定種類のケーブル接続を特定することを包含する。
【００３６】
四肢単独誘導システム２０に接続されている場合、電極インターフェース４０は、入力されるＥＣＧ信号をＥＣＧ波形の生成のためにＥＣＧ解釈器５０に提供すると共に、システム２０の接続を示すコードワードをケーブル入れ替り分類器６０に提供し、それによりケーブル入れ替り分類器６０は、フローチャート７０の段階Ｓ７６の間に、四肢単独誘導システム２０への接続の、ＥＣＧ波形の形態に基づくケーブル入れ替りの分類を実行する。その結果は、フローチャート７０の段階Ｓ８２の間の分類器６０によるケーブル入れ替りのメッセージングであり、これは以下から構成される。
１．入れ替りなし（表２）、
２．ＬＡ−ＲＡの入れ替り（表３）、
３．ＲＡ−ＬＬの入れ替り、
４．ＬＡ−ＬＬの入れ替り、
５．ｒＬＡＬ  ＣＷの回転、又は
６．ｒＬＡＲ  ＣＣ３の回転。
【００３７】
限定前胸部誘導システム２１に接続されている場合、電極インターフェース４０は、入力されるＥＣＧ信号をＥＣＧ波形の生成のためにＥＣＧ解釈器５０に提供すると共に、システム２１の接続を識別するコードワードをケーブル入れ替り分類器６０に提供し、それによりケーブル入れ替り分類器６０は、フローチャート７０の段階Ｓ７８の間に、限定前胸部誘導システム２１への接続の、ＥＣＧ波形の形態に基づくケーブル入れ替りの分類を実行する。その結果は、段階Ｓ８２の間の分類器６０によるケーブル入れ替りのメッセージングであり、これは以下から構成される。
１．入れ替りなし（表４）、
２．ＬＡ−ＲＡの入れ替り、
３．ＲＡ−ＬＬの入れ替り、
４．ＬＡ−ＬＬの入れ替り、
５．ｒＬＡＬ  ＣＷの回転、
６．ｒＬＡＲ  ＣＣ３の回転、又は
７．Ｖ１〜Ｖ６前胸部の入れ替り（表５）。
【００３８】
標準１２誘導システム２２に接続されている場合、電極インターフェース４０は、入力されるＥＣＧ信号をＥＣＧ波形の生成のためにＥＣＧ解釈器５０に提供すると共に、システム２２の接続を識別するコードワードをケーブル入れ替り分類器６０に提供し、それによりケーブル入れ替り分類器６０は、フローチャート７０の段階Ｓ８０の間に、標準１２誘導システム２２への接続の、ＥＣＧ波形の形態／誘導の冗長性に基づくケーブル入れ替りの分類を実行する。その結果は、段階Ｓ８２の間の分類器６０によるケーブル入れ替りのメッセージングであり、これは以下から構成される。
１．入れ替りなし（表６）、
２．ＬＡ−ＲＡの入れ替り、
３．ＲＡ−ＬＬの入れ替り、
４．ＬＡ−ＬＬの入れ替り（表７）、
５．ｒＬＡＬ  ＣＷの回転、
６．ｒＬＡＲ  ＣＣ３の回転、又は
７．Ｖ１〜Ｖ６前胸部の任意の組み合わせの入れ替り。
【００３９】
本明細書では例として説明されないが、実際にはＲＬ電極がケーブル入れ替りに関係する場合もあり、本発明は、ＥＣＧ誘導システムのすべての電極又はそこから選択されたサブセットについてのケーブル入れ替りをカバーするように実施され得ることに留意されたい。
【００４０】
図３を参照すると、フローチャート９０は、誘導システムの接続に応じてフローチャート７０（図２）の段階Ｓ７６、段階Ｓ７８、又は段階Ｓ８０の間に、ＥＣＧ解釈器５０及びケーブル入れ替り分類器６０によって実行されるケーブル入れ替り検出／分類方法を表す。
【００４１】
フローチャート９０の段階Ｓ９２は、ＥＣＧ解釈器５０が入力されるＥＣＧ信号をサンプリングすること（例えば、５００サンプル／秒で）を包含し、フローチャート９０の段階Ｓ９４は、ＥＣＧ解釈器５０がＥＣＧ波形を生成することを包含する。
【００４２】
実際には、ＥＣＧ解釈器５０は、段階Ｓ９４の間に、これに限定されないがＰｈｉｌｉｐｓ  ＤＸＬ  ＥＣＧアルゴリズムを含む任意の知られているアルゴリズムを実施する。
【００４３】
