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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet des Gesundheitswesens und bezieht sich insbesondere auf eine Messvorrichtung für biologische Informationen.
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STAND DER TECHNIK
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In den letzten Jahren hat sich ein Gesundheitsmanagement immer mehr verbreitet, bei dem mit individuellen Körpern und Gesundheit in Verbindung stehende Informationen (nachstehend auch als „biologische Informationen“ bezeichnet), wie ein Blutdruckwert und eine elektrokardiografische Wellenform, mittels einer Messvorrichtung gemessen werden, wobei die Messergebnisse von einem Informationsverarbeitungsendgerät aufgezeichnet und analysiert werden.
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Als ein Beispiel für eine vorstehend beschriebene Messvorrichtung wurde eine Messvorrichtung für biologische Informationen vorgeschlagen, die konfiguriert ist, um eine Abtastperiode der Erkennung biologischer Informationen gemäß einem diagnostischen Zweck ändern zu können (Patentliteratur 1). Die Patentliteratur 1 beschreibt eine Messvorrichtung für biologische Informationen, die mit einer Messeinheit versehen ist, die einen Photoplethysmografen und eine Analyseeinheit einschließt, wobei eine Abtastperiode der Erfassung durch den Photoplethysmografen gemäß einem Verbindungszustand zwischen der Messeinheit und der Analyseeinheit geändert wird. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, biologische Informationen bei unterschiedlichen Abtastperioden zu erfassen, die dem Zweck der Messung (Diagnose) durch eine Messvorrichtung entsprechen.
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In den letzten Jahren ist der Bedarf an einer frühzeitigen Erkennung von Krankheiten und eine angemessene Behandlung durch kontinuierliches Erfassen biologischer Informationen mit einer Messvorrichtung, die im täglichen Leben ständig am Körper angebracht ist, gestiegen. Bei einer sogenannten tragbaren Vorrichtung, die solche Bedürfnisse erfüllt, ist es wünschenswert, dass die tragbare Vorrichtung vom Gesichtspunkt der Tragbarkeit her so klein wie möglich gemacht wird, und es gibt normalerweise Einschränkungen hinsichtlich Batteriekapazität, Speicherkapazität und dergleichen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass die ständig zu messenden und aufzuzeichnenden Daten, die minimal notwendigen Daten sind und dass Daten, die für die Diagnose erforderlich und ausreichend sind, gemessen und aufgezeichnet werden, wenn eine Anomalie auftritt.
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In dieser Hinsicht ist es mit der Technik der Patentliteratur 1 möglich, die Abtastperiode von Messdaten durch Verbinden der Messeinheit und der Analyseeinheit zu ändern, und es ist möglich, eine Messung mit einer langen Abtastperiode (niedrige Abtastfrequenz) zum Zeitpunkt der normalen Messung durchzuführen und Daten mit eine kurzen Abtastperiode (hohe Abtastfrequenz) durch Verbinden der Analyseeinheit zum Zeitpunkt der Analyse zu erfassen.
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LITERATURLISTE
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2007-117586 A -
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technische Aufgabe
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Bei der in der vorstehenden Patentliteratur 1 beschriebenen Technik ist es jedoch zum Verändern der Abtastfrequenz erforderlich, Vorgänge wie das Verbinden der Verbindungseinheit (Drücken einer Analysetaste) durchzuführen, und es ist notwendig, die Abtastperiode manuell umzuschalten. Aus diesem Grund besteht ein Problem darin, dass das Umschalten der Abtastperiode jedes Mal Zeit in Anspruch nimmt. Da der Benutzer die Abtastperiode manuell und bewusst umschalten muss, ist es außerdem schwierig, eine Anomalie (oder ein Anzeichen davon), wie ein Vorhofflimmern des Herzens, zu erfassen und die Abtastperiode zu einem geeigneten Zeitpunkt umzuschalten.
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Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Technik bereitzustellen, die es ermöglicht, das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Verdachts einer Anomalie in einem Organ als Messziel basierend auf biologischen Informationen, die durch eine Messvorrichtung für biologische Informationen gemessen werden, zu bestimmen und eine Abtastfrequenz von Messdaten gemäß dem Bestimmungsergebnis automatisch umzuschalten.
