(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電図信号系列からの交互の心搏を整列させることによりＴ波オルタナンスを測定する方法であって、１以上の搏動を含む第一の心電図（ＥＣＧ）データ系列を決定する工程と、当該第二の心電図データ系列の搏動が前記第一の心電図データ系列の前記１以上の搏動と交番しているような１以上の搏動を含む第二の心電図データ系列を決定する工程と、当該第三の心電図データ系列が前記第一の心電図データ系列の少なくとも一部及び前記第二の心電図データ系列の少なくとも一部を含むような第三の心電図データ系列から参照関数を導く工程（４０５）と、前記参照関数と前記第一の心電図データ系列の参照関数との間の第一の差を算出する工程（４１５）と、前記参照関数と前記第二の心電図データ系列の参照関数との間の第二の差を算出する工程（４３０）と、前記第一の心電図データ系列を前記第一の差だけ調節することにより整列した第一の心電図データ系列を決定する工程（４２０）と、前記第二の心電図データ系列を前記第二の差だけ調節することにより整列した第二の心電図データ系列を決定する工程（４３５）と、前記整列した第一の心電図データ系列からの第一のメジアン搏動表現（１３０）、及び前記整列した第二の心電図データ系列からの第二のメジアン搏動表現（１４０）を決定する工程と、共通の区間内での前記第一のメジアン搏動表現と前記第二のメジアン搏動表現との間の最大振幅差を決定する工程（１６０）とを備えた方法。
【請求項２】
前記整列した第一の心電図データ系列（４２０）の加重関数として前記第一のメジアン搏動表現（１３０）を決定する工程と、前記整列した第二の心電図データ系列（４３５）の加重関数として前記第二のメジアン搏動表現（１４０）を決定する工程とをさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記参照関数を目標三次スプラインとして導く工程（４０５）をさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
連続した心搏の１以上の対の１以上の平均を用いて前記目標三次スプラインを算出する工程（４０５）をさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第一の三次スプライン（４１０）として前記第一の心電図データ系列参照関数を、及び第二の三次スプライン（４２５）として前記第二の心電図データ系列参照関数を算出する工程をさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記最大振幅差を診断参照値と比較する工程をさらに含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記共通の区間は、前記第一のメジアン搏動表現及び前記第二のメジアン搏動表現のＳＴセグメント及びＴ波を含んでおり、前記診断参照値はＴ波オルタナンス閾値である請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第一のメジアン搏動表現及び前記第二のメジアン搏動表現に非線形フィルタ（１７０）を適用する工程をさらに含んでいる請求項７に記載の方法。
【請求項９】
心電図信号系列からの交互の心搏を整列させることによりＴ波オルタナンスを測定するシステムであって、
監視モジュール（６０）と、メモリ・モジュール（７５）と、出力モジュール（７２）と、処理モジュール（６５）とを備えており、
該処理モジュール（６５）は、
１以上の搏動を含む第一の心電図（ＥＣＧ）データ系列を決定し、
当該第二の心電図データ系列の搏動が前記第一の心電図データ系列の前記１以上の搏動と交番しているような１以上の搏動を含む第二の心電図データ系列を決定し、
当該第三の心電図データ系列が前記第一の心電図データ系列の少なくとも一部及び前記第二の心電図データ系列の少なくとも一部を含むような第三の心電図データ系列から参照関数を導き（４０５）、
前記第一の心電図データ系列から第一の心電図データ系列の参照関数を導き、
前記第二の心電図データ系列から第二の心電図データ系列の参照関数を導き、
前記参照関数と前記第一の心電図データ系列の参照関数との間の第一の差を算出し（４１５）、