生成されたＥＣＧ波形の信号品質が良好でないことがフローチャート９０の段階Ｓ９６の間にＥＣＧ解釈器５０によって特定された場合、ＥＣＧ解釈器５０は、続いてフローチャート９０の段階Ｓ９８の間に、それを記述する不良信号メッセージを通信する。不良信号メッセージの範囲には、これらに限定されないが、「測定なし」、「ペーシングされた律動」、「基準からの大きなずれ」、及び「大きな筋肉ノイズ」が含まれる。
【００４４】
生成されたＥＣＧ波形の信号品質が良好であると段階Ｓ９６でＥＣＧ解釈器５０によって特定された場合、ＥＣＧ解釈器５０は、フローチャート９０の段階Ｓ１００に進んで、生成されたＥＣＧ波形のＰ波が正常であるか、それとも異常であるかを特定する。実際には、ＥＣＧ波形のＰ波は、ＥＣＧ波形が一定した心拍間ＰＲ間隔を有し、且つ心房細動又は心房粗動を示さない場合に正常と考えられる。そうでない場合、ＥＣＧ波形のＰ波は、ＥＣＧ波形が、一定でない心拍間ＰＲ間隔を有するか、又は心房細動若しくは心房粗動を示す場合に異常と考えられる。
【００４５】
Ｐ波が正常である場合、ＥＣＧ解釈器５０及びケーブル入れ替り分類器６０はフローチャート９０の段階Ｓ１０２に進んで、識別された特定のＥＣＧ誘導システムの接続に応じて、Ｐ波の形態によるケーブル入れ替りの分類を実行する。そうでなく、Ｐ波が異常である場合は、ＥＣＧ解釈器５０及びケーブル入れ替り分類器６０はフローチャート９０の段階Ｓ１０４に進んで、識別された特定のＥＣＧ誘導システムの接続に応じて、Ｐ波の形態によらないケーブル入れ替りの分類を実行する。
【００４６】
該当する誘導システムの接続及びＰ波の正常性の判定についての段階Ｓ１０２又はＳ１０４のどちらかが完了すると、フローチャート９０の段階Ｓ１０８は、フローチャート７０（図２）の段階Ｓ８２に関して本明細書で先に解説したように、ケーブル入れ替り分類器６０が適切なメッセージを生成することを包含する。
【００４７】
次いで、識別されたＥＣＧ誘導システムの接続との関連で、段階Ｓ１０２及びＳ１０４について本明細書で説明する。
【００４８】
図４を参照すると、フローチャート１１０は、四肢単独誘導システム２０への接続が識別された場合の、Ｐ波によるものとＰ波によらないケーブル入れ替りの分類を表す。
【００４９】
フローチャート１１０の段階Ｓ１１２は、ＥＣＧ解釈器５０が、フローチャート１１０の段階Ｓ１１４の間のケーブル入れ替りメッセージの生成に必要な形態特徴を抽出することを包含する。具体的には、段階Ｓ１１２は、端子構成４１の端子Ｔ１〜Ｔ４を介してＥＣＧ解釈器５０に通信される４つのＥＣＧ信号ＥＳＴ１〜ＥＳＴ４を示しており、これにより、ＥＣＧ解釈器５０は、最大Ｘ個のＥＣＧ形態特徴ＭＦを抽出し、Ｘ≧１である。
【００５０】
正常なＰ波の場合、ＥＣＧ解釈器５０は、Ｐ波及びＱＲＳ波の前面軸とＰ波及びＱＲＳの時計方向ベクトルループ回転方向とを含むＥＣＧ形態特徴ＭＦを抽出し、それを、段階Ｓ１１４を実行するためにケーブル入れ替り分類器６０に提供する。
【００５１】
異常なＰ波の場合、ＥＣＧ解釈器５０は、ＱＲＳ波の前面軸と、ＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向と、誘導Ｉ及び誘導ＩＩについてのＲ波の振幅とを含むＥＣＧ形態特徴を抽出し、それを、段階Ｓ１１４を実行するためにケーブル入れ替り分類器６０に提供する。
【００５２】
段階Ｓ１１２は、四肢単独誘導システム２０と端子構成４１との間が「ケーブル入れ替りなし」と示すことに留意されたい。それでもなお、当業者は、四肢単独誘導システム２０に起こり得る様々なケーブル入れ替りを認識されよう。
【００５３】