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Lösung der Aufgabe
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Die Messvorrichtung für biologische Informationen gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt die folgenden Konfigurationen an, um die vorstehend beschriebenen Aufgaben zu lösen. Das heißt, eine Messvorrichtung für biologische Informationen, schließt Folgendes ein:
- eine Sensoreinheit, die vorbestimmte biologische Informationen erfasst, die mit einem Organ eines lebenden Körpers in Verbindung stehen;
- eine A/D-Wandlereinheit, die ein von der Sensoreinheit ausgegebenes Messsignal in ein digitales Signal umwandelt;
- eine Speichereinheit, die Informationen speichert, die ein digitales Signal einschließen, das mit dem von der A/D-Wandlereinheit ausgegebene Messsignal in Verbindung steht;
- eine Analyseverarbeitungseinheit, die das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Verdachts einer Anomalie im Organ durch Analysieren des digitalen Signals bestimmt; und
- eine Messsteuereinheit, die eine Abtastfrequenz, die mit einer A/D-Umwandlung des Messsignals in Verbindung steht, unter einer vorbestimmten Bedingung ändert, wenn die Analyseverarbeitungseinheit bestimmt hat, dass ein Verdacht einer Anomalie in dem Organ vorliegt.
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Gemäß einer solchen Konfiguration ist es beispielsweise möglich, die Abtastfrequenz in der A/D-Wandlereinheit zwischen einer normalen Zeit und einem Zustand, in dem ein Verdacht auf eine Anomalie vorliegt (nachstehend auch einfach als eine anormale Zeit bezeichnet), automatisch zu ändern. Somit ist es beispielsweise möglich, eine Messvorrichtung für biologische Informationen bereitzustellen, die eine kontinuierliche Messung über einen langen Zeitraum durch Mindern des Stromverbrauchs bei einer niedrigen Abtastfrequenz zu einer normalen Zeit durchführen kann und auf Messung bei einer hohen Abtastfrequenz umschalten kann, um automatisch Daten zu erfassen, die für die Diagnose bei einer anormalen Zeit erforderlich sind.
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Darüber hinaus kann die Analyseverarbeitungseinheit bestimmen, dass ein Verdacht auf eine Anomalie im Organ vorliegt, wenn das digitale Signal eine vorbestimmte zweite Bedingung erfüllt, und die Messsteuereinheit verändert die Abtastfrequenz von einer vorbestimmten ersten Frequenz auf eine vorbestimmte zweite Frequenz, die auf einen höheren Wert als die erste Frequenz eingestellt ist, über einen vorbestimmten, zuvor eingestellten Zeitraum, wenn die Analyseverarbeitungseinheit bestimmt hat, dass ein Verdacht einer Anomalie im Organ vorliegt. Die hier erwähnte zweite Bedingung kann beispielsweise darin bestehen, dass ein vorbestimmter Index, der mit der biologischen Informationen Verbindung steht, von einem vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Gemäß einer solchen Konfiguration ist es möglich, wenn eine Anomalie vermutet wird, biologische Informationen für eine erforderliche und ausreichende Zeit bei einer hohen Abtastfrequenz zu erfassen, die eingestellt wurde, um erforderliche und ausreichende Daten zur Durchführung der Diagnose zu erhalten.
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Darüber hinaus kann die Analyseverarbeitungseinheit bestimmen, dass ein Verdacht auf eine Anomalie im Organ vorliegt, wenn das digitale Signal eine vorbestimmte zweite Bedingung erfüllt, und die Messsteuereinheit kann die Abtastfrequenz von einer vorbestimmten ersten Frequenz auf eine vorbestimmte zweite Frequenz ändern, die auf einen höheren Wert als die erste Frequenz eingestellt ist, während die zweite Bedingung erfüllt ist. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, kontinuierlich biologische Informationen bei einer hohen Abtastfrequenz zu erfassen, die eingestellt wurde, um erforderliche und ausreichende Daten zur Durchführung der Diagnose zu erhalten, solange der Verdacht einer Anomalie andauert.
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Außerdem kann das Organ ein Herz sein und das Messsignal kann ein elektrokardiografisches Signal sein. Wenn die Analyseverarbeitungseinheit nicht bestimmt hat, dass ein Verdacht einer Anomalie im Herzen vorliegt, kann ein Herzschlagintervall, das aus dem bei der ersten Frequenz abgetasteten, digitalen Signal erhalten wird, in der Speichereinheit gespeichert werden; und wenn die Analyseverarbeitungseinheit bestimmt hat, dass ein Verdacht einer Anomalie im Herzen vorliegt, kann eine elektrokardiografische Wellenform, die aus dem digitalen, bei der zweiten Frequenz abgetasteten Signal erhalten wird, in der Speichereinheit gespeichert werden. Dabei kann das Herzschlagintervall beispielsweise ein RR-Abstand einer Wellenform sein, die aus dem elektrokardiografischen Signal erhalten werden kann. Mit einer solchen Konfiguration kann der Inhalt der in der Speichereinheit gespeicherten Daten automatisch zwischen der normalen Zeit und der anormalen Zeit umgeschaltet werden, ohne dass ein Vorgang durch den Benutzer erforderlich wäre.