前記参照関数と前記第二の心電図データ系列の参照関数との間の第二の差を算出し（４３０）、
前記第一の心電図データ系列を前記第一の差だけ調節することにより整列した第一の心電図データ系列を決定し（４２０）、
前記第二の心電図データ系列を前記第二の差だけ調節することにより整列した第二の心電図データ系列を決定し（４３５）、
前記整列した第一の心電図データ系列からの第一のメジアン搏動表現（１３０）、及び前記整列した第二の心電図データ系列からの第二のメジアン搏動表現（１４０）を決定し、
共通の区間内での前記第一のメジアン搏動表現と前記第二のメジアン搏動表現との間の最大振幅差を決定する（１６０）ように構成されている１以上の処理回路を含んでいる、システム。
【請求項１０】
前記処理モジュール（６５）が更に、前記整列した第一の心電図データ系列（４２０）の加重関数として前記第一のメジアン搏動表現（１３０）を決定し、前記整列した第二の心電図データ系列（４３５）の加重関数として前記第二のメジアン搏動表現（１４０）を決定するように構成されている請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的には、心臓病学の分野に関し、さらに具体的には、心電図信号を処理して、交互の搏動を三次スプラインに整列させることによりＴ波オルタナンス（T-wave alternans）を検出する方法及びシステムに関する。すると、整列した搏動について、心電図信号のＳＴセグメント及びＴ波の内部でのオルタナンスのさらに正確な検出及び定量が可能になる。
【０００２】
【従来の技術】
心電図測定の分野において、電気的オルタナンスとは、交互の心搏の間での対応する点における電位差のことである。Ｔ波オルタナンス又は交代現象は、ＥＣＧのＳＴセグメント又はＴ波の規則的な搏動間変動であって、二搏動毎に繰り返し、潜在的な心臓の不安定性に結び付けられている。従って、患者の奇心搏及び偶心搏は診断上重要な異なる電気的特性を呈し、かかる電気的特性を心電図（ＥＣＧ）によって検出することができる。
【０００３】
これらの電気的オルタナンスの存在は、心室不整脈の危険性が高まっている患者がＥＣＧのＳＴセグメント及びＴ波にオルタナンスを呈するのが通例であるため、重要である。従って、医師は、心室頻脈性不整脈の起こし易さについての非侵襲的な指標としてこれらの電気的オルタナンスを利用することができる。尚、Ｔ波オルタナンス（ＴＷＡ）という用語は、これらの電気的オルタナンスを広い意味で指すものとして用いられる。この用語は、ＥＣＧのＴ波セグメントのオルタナンス及びＳＴセグメントのオルタナンスの両方を包含していることを理解されたい。
【０００４】
しかしながら、ＴＷＡを検出すること、及びＴＷＡの大きさを定量化することは、これらの現象の大きさが典型的には１００マイクロボルト未満であるため、いずれも困難な場合がある。ＥＣＧ信号の間のこの大きさの差は、ベースラインのゆらぎ、ホワイト・ノイズ、又は患者の運動若しくは心搏のその他の不規則性等のその他のアーティファクトと見分けることは困難である。
【０００５】
ＴＷＡを検出する現行の方法は、ＥＣＧ信号を受信し、このデータから、受信した奇信号データ及び偶信号データを用いてそれぞれ奇メジアン複合及び偶メジアン複合の両方を算出するものである。次いで、奇メジアン複合を偶メジアン複合と比較して、ＥＣＧデータにおける搏動間交代現象の振幅の推定値を求める。ＱＲＳコンプレクスの終盤とＴ波の終盤との間に観測される最大交代振幅がＴ波オルタナンス値として定義される。この値が、医師によって決定された何らかの閾値を上回っている場合にＴＷＡが存在している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ベースラインのゆらぎは、連続した三つのＱＲＳコンプレクスについてＰ波とＱＲＳコンプレクスとの間で測定された点に基づいて三次スプラインを算出することにより除去されてきた。次いで、このスプライン曲線によって得られる値を、受信搏動データの対応する値から減算する。三次スプラインを算出するためにはＱＲＳコンプレクスに先行する等電区域内の点を用いるので、この方法は、ＱＲＳコンプレクスの終盤とＴ波の終盤との間でのベースラインのゆらぎを適正に補正することができない。