ケーブル入れ替り分類器６０は、四肢単独誘導システム２０のための決定木アルゴリズムと、限定前胸部誘導システム２１のための決定木アルゴリズムと、標準１２誘導システム２２のためのサポートベクトルマシンとを組み込んでいる。フローチャート１１０の場合、ケーブル入れ替り分類器６０は、システム２０と端子構成４１との間のケーブル入れ替りを検出して分類するために、四肢単独誘導システム２０のための決定木アルゴリズムを実行する。決定木は、抽出された特徴に依存し、感度と特異度とのバランスをとるために選択された場合の抽出された各形態特徴の予測測定値を利用する。
【００５４】
図５を参照すると、正常なＰ波についての例示的な決定木６４が示される。決定木６４は、根ノードＲＮ１〜ＲＮ１０を含み、各根ノードは、特定の抽出されるＥＣＧ形態特徴に対応する。決定木６４はさらに葉ノードＬＮ１〜ＬＮ１１を含み、葉ノードＬＮ１はケーブル入れ替りがないことに対応し、葉ノードＬＮ２〜ＬＮ１１はそれぞれ特定のケーブル入れ替りに対応する。以下の表８は、抽出された形態特徴の具体的な測定値に応じた、ケーブル入れ替り分類器６０による様々なメッセージの生成を示す。
【表８】
2018510013.tif 000010
【００５５】
図５の説明から、当業者は、（１）必要に応じて決定木６４の感度と特異度とのバランスをどのように再調整するか、及び（２）両方ともＥＣＧ形態特徴を決定木６４よりも多く、少なく、又は同じ数だけ含む、異常なＰ波についての決定木と、正常なＰ波についての代替の決定木とをどのように生成するかを認識されよう。
【００５６】
実際には、ケーブル木分類器６０は、これらに限定されないが、線形回帰、ロジスティック回帰、ニューラルネットワーク、単純ベイズ、及び判別分析を含む、決定木以外のアルゴリズムを四肢単独誘導システム２０に利用することができる。さらに、任意の利用されるアルゴリズムを使用して回帰問題を解くことができ、このことは、ケーブル入れ替りの検出に加えて、各検出に尤度確率の推定値が割り当てられることを意味する。
【００５７】
段階Ｓ１１４が完了すると、四肢単独誘導システム２０と端子構成４１との間にケーブル入れ替りがあればそれが正確に検出されて分類されており、分類器６０はケーブル入れ替りメッセージＣＩＭを提供する。
【００５８】
図６を参照すると、フローチャート１２０は、限定前胸部誘導システム２１への接続が識別された場合の、Ｐ波によるものとＰ波によらないケーブル入れ替りの分類を表す。
【００５９】
フローチャート１２０の段階Ｓ１２２は、ＥＣＧ解釈器５０が、フローチャート１２０の段階Ｓ１２４の間のケーブル入れ替りメッセージの生成に必要な形態特徴を抽出することを包含する。具体的には、段階Ｓ１２２は、端子構成４１の端子Ｔ１〜Ｔ５及びＴ１０を介してＥＣＧ解釈器５０に通信される６つのＥＣＧ信号ＥＳＴ１〜ＥＳＴ５及びＥＳＴ１０を示しており、それによりＥＣＧ解釈器５０は、最大Ｙ個のＥＣＧ形態特徴ＭＦを抽出し、Ｙ≧１である。
【００６０】
正常なＰ波の場合、ＥＣＧ解釈器５０は、Ｐ波及びＱＲＳ波の前面軸と、Ｐ波及びＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向と、２つの前胸部誘導のＰ−ＱＲＳ−Ｔ波の面積と、２つの前胸部誘導のＰ−ＱＲＳ−Ｔ波の振幅とを含むＥＣＧ形態特徴ＭＦを抽出し、それを、段階Ｓ１２４を実行するためにケーブル入れ替り分類器６０に提供する。
【００６１】
異常なＰ波の場合、ＥＣＧ解釈器５０は、ＱＲＳ波の前面軸と、ＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向と、誘導Ｉ及び誘導ＩＩについてのＲ波の振幅と、２つの前胸部誘導についてのＱＲＳ−Ｔ波の面積と、２つの前胸部誘導についてのＱＲＳ−Ｔ波の振幅とを含むＥＣＧ形態特徴を抽出し、それを、段階Ｓ１２４を実行するためにケーブル入れ替り分類器６０に提供する。
【００６２】
段階Ｓ１２２は、限定前胸部誘導システム２１と端子構成４１との間が「ケーブル入れ替りなし」と示すことに留意されたい。それでも、当業者は、限定前胸部誘導システム２１に起こり得る様々なケーブル入れ替りを認識されよう。