【０００７】
ベースラインのゆらぎを比較的正しく補正するためには、三次スプライン補正を算出するときにＴ波の後の追加点を利用することが好ましい。しかしながら、ＱＲＳコンプレクスの前の等電区域の振幅と、Ｔ波とＰ波との間での等電区域の振幅とは異なる。ＱＲＳコンプレクスの前の等電区域は、心房再分極の影響を受けている。両方の「等電区域」の振幅が異なる他の理由としては、ＰＲ間隔が短いこと、又はＰ波とＴ波とが合体していることが挙げられる。ＱＲＳコンプレクスの前の点及びＴ波の後の点に三次スプライン補正アルゴリズムを適用すると、アルゴリズムは人為的なベースラインのゆらぎを生じ、従って、誤ったＴ波オルタナンス値を生ずる。結果的に、さらに正確なＴＷＡ値を求めるためには、奇心搏と偶心搏とを整列させるより有効な手段が必要とされる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、交互の心搏データすなわち奇心搏と偶心搏とを整列させることによりＴ波オルタナンスを検出する手法を提供する。本発明の好適実施形態では、ディジタル化したＥＣＧ信号を処理のために受信する。このＥＣＧデータを用いて、奇及び偶のメジアン搏動、並びに目標三次スプラインを算出し、次いで、目標三次スプラインを用いて奇及び偶のメジアン搏動複合を整列させる。次いで、奇メジアン複合を偶メジアン複合と比較して、ＥＣＧ信号における搏動間交代現象の振幅の推定値を求める。
【０００９】
メジアン複合を算出する工程は次のように進み得る。複数の奇複合の値のメジアンで第一の配列（奇メジアン複合を表わす）を初期化する。複数の偶複合の値のメジアンで第二の配列（偶メジアン複合を表わす）を初期化する。ＥＣＧデータの新たな奇搏動の標本を第一の配列の対応する値と比較して、この比較に基づいて、第一の配列の値を次のようにして調節する。奇搏動の標本が第一の配列の対応する値を固定した量だけ上回っていたら、対応する値をこの固定した量だけインクリメントする。他の場合には、対応する値を、奇搏動の標本と第一の配列の対応する値との間の差の１／３２だけインクリメントする。この過程を、計算に含めたい他の奇搏動についても繰り返す。次いで、この同じ過程を偶搏動を用いて第二の配列についても同様に実行する。
【００１０】
一旦、奇メジアン複合及び偶メジアン複合が算出されたら、これらの複合を整列させる。この整列は、目標三次スプライン、奇メジアン複合三次スプライン、及び偶メジアン複合三次スプラインを算出することにより行なわれる。次いで、目標三次スプラインと奇メジアン複合三次スプラインとの間の差、及び目標三次スプラインと偶メジアン複合三次スプラインとの間の差を算出する。次いで、これらの差をそれぞれ奇メジアン搏動データ及び偶メジアン搏動データから減算して、これらのデータを補正する（整列させる）。
【００１１】
この整列工程の効果は、奇搏動データと偶搏動データとの間に残留のベースラインのゆらぎがあればこれを最小化することにある。すると、奇搏動データと偶搏動データとのさらに正確な比較を行なうことができる。
【００１２】
本手法の一つの観点では、奇搏動データ及び偶搏動データから導かれて、奇メジアン搏動複合及び偶メジアン搏動複合を整列させるのに有用な参照関数（好適実施形態では目標三次スプライン）を算出する方法が提供される。
【００１３】
本手法のもう一つの観点では、交互の心搏についてのＥＣＧ信号を処理すると共に、三次スプラインを用いてこれらの交互の心搏を整列させる方法が提供される。この方法は、交互のＥＣＧ信号の間でのオルタナンスのような差の検出及び定量を組み入れるように拡張することができる。
【００１４】
本手法のさらにもう一つの観点では、交互の心搏についてのＥＣＧ信号を処理して、これにより、ＥＣＧ信号を処理サーキットリによって解析して参照関数を導くシステムが提供される。ここで、交互のＥＣＧ信号は処理サーキットリによって整列させられ、整列したＥＣＧ信号はメモリ・サーキットリによって保存され、又は表示サーキットリによって表示される。加えて、このシステムは、整列したＥＣＧ信号を処理して、Ｔ波オルタナンスのような交互の信号の間での変動の存在及び大きさを決定することが可能な解析サーキットリを含むように拡張することができる。
【００１５】
本発明のこれらの特徴及び利点並びにその他の特徴及び利点は、図面を参照して以下で詳細に説明される。尚、図面では、類似の参照番号は類似の構成要素を示している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の上述の利点及び他の利点は、以下の詳細な説明及び図面を参照すると明らかになろう。
【００１７】
以下、本発明の好適実施形態を詳細に議論する。特定の構成及び構造を議論するが、この議論は説明の目的のためのみに行なわれていることを理解されたい。当業者であれば、本発明の要旨及び範囲から逸脱せずに他の構成及び構造を利用し得ることが理解されよう。
【００１８】
本発明では、参照関数を算出し、次いで交互の心搏データに適用して、奇心搏と偶心搏とを整列させる。次いで、整列した心搏に比較解析を施すことができ、交互の心搏の間での差を検出して定量化する。好適実施形態では、目標三次スプライン、奇メジアン三次スプライン、及び偶メジアン三次スプラインが同じ態様で算出されており、これらの三次スプラインの各々が一対の三次スプラインを含んでおり、以下のようにして決定される。尚、下記の文字表現を用いる。
【００１９】
Ｔは参照時刻を表わす。
【００２０】
ｔは可変時刻を表わす。
【００２１】
ｙはある時刻ｔに測定されたＥＣＧ周期での振幅を表わす。
【００２２】
ｓ（ｔ）はスプライン関数によって算出される時刻ｔでのスプライン・セグメントにおける振幅である。
【００２３】
ＥＣＴ周期は複数の標本から成っている。一周期内では、ｙは時刻ｔの点でのＥＣＧ標本の振幅である。同様に、ｙ1はｔ＝Ｔ1のときのＥＣＧ周期の振幅である。
【００２４】
先ず、Ｔ1＜Ｔ2＜Ｔ3となるような三つの参照点（Ｔ1，ｙ1）、（Ｔ2，ｙ2）及び（Ｔ3，ｙ3）を決定する。点（Ｔ1，ｙ1）は、Ｐ波の前の時刻Ｔ1の点である。点（Ｔ2，ｙ2）は、ＱＲＳコンプレクスの前の時刻Ｔ2の点である。点（Ｔ3，ｙ3）は、Ｔ波の後の時刻Ｔ3の点である。これら三つの点を用いて、Ｔ1、Ｔ2及びＴ3によって画定される二つの領域に拡がる二つのスプラインを算出する。スプラインｓ1（ｔ）はｔ＝Ｔ1とｔ＝Ｔ2との間のものである。スプラインｓ2（ｔ）はｔ＝Ｔ2とｔ＝Ｔ3との間のものである。
【００２５】
以下の式はこれら二つのスプラインの計算を実際に示している。
【００２６】
（１）  ｓ1（ｔ）＝ａ1ｔ3＋ｂ1ｔ2＋ｃ1ｔ＋ｄ1
（２）  ｓ2（ｔ）＝ａ2ｔ3＋ｂ2ｔ2＋ｃ2ｔ＋ｄ2
係数ａ1、ａ2、ｂ1、ｂ2、ｃ1、ｃ2、ｄ1及びｄ2は上の二つのスプライン方程式の下記の導関数を用いて算出される。
【００２７】
（３）  ｓ1′（ｔ）＝３ａ1ｔ2＋２ｂ1ｔ＋ｃ1→ｓ1′（０）＝ｃ1
（４）  ｓ1″（ｔ）＝６ａ1ｔ＋２ｂ1→ｓ1″（０）＝２ｂ1
（５）  ｓ1'''（ｔ）＝６ａ1→ｓ1'''（０）＝６ａ1
（６）  ｓ2′（ｔ）＝３ａ2ｔ2＋２ｂ2ｔ＋ｃ2→ｓ2′（０）＝ｃ2
（７）  ｓ2″（ｔ）＝６ａ2ｔ＋２ｂ2→ｓ2″（０）＝２ｂ2
（８）  ｓ2'''（ｔ）＝６ａ2→ｓ2'''（０）＝６ａ2
二つのスプラインの間の移行を滑らかにするために、以下の条件を規定する。
【００２８】
（９）  ｓ1（Ｔ2）＝ｓ2（Ｔ2）
（１０）  ｓ1′（Ｔ2）＝ｓ2′（Ｔ2）及び
（１１）  ｓ1″（Ｔ2）＝ｓ2″（Ｔ2）
この移行を単純化するために、（Ｔ2，ｙ2）を（０，０）に設定して、
（１２）  ｓ1（０）＝ｓ2（０）＝０
（１３）  ｓ1′（０）＝ｓ2′（０）
（１４）  ｓ1″（０）＝ｓ2″（０）
とする。
【００２９】
第一のスプラインは
（１５）  ｓ1″（Ｔ1）＝０
から開始し、第二のスプラインは
（１６）  ｓ2″（Ｔ3）＝０
で終了する。
【００３０】
条件（１２）〜（１６）を当てはめて、係数ａ1、ａ2、ｂ1、ｂ2、ｃ1、ｃ2、ｄ1及びｄ2を算出して式（１）及び式（２）に代入することができる。次いで、ｔの値がＴ1とＴ2との間にあるときのｓ1（ｔ）の値を算出し、次いで、ｔの値がＴ2とＴ3との間にあるときのｓ2（ｔ）の値を算出する。
【００３１】
典型的な実施形態では、上述の式を、該当機能専用の処理回路か又はソフトウェア等の機械読み取り可能なコードでプログラム可能な処理回路かのいずれかの１以上の処理回路によって具現化して解いて、プログラマブルＥＣＧシステムの一部としての機能を実現するとよい。