【００６３】
ここでも、ケーブル入れ替り分類器６０は、四肢単独誘導システム２０のための決定木アルゴリズムと、限定前胸部誘導システム２１のための決定木アルゴリズムと、標準１２誘導システム２２のためのサポートベクトルマシンとを組み込んでいる。フローチャート１２０の場合、ケーブル入れ替り分類器６０は、システム２１と端子構成４１との間のケーブル入れ替りを検出して分類するために、限定前胸部誘導システム２１のための決定木アルゴリズムを実行する。決定木は、抽出された特徴に依存し、感度と特異度とのバランスをとるために選択された場合の抽出された各形態特徴の予測測定値を利用する。
【００６４】
図７を参照すると、正常なＰ波についての例示的な決定木６５が示される。決定木６５は、根ノードＲＮ１〜ＲＮ９を含み、各根ノードは、特定の抽出されるＥＣＧ形態特徴に対応する。決定木６５はさらに葉ノードＬＮ１〜ＬＮ１０を含み、葉ノードＬＮ３、ＬＮ４、ＬＮ６、及びＬＮ１０は、ケーブル入れ替りがないことに対応し、葉ノードＬＮ１、ＬＮ２、ＬＮ５、及びＬＮ７〜ＬＮ９は特定のケーブル入れ替りに対応する。以下の表９は、抽出された形態特徴の具体的な測定値に応じた、ケーブル入れ替り分類器６０による様々なメッセージの生成を示す。
【表９】
2018510013.tif 000011
【００６５】
図７の説明から、当業者は、（１）必要に応じて決定木６５の感度と特異度とのバランスをどのように再調整するか、及び（２）両方ともＥＣＧ形態特徴を決定木６５よりも多く、又は少なく、又は同じ数だけ含む、異常なＰ波についての決定木と、正常なＰ波についての代替の決定木とをどのように生成するかを認識されよう。
【００６６】
実際には、ケーブル木分類器６０は、これらに限定されないが、線形回帰、ロジスティック回帰、ニューラルネットワーク、単純ベイズ、及び判別分析を含む、決定木以外のアルゴリズムを、限定前胸部誘導システム２１に利用することができる。さらに、任意の利用されるアルゴリズムを使用して回帰問題を解くことができ、このことは、ケーブル入れ替りの検出に加えて、各検出に尤度確率の推定値が割り当てられることを意味する。
【００６７】
段階Ｓ１２４が完了すると、限定前胸部誘導システム２１と端子構成４１との間にケーブル入れ替りがあればそれが正確に検出されて分類されており、分類器６０はケーブル入れ替りメッセージＣＩＭを提供する。
【００６８】
図８を参照すると、フローチャート１３０は、標準１２誘導システム２２への接続が識別された場合の、Ｐ波によるものとＰ波によらないケーブル入れ替りの分類を表す。
【００６９】
フローチャート１３０の段階Ｓ１３２は、ＥＣＧ解釈器５０が、フローチャート１３０の段階Ｓ１３４の間のケーブル入れ替りメッセージの生成に必要な形態特徴を抽出することを包含する。具体的には、段階Ｓ１３２は、端子構成４１の端子Ｔ１〜Ｔ１０を介してＥＣＧ解釈器５０に通信される１０個のＥＣＧ信号ＥＳＴ１〜ＥＳＴ１０を示しており、それによりＥＣＧ解釈器５０は、最大Ｚ個のＥＣＧ形態特徴ＭＦを抽出し、Ｚ≧１である。
【００７０】
正常なＰ波の場合、ＥＣＧ解釈器５０は、Ｐ波及びＱＲＳ波の前面軸と、Ｐ波及びＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向とを含むＥＣＧ形態特徴ＭＦを抽出し、それを、段階Ｓ１３４を実行するためにケーブル入れ替り分類器６０に提供する。
【００７１】
異常なＰ波の場合、ＥＣＧ解釈器５０は、ＱＲＳ−波の前面軸と、ＱＲＳ波の時計方向ベクトルループ回転方向と、誘導Ｉ及び誘導ＩＩについてのＲ波の振幅とを含むＥＣＧ形態特徴を抽出し、それを、段階Ｓ１３４を実行するためにケーブル入れ替り分類器６０に提供する。
【００７２】