【００３２】
先ず、ＥＣＧに関連する用語の導入のために図５について説明する。図５では、一つのＥＣＧプロット上に奇心搏と偶心搏とが重ね合わせて示されている。図５は、従来技術の方法による整列を経た後の重ね合わせた奇心搏及び偶心搏を示している。心房の脱分極によって生ずるＰ波偏差５００が示されている。心室の脱分極によって生ずるＱＲＳコンプレクス５１０が示されており、ＱＲＳコンプレクス５１０は、等電線５１２と、Ｒ波偏差５１４と、Ｓ波偏差５１６とで構成されている。また、Ｔ波偏差５２０が示されており、この偏差は心室の再分極によって生ずる。Ｓ波５１６の終盤とＴ波５２０の序盤との間の領域によってＳＴセグメント５２２が画定されている。本手法はＴ波５２０ばかりでなくＳＴセグメント５２２のオルタナンスにも関わっているので、本開示での「Ｔ波オルタナンス」という用語はＴ波５２０及びＳＴセグメント５２２の両方を含んでいる。また、図５には、三つの参照時刻Ｔ1（５３２）、Ｔ2（５３４）及びＴ3（５３６）が示されており、これらの時刻はアルゴリズムの方程式に関して上述したものであり、本手法の三次整列工程に関連して図４でも議論する。
【００３３】
ここで、図１に示す典型的な実施形態について説明する。ＥＣＧデータ系列が、一定の時間にわたって患者１０から収集される。このＥＣＧデータ系列は当技術分野に一般的な態様で収集され、当業者には周知である。具体的には、ＥＣＧシステム２０が誘導２２及び接点パッド２１を介して患者１０に接続されている。患者１０は、ホルタ・システム、安静時ＥＣＧシステム、電気生理試験システム、運動負荷試験システム、又は当技術分野で公知のその他の形式のシステムのいずれで監視されていてもよい。ＥＣＧシステム２０は、誘導２２に接続されている信号受信器２４と、後述するＴＷＡ計算機能及び整列機能を実行する処理サーキットリ２６と、プリンタ３２又は表示ユニット３４のような出力装置へ出力インタフェイス３０を介して信号を伝達する表示サーキットリ２８と、信号受信器２４、処理サーキットリ２６又は表示サーキットリ２８がアクセスすることのできるメモリ・サーキットリ３６とで構成されている。ＥＣＧシステム２０を構成するサーキットリは、１以上のコンピュータ・システム又は他の処理システムで具現化されていてよく、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせを用いて具現化されていてよい。ＥＣＧシステム２０を構成するサーキットリは理想的には、通信インフラストラクチャ３８に沿って相互接続されている。好適実施形態では、本手法は、ＥＣＧシステム２０のための構成設定コードを含んでいるプログラムであって、磁気ディスク若しくは光学ディスク等の機械読み取り可能な媒体から、又は構成設定可能なネットワーク接続を介して、システムがアクセスすることのできる機械読み取り可能なコードで書かれているプログラムを介して具現化される。加えて、プログラム又はＥＣＧデータ系列の構成要素は、所望があれば第二の機械読み取り可能な媒体からアクセスを受けてもよい。
【００３４】
図２は、ＥＣＧシステム２０の好適実施形態の構成要素及びこれら構成要素の相互関係の機能ブロック図を示す。操作者５０がユーザ・インタフェイス・モジュール５５によってＥＣＧ２０と対話的相互作用を行なう。ユーザ・インタフェイス・モジュール５５は、信号受信器２４と誘導２２とで構成されている監視モジュール６０に接続されている。監視モジュール６０及びユーザ・インタフェイス・モジュール５５は次いで、少なくとも処理サーキットリ２６で構成されている処理モジュール６５に接続されている。次いで、処理モジュール６５及びユーザ・インタフェイス・モジュール５５は、少なくとも表示サーキットリ２８で構成されておりさらに可能であればプリンタ３２又は表示ユニット３４のような装置への出力インタフェイス３０を含んでいる出力モジュール７０に接続されている。
【００３５】
ＥＣＧシステムはさらに、少なくともメモリ・サーキットリ３６を含んでいるメモリ・モジュール７５で構成されている。メモリ・モジュール７５は、標準的なＲＡＭメモリ、ハード・ディスク・ドライブのような磁気記憶媒体、又は光学ディスクのような光学記憶媒体等の構成要素を含んでいてよい。信号データが一時記憶又は長期記憶のために監視モジュール６０からメモリ・モジュール７５へ渡されるように、監視モジュール６０はメモリ・モジュール７５に接続されていてよい。ＥＣＧ信号データが処理モジュール６５からメモリ・モジュール７５へ又はメモリ・モジュール７５から処理モジュール６５へ渡され得るように、処理モジュール６５もまたメモリ・モジュール７５に接続されていてよい。最後に、データがメモリ・モジュール７５から出力モジュール７０へ渡され得るように、出力モジュール７０はメモリ・モジュール７５に接続されていてよい。ユーザ・インタフェイス・モジュール５５もメモリ・モジュール７５に接続されていてもよいが、好適実施形態では、その代わりに、処理モジュール６５又は監視モジュール６０のような他のモジュールを介してメモリ・モジュール７５と相互作用する。
【００３６】
ここで図３について説明する。処理サーキットリ２６によって全体的に実行される機能がブロック図として示されており、参照番号９０によって全体的に示されている。ＥＣＧデータは信号受信器２４、外部データ・ソース（例えばインターネット）又はメモリ・サーキットリ３６のいずれかから処理サーキットリ内に受信される。次いで、処理後の出力、すなわちＴＷＡ値、整列したＥＣＧ信号又はこれら両方が表示サーキットリ２８又はメモリ・サーキットリ３６へ送信される。
【００３７】
好適実施形態は、第一及び第二のメジアン搏動複合を包含している。理想的には、これら二つのメジアン搏動表現は別個に且つ独占的に、奇搏動データ及び偶搏動データを含んでいる。本書で用いられる「メジアン複合」という用語は、ＥＣＧデータの１以上の搏動のメジアン表現を指すものとする。メジアン複合は単一のみの搏動を表わしていてもよいが、多数の搏動が複合のメジアン値に寄与していると好ましい。結果として得られるメジアン複合は、該メジアン複合に寄与している搏動（奇又は偶）の標本の平均を表わす。但し、好適実施形態では、任意の一つの搏動がメジアン複合に対して及ぼし得る影響が限定されるようにして平均を取るため、メジアン複合は真の平均値ではない。その代わりに、加重関数又は加重平均を用いてメジアン複合を決定する。この加重関数は、寄与する搏動とメジアン複合との間の差に応じて、固定された増分又は標本搏動の振幅とメジアン複合との間の差の１／３２だけメジアン複合をインクリメントする。
【００３８】
ステップ１３０及び１４０において、ＥＣＧデータを用いて奇メジアン複合及び偶メジアン複合を算出する。ステップ１３０では、複数の奇複合の値のメジアンで第一の配列を初期化する。例えば、ＥＣＧデータの最初の搏動の標本を奇メジアン複合の初期値として用いてよい。代替的には、以前のＥＣＧセグメントが処理済である場合には、この計算から得られている奇メジアン値を初期奇メジアン値として用いてもよい。ＥＣＧデータの奇搏動は標本毎に奇メジアン複合と比較される。各々の奇搏動（すなわち搏動１、３、５、７、９及び以下同様）がＱＲＳコンプレクスの最初の勾配に基づいて識別される。好適実施形態では、搏動は、ＱＲＳコンプレクスの最初の勾配から４５０ミリ秒前の点と、ＱＲＳコンプレクスのこの勾配から５５０ミリ秒後の点との間に生じる合計１．０秒のＥＣＧデータ分のＥＣＧデータとして識別される。５００Ｈｚのサンプリング速度では、これにより搏動当たり５００の標本が得られる。このようにして、最初の搏動を用いて奇メジアン複合を初期化したら、第三の搏動（すなわち次の奇搏動）に相当する５００のサンプルが、奇メジアン複合の対応する５００の標本と比較される。
【００３９】
奇メジアン複合の対応する標本と比較される奇搏動の各々の標本について、標本の結果を試験する。現在の搏動の標本がメジアン複合の対応する値を所定の量だけ上回っていたら、メジアン複合の対応する値を所定の量だけインクリメントする。現在の奇搏動の標本が奇メジアン複合の対応する値をこの所定の量だけ上回っていなければ、奇メジアン複合の対応する値を、現在の奇搏動の標本と奇メジアン複合の対応する値との間の差の１／３２だけインクリメントする。
【００４０】