段階Ｓ１３２は、標準１２誘導システム２２と端子構成４１との間が「ケーブル入れ替りなし」と示すことに留意されたい。それでも、当業者は、標準１２誘導システム２２に起こり得る様々なケーブル入れ替りを認識されよう。
【００７３】
ここでも、ケーブル入れ替り分類器６０は、四肢単独誘導システム２０のための決定木アルゴリズムと、限定前胸部誘導システム２１のための決定木アルゴリズムと、標準１２誘導システム２２のためのサポートベクトルマシンとを組み込んでいる。フローチャート１３０の場合、ケーブル入れ替り分類器６０は、システム２２と端子構成４１との間のケーブル入れ替りを検出して分類するために、標準１２誘導システム２２のためのサポートベクトルマシンを実行する。サポートベクトルマシンは、抽出された、標準１２誘導システム２２の該当するＥＣＧ形態特徴ＭＦ及び冗長性特徴を処理する。実際には、これらに限定されないが、Ｃサポートベクトル分類の形態の多クラス線形サポートベクトルマシンを含む、任意種類のサポートベクトルマシンを利用することができる。
【００７４】
図９を参照すると、フローチャート１４０は、Ｃサポートベクトル分類の形態の多クラス線形サポートベクトルマシンを利用した、段階Ｓ１３４のためのサポートベクトルマシン方法を表している。
【００７５】
フローチャート１４０の段階Ｓ１４２は、分類器６０が標準１２誘導システム２２のＭ個の冗長性特徴を生成することを包含し、Ｍ≧１である。フローチャート１４０の一実施形態では、冗長性特徴は、知られているＥＡＳＩ（商標）変換に基づいて導き出される。このコンテキストにおいて、冗長性とは、多数の誘導同士が高度に相関しており、それにより、この冗長な情報によって適度な精度で各誘導を他の誘導から再構築できることを意味する。変換は、ＥＣＧごとに、すべての可能な誘導の取り替りに対して別々のＥＣＧを生成した後、ＥＡＳＩ（商標）誘導変換行列の逆行列を使用して、取り替わっている各１２誘導ＥＣＧをＥＡＳＩ（商標）誘導システムに変換し、次いでＥＡＳＩ（商標）誘導変換行列を適用して、再度１２誘導ＥＣＧに変換することを伴う。取り替わっているＥＣＧと二回のＥＡＳＩ（商標）変換が行われたＥＣＧとの間の誘導ごとの二乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）及び相関係数（ＣＣ）が、全ＱＲＳ−Ｔ複体に対して計算される。したがって、冗長性特徴は、誘導の取り替りごとの１２個の誘導すべての間の平均ＲＭＳＥ及び平均ＣＣになる。
【００７６】
実際には、ＥＡＳＩ（商標）変換に代わる行列変換の代替法が段階Ｓ１４２で利用されてよい。
【００７７】
フローチャート１４０の段階Ｓ１４４は、生じ得るケーブル入れ替りそれぞれについてのＮ個の出力クラス（Ｎ≧１）と、出力クラスと「入れ替りなし」クラスとの組み合わせごとのＮ個のバイナリＳＶＭ分類器６６とを包含する。より詳細には、抽出されたＥＣＧ形態特徴ＭＦと、生成された冗長性特徴ＲＦとの線形の組み合わせを処理して、各バイナリ分類器からＳＶＭスコアを生成する。
【００７８】
フローチャート１４０の段階Ｓ１４６は、各ＳＶＭスコアを対応するＳＶＭスコアヒストグラム６７に適用することによるケーブル入れ替りの検出を包含し、ヒストグラム６７は、ＳＶＭモデル内でのＣパラメータの不均等な重み付けを通じて、入れ替りが誤検知される（ｆａｌｓｅ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ）事例を減らすように設計された、「入れ替りなし」クラスと「ケーブル入れ替り」クラスとの間の判定境界を有する。
【００７９】
フローチャート４０の段階Ｓ１４８は、「一対一（ｏｎｅ−ａｇａｉｎｓｔ−ｏｎｅ）」手法に基づくケーブル入れ替りの分類を包含し、それにより、すべてのバイナリ分類器からの出力を投票方式を使用して比較することによって最終的な出力クラスが選択される。最終的な出力は、すべてのバイナリ分類器の中で最も投票数が多いクラスになる。
【００８０】
単純な例では、１０個のバイナリ分類器Ｂ１〜Ｂ１０と３つの可能な出力クラスＯ１〜Ｏ３とがある場合、以下が各バイナリ分類器の出力となる。
１．Ｂ１−＞Ｏ１；
２．Ｂ２−＞Ｏ１；
３．Ｂ３−＞Ｏ２；
４．Ｂ４−＞Ｏ１；
５．Ｂ５−＞Ｏ１；
６．Ｂ６−＞Ｏ１；
７．Ｂ７−＞Ｏ２；
８．Ｂ８−＞Ｏ２；
９．Ｂ９−＞Ｏ３；及び
１０．Ｂ１０−＞Ｏ３。
【００８１】
出力の投票獲得数は、出力クラスＯ１が５票、出力クラスＯ２が３票、出力クラスＯ３が２票となる。よって、最終的な出力は出力クラスＯ１になる。
【００８２】
図９の説明から、当業者は、様々な分類法の異なる種類のサポートベクトルマシンを実施することを認識されよう。
【００８３】
実際には、ケーブル入れ替り分類器６０は、これらに限定されないが、線形回帰、ロジスティック回帰、ニューラルネットワーク、単純ベイズ、及び判別分析を含む、サポートベクトルマシン以外のアルゴリズムを標準１２誘導システム２２に利用することができる。さらに、任意の利用されるアルゴリズムを使用して回帰問題を解くことができ、このことは、ケーブル入れ替りの検出に加えて、各検出に尤度確率の推定値が割り当てられることを意味する。
【００８４】
段階Ｓ１４６が完了すると、標準１２誘導システム２２と端子構成４１との間にケーブル入れ替りがあればそれが正確に検出されて分類されており、分類器６０はケーブル入れ替りメッセージＣＩＭを提供する。
【００８５】
図１０を参照すると、図２〜図９に示される様々なフローチャートの先行する説明を実行するためのＥＣＧコントローラ３０のより詳細な例示的実施形態が示される。この実施形態には、電極インターフェース４０は、端子構成４１（図１）を含むハードウェアインターフェース４２、並びに、ＥＣＧ解釈器５０へのＥＣＧ信号の送信と、ＥＣＧ解釈器５０及びケーブル入れ替り分類器６０への誘導識別コードワードの送信とを制御するためのソフトウェアインターフェース４３を用いる。ＥＣＧ解釈器５０は、ＥＣＧ波形生成器５１及びＥＣＧ形態抽出器５２を用いる。ケーブル入れ替り分類器６０は、決定木マネジャ６１、誘導冗長性マネジャ６２、及びサポートベクトルマシンマネジャ６３を用いる。
【００８６】
コントローラ３０は、これらに限定されないが、ディスプレイ１５０、プリンタ１５１、及びスピーカ１５２を含む様々なデバイスに、ケーブル入れ替りメッセージＣＩＭを通信する。例えば、ケーブル入れ替りメッセージＣＩＭは、ＥＣＧ波形の記録前画面の間に、ディスプレイ１５０によって表示される。より詳細には、臨床ワークフローでは、皮膚の準備、電極の配置、及びデバイスの接続の直後に、アルゴリズムがケーブル入れ替りを検出した場合はポップアップウィンドウ１５１が表示される。
【００８７】
加えて、遡及的診断中に、プリンタ１６０によって生成される診断報告１６１の上にメッセージコードを生成することができ、また可能な場合は、記録後分析中に、入れ替わっている誘導線を入れ替えて正しい位置に戻すことができる。
【００８８】
本明細書において先に述べたように、ＥＣＧコントローラ３０は、ＥＣＧコントローラ３０とＥＣＧデバイスとの間の結合、統合、又は、ＥＣＧコントローラがＥＣＧデバイスとの間でメッセージを通信してＥＣＧコントローラとＥＣＧ誘導システムとの間のケーブル入れ替りの有無を知らせるのを助けるその他の任意の構造的関係により、ＥＣＧデバイスに対応する。
【００８９】
例えば、図１１Ａは、ケーブルコネクタ１８１を介したＥＣＧデバイス１７０へのＥＣＧコントローラ３０の結合を示し、それにより、ケーブルコネクタ１８０を介してＥＣＧコントローラ３０を標準１２誘導システム２２（又は他のＥＣＧ誘導システム）に接続すると、ＥＣＧ信号及びケーブル入れ替りメッセージがＥＣＧデバイス１７０に通信される。
【００９０】