これらの工程を、所望の数の奇搏動（すなわち少なくとも一つ）が処理されるまで各々の奇搏動の各々の標本について繰り返す。結果として得られる奇メジアン複合は、奇搏動の標本の平均を表わす。次いで、同じ過程を偶搏動を用いて第二の配列についても同様に実行する。
【００４１】
一旦、奇メジアン複合及び偶メジアン複合が算出されたら、これらのメジアン複合を三次整列工程１５０によって整列させる。三次整列工程１５０は図４にさらに詳細に示されている。
【００４２】
ここで図４について説明する。同図には、三次整列工程１５０の具現化形態の流れ図が示されている。三次整列工程１５０は、偶メジアン搏動複合及び奇メジアン搏動複合の両者を整列させる参照関数によって実現される。好適実施形態では、参照関数は目標三次スプラインである。この目標三次スプラインは、奇メジアン搏動と偶メジアン搏動との間に正確に位置している三つの参照点に基づいて算出される。これら三つの点は、ｙ1＝（ｙ1(odd)＋ｙ1(even)）／２としたＰ波５００の前のＴ1（５３２）、ｙ2＝（ｙ2(odd)＋ｙ2(even)）／２としたＱＲＳコンプレクス５１０の前のＴ2（５３４）、及びｙ3＝（ｙ3(odd)＋ｙ3(even)）／２としたＴ波５２０の後のＴ3（５３６）である。これら三つの参照時刻は、処理される各々の搏動毎に二つの別個の範囲又は領域を画定しており、整列させられて比較され得る各メジアン複合に沿った共通の区間を画定している。これら三つの点を点選択工程４００として線図に示す。
【００４３】
点選択工程４００の後に、目標三次スプライン（ＴＣＳ）計算工程４０５を実行する。ＴＣＳ計算は、式（１）及び式（２）で構成されており、点（Ｔ1，ｙ1）、（Ｔ2，ｙ2）及び（Ｔ3，ｙ3）に基づいて式（３）〜式（１６）を用いて解かれる。
【００４４】
ＴＣＳの計算の後に、奇点選択工程４０８及び奇メジアン搏動三次スプライン計算工程４１０を実行する。奇点選択工程４０８は点選択工程４００に対応している。奇メジアン搏動複合上で、Ｐ波５００の前のＴ1（５３２）、ＱＲＳコンプレクス５１０の前のＴ2（５３４）、及びＴ波５２０の後のＴ3（５３６）に位置する三つの点が選択される。次いで、ＴＣＳの計算と同様に奇メジアン搏動三次スプラインの計算を実行するが、ｙ1が時刻Ｔ1（５３２）でのｙ1（ｏｄｄ）に等しくなるようにして奇メジアン搏動データのＴ1に対応する振幅ｙ1を用いる点が異なる。点ｙ2及び点ｙ3も同様に導かれる。
【００４５】
次に、アルゴリズムは、奇差計算工程４１５において奇メジアン搏動三次スプラインと目標三次スプラインとの間の差を算出する。次いで、奇整列工程４２０においてこの差を奇メジアン搏動から減算する。この減算（整列）は、あらゆる奇標本が補正されるように奇メジアン搏動の各々の標本について実行される。結果が奇メジアン搏動複合となる。
【００４６】
同様に、偶点選択工程４２２及び偶メジアン搏動三次スプライン計算工程４２５を、ｙ1が偶メジアン搏動複合の時刻Ｔ1（５３２）でのｙ1（ｅｖｅｎ）に等しくなるようにして実行する。偶メジアン搏動三次スプラインの計算の後に、偶差計算工程４３０及び偶整列工程４３５が実行され、これらの工程はそれぞれ奇搏動の対応工程４１５及び４２０に呼応している。
【００４７】
三次整列は、点の位置について極めて寛容である。三次整列は、心房再分極又は短いＰＲ間隔によってＱＲＳコンプレクス５１０の前の等電線が隠れていたり、他の二つの点においてＴ波５２０とＰ波５００との合体によって等電ＴＰ間隔が隠れていたりする場合でも極めて良好な結果を与える。
【００４８】
比較のために、従来技術の方法によって処理された整列されていないメジアン搏動複合を図５にプロットし、他方、本発明による整列した同じメジアン搏動複合を図６にプロットする。図６はまた、連続した搏動のＴ波の重なり合った部分の間の最大差として観察されるＴ波オルタナンス５３０の存在も示している。図５と図６との比較は、本手法によって達成される奇メジアン複合と偶メジアン複合との整列による偽陽性のＴ波オルタナンスの除去を実証している。本手法によって教示されている奇メジアン搏動複合及び偶メジアン搏動複合のこの整列は、Ｔ波オルタナンス５３０の事象の決定及び定量の両方に重要である。Ｔ波オルタナンスの事象の存在を決定するためのＴ波オルタナンス閾値に関する一致した見解は現在のところ存在していないが、当業者は、適当なＴ波オルタナンス閾値として本発明と共に適用される適当な診断参照値を決定することができる。