さらなる例として、図１１Ｂは、ＥＣＧデバイス１８１へのＥＣＧコントローラ３０の統合を示し、それにより、ケーブルコネクタ１８０を介してＥＣＧコントローラ３０を標準１２誘導システム２２（又は他のＥＣＧ誘導システム）に接続すると、必要に応じて、ＥＣＧ信号及びケーブル入れ替りメッセージがＥＣＧデバイス１８１の追加的な構成要素（図示せず）に通信される。
【００９１】
実際には、本発明のＥＣＧコントローラは、特定のＥＣＧ誘導システムのみを対象として設計されてよい。そのような設計に対して、ケーブル入れ替り分類器は、本発明のＥＣＧ波形の形態に基づく検出及び分類、並びに／又は本発明のＥＣＧ誘導の冗長性に基づく検出（例えば、形態特徴の決定木処理）及び分類（例えば、形態特徴／冗長性特徴のＳＶＭ処理）を実施する。
【００９２】
図１〜図１１を参照すると、当業者は、これらに限定されないが、以下を含む本発明の多数の利益を認識されよう。
（１）幅広いＥＣＧデバイスに関して、初回のＥＣＧ記録時にケーブル入れ替りを知らせる警報を生成することにより、ＥＣＧ技術者又は看護師によるＥＣＧ誘導線の誤接続の可能性の低減を助ける。
（２）診断報告の上に入れ替りメッセージコードを表示することにより遡及的診断を助け、可能な場合は入れ替わっている誘導線を入れ替えて正しい位置に戻すことにより、誤った診断報告、偽の警告の生成を阻止し、又は異なる誘導システムからのＥＣＧを再構築する際の大きな波形誤りを防止する。
【００９３】
さらに、本明細書に提供される教示を鑑みて当業者が認識されるように、本開示／明細書に記載される、及び／又は図１〜図１１に示される特徴、要素、構成要素等は、電子部品／回路、ハードウェア、実行可能ソフトウェア、及び実行可能ファームウェアの様々な組み合わせとして、特に、本明細書に記載されるようなＥＣＧコントローラのアプリケーションモジュールとして実施することができ、単一の要素又は複数の要素として組み合わせられる機能を提供することができる。例えば、図１〜１１に示される／図示される／描画される様々な特徴、要素、構成要素等の機能は、専用ハードウェア並びに適切なソフトウェアとの関連でソフトウェアを実行することが可能なハードウェアの使用を通じて提供することができる。プロセッサによって提供される場合、それらの機能は、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、又は複数の個別のプロセッサにより提供することができ、複数のプロセッサの一部は共有及び／又は多重化することができる。さらに、用語「プロセッサ」の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することが可能なハードウェアを排他的に意味するものと解釈すべきでなく、限定しないが、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、メモリ（例えば、ソフトウェアを記憶するための読出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、不揮発性記憶等）、及び処理を実行及び／又は制御することができる（及び／又はそのように構成することができる）、実質的に任意の手段及び／又は機械（ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、回路、それらの組み合わせ等を含む）を暗黙的に含み得る。
【００９４】