【００４９】
ここで、図３に戻ると、三次整列工程１５０の後に、非線形フィルタ処理工程１７０及びＴＷＡ計算工程１６０を実行する。ＴＷＡ計算工程１６０では、整列した奇メジアン搏動複合と偶メジアン搏動複合とを比較して、ＥＣＧデータにおける搏動間交代現象の振幅の推定値を求める。この推定値は、ＴＷＡが存在しているか否かを判定するための何らかの診断参照値と比較されるＴＷＡ値となる。本発明の好適実施形態では、この比較は、ＳＴセグメント５２２及びＴ波５２０を包含する領域での整列した奇メジアン複合及び偶メジアン複合の対応する値同士の間の振幅の最大差の量（｜ｙ(odd)−ｙ(even)｜）を決定するものである。
【００５０】
ＴＷＡ値を算出するときに、高周波数雑音によってＴＷＡ値がかなり損なわれる場合がある。従って、非線形フィルタ処理工程１７０を実行する。非線形フィルタは二つの２０ｍｓウィンドウを有しており、一方は奇メジアン搏動に、他方は偶メジアン搏動に用いられ、両方ともＱＲＳコンプレクス５１０の終盤に開始する。各ウィンドウのすべての振幅の間の最小差の量を選択して記憶し、次いで、ウィンドウをＴ波５２０の終盤に向かって一段階だけ移動させる。最小差の量を再び選択して記憶し、再度ウィンドウを移動させる。この手順を、ウィンドウがＴ波５２０の終盤に達するまで繰り返す。記憶されている値においては、高周波数雑音がフィルタ除去されている。次いで、記憶されている値の最大差を検索することによりＴＷＡ値を算出する。
【００５１】
尚、最初の測定区間については、奇搏動は搏動１、３、５、７及び以下同様で測定区間の終盤に到ることを特記しておく。同様に、最初の測定区間についての偶搏動は、搏動２、４、６、８及び以下同様で測定区間の終盤に到る。すべての連続した測定区間について、直前の測定区間の最後の搏動が偶であれば、奇搏動は搏動１、３、５、７等となり、偶搏動は搏動２、４、６、８等となる。しかしながら、直前の測定区間の最後の搏動が奇であれば、奇搏動は搏動２、４、６、８等となり、偶搏動は搏動１、３、５、７等となる。この後者の規則によって、データ収集に多数の測定区間が関わる場合にＥＣＧデータ標本の全体にわたる奇搏動及び偶搏動の相対的なグループ分けが保持される。
【００５２】
本発明に様々な改変及び代替的形態を適用してよいが、特定の実施形態を例示のために図面に示すと共に本書に詳細に記載した。しかしながら、本発明は、開示した特定の形態に限定される訳ではないことを理解されたい。寧ろ、本発明は、特許請求の範囲によって画定される本発明の要旨及び範囲に含まれるすべての改変、均等構成及び代替構成を網羅している。
【図面の簡単な説明】
【図１】心電図処置を受けている患者についての典型的な応用及びこれに関連して理想化された心電図システムの構成要素を示す図である。
【図２】本発明の好適実施形態を表わすシステムの機能ブロック図である。
【図３】本発明の好適実施形態を表わす交互のＥＣＧ信号を収集して解析する方法のブロック図である。
【図４】本発明の好適実施形態によって交互のＥＣＧデータ信号を収集し、解析して整列させるときに踏まれる工程を示す流れ図である。
【図５】従来技術の方法によってベースライン除去ゆらぎフィルタ処理を経た奇心搏と偶心搏とを重ね合わせたＥＣＧプロット図である。
【図６】本発明の好適実施形態による整列を経た奇心搏と偶心搏とを重ね合わせたＥＣＧプロット図である。
【符号の説明】
１０  患者
２０  ＥＣＧシステム
２１  接点パッド
２２  誘導
３８  通信インフラストラクチャ
９０  処理サーキットリ２６による諸機能
５００  Ｐ波偏差
５１０  ＱＲＳコンプレクス
５１２  等電線
５１４  Ｒ波偏差
５１６  Ｓ波偏差
５２０  Ｔ波偏差
５２２  ＳＴセグメント
５３０  Ｔ波オルタナンス
５３２、５３４、５３６  参照時刻
【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５】
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【図６】
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