更に、本発明の原理、側面及び実施形態並びにその特定の実施例を述べる本明細書における全ての記載は、その構造的等価物及び機能的等価物の双方を含むものとして意図される。更に、そのような等価物は、現在既知の等価物だけでなく、将来開発される等価物（例えば、構造に関係なく、同じ又は実質的に類似する機能を実行することができるよう開発される任意の要素）との双方を含むことが意図される。こうして、例えば、本明細書において与えられる教示に鑑みて、当業者であれば、本明細書に提示される任意のブロック図が、本発明の原理を実現する図式的なシステム要素及び／又は回路の概念的な表示を表すことを理解されたい。同様に、当業者であれば、本明細書において与えられる教示に鑑みて、任意のフローチャート、フロー図等は、コンピュータ可読記憶媒体で実質的に表すことができ、このため処理機能を持つコンピュータ、プロセッサ又は他のデバイスによって、このようなコンピュータ又はプロセッサが明示的に示されているか否かにかかわらず実行することができる、様々なプロセスを表すことができることを理解されたい。
【００９５】
更に、本発明の例示的な実施形態は、例えばコンピュータ又は任意の命令実行システムによる使用又はこれに関連した使用のためのプログラムコード及び／又は命令を提供する、コンピュータ使用可能及び／又はコンピュータ可読記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品又はアプリケーションモジュールの形をとることができる。本開示によれば、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、命令実行システム、装置又はデバイスによる使用又はこれに関連した使用のためのプログラムを含むか、格納するか、通信するか、伝播するか又は運搬することができる任意の装置とすることができる。このような例示的な媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線若しくは半導体システム（又は、装置若しくはデバイス）、又は伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の例は、例えば、半導体又はソリッドステートメモリ、磁気テープ、リムーバブルコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュ（ドライブ）、リジッド磁気ディスク及び光学ディスクを含む。光学ディスクの現在の例は、読出し専用メモリコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、読出し／書込みコンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）及びＤＶＤを含む。更に、今後開発される任意の新規のコンピュータ可読媒体が、本発明及び開示の例示的な実施形態に従って使用又は参照されるコンピュータ可読媒体としてもみなされるべきであることを理解されたい。
【００９６】
異なるＥＣＧ誘導システムのＥＣＧケーブル入れ替りの自動検出／分類するための新規で進歩性のあるシステム及び方法の好ましい例示的な実施形態（この実施形態は、限定ではなく説明的であることが意図される）が説明されてきたが、図１〜図１１を含めた本明細書において提供される教示に鑑みて、当業者により修正及び変更を行うことができる点に留意されたい。したがって、本明細書に開示される実施形態の範囲に含まれる本開示の好ましく例示的な実施形態において／これに対して、変更を行うことができることを理解されたい。
【００９７】
更に、本開示によるデバイスにおいて使用／実現されるようなデバイス等を組み込む及び／又は実現する、対応する及び／又は関連するシステムも想定され、本発明の範囲内にあると考えられる。更に、本開示によるデバイス及び／又はシステムを製造及び／又は使用する対応する及び／又は関連する方法も想定され、本発明の範囲内にあると考えられることが想定される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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