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Insbesondere kann beispielsweise zu einer normalen Zeit das Herzschlagintervall kontinuierlich basierend auf Daten einer niedrigen Abtastfrequenz gespeichert werden, und Daten können kontinuierlich in Reihenfolge von der ältesten Dateneinheit ausgehend gelöscht werden, während nur eine Datenmenge verbleibt, die zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie erforderlich ist (d. h. Informationen, die zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie erforderlich sind). Wenn andererseits eine Anomalie vermutet wird, können die bei der hohen Abtastfrequenz erfassten Daten, insbesondere die elektrokardiografische Wellenform, die eine notwendige und ausreichende Qualität und Menge für die Diagnose aufweisen, gespeichert werden, bis sie bewusst gelöscht werden (d. h. nicht vorübergehend). Demnach ist es möglich, nur die Daten, die zu einer anormalen Zeit bei der hohen Abtastfrequenz erfasst werden, in der Speichereinheit nicht vorübergehend zu speichern, und es ist möglich, Speicherkapazität zu sparen.
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Zusätzlich kann das Organ ein Herz sein, das Messsignal kann ein elektrokardiografisches Signal sein, und die Analyseverarbeitungseinheit kann das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Verdachts einer Anomalie im Herzen basierend auf einem Herzschlagintervall bestimmen, das basierend auf dem digitalen Signal berechnet wird. Zum Beispiel kann ein RR-Abstand einer Wellenform, der aus einem elektrokardiografischen Signal erhalten werden kann, als ein Herzschlagintervall erfasst und vorübergehend gespeichert werden, und das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Verdachts einer Anomalie im Herzen kann basierend auf einer Variation der Herzschlagintervalle bestimmt werden.
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Zusätzlich kann die Analyseverarbeitungseinheit bestimmen, dass der Verdacht einer Anomalie vorliegt, wenn ein Variationswert der Herzschlagintervalle von einem vorbestimmten Schwellenwert abweicht. Das heißt, die vorstehend beschriebene zweite Bedingung kann sein, dass „ein Variationswert der Herzschlagintervalle von einem vorbestimmten Schwellenwert abweicht“. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Verdachts einer Anomalie einfach und zuverlässig zu bestimmen.
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Ferner kann die Messvorrichtung für biologische Informationen eine tragbare Vorrichtung sein, die dazu ausgestaltet ist, konstant an dem lebenden Körper angebracht zu sein. Die vorliegende Erfindung eignet sich für eine Vorrichtung, die eine große Einschränkung hinsichtlich Batteriekapazität und Speicherungskapazität aufweist.
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Außerdem kann die Analyseverarbeitungseinheit ferner Benachrichtigungsmittel zum Mitteilen von Informationen darauf einschließen, wenn die Analyseverarbeitungseinheit bestimmt hat, dass ein Verdacht einer Anomalie in dem Organ vorliegt. Bei einer solchen Konfiguration kann der Benutzer, wenn ein Verdacht auf eine Anomalie vorliegt, sich der Tatsache bewusst sein und kann eine wünschenswerte Handlung zum Erfassen biologischer Informationen zu einer anormalen Zeit ausführen, wie beispielsweise eine ruhende Haltung einnehmen.
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Außerdem können die vorstehend beschriebenen Konfigurationen und Verarbeitungen miteinander kombiniert werden, um die vorliegende Erfindung zu bilden, sofern die Kombination nicht zu Widersprüchen führt.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Technik bereitzustellen, die es ermöglicht, das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Verdachts einer Anomalie in einem Organ als Messziel basierend auf biologischen Informationen, die durch eine Messvorrichtung für biologische Informationen gemessen werden, zu bestimmen und eine Abtastfrequenz von Messdaten gemäß dem Bestimmungsergebnis automatisch umzuschalten.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1A ist eine perspektivische Außenansicht, die einen Überblick über einen tragbaren Elektrokardiografen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 1B ist eine Vorderansicht, die den Überblick über einen tragbaren Elektrokardiografen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration des tragbaren Elektrokardiografen gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Verarbeitung einer elektrokardiografischen Messung in dem tragbaren Elektrokardiografen gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Unterroutine bei Verarbeitung der elektrokardiografischen Messung in dem tragbaren Elektrokardiografen gemäß der Ausführungsform veranschaulicht.
- 5 A ist ein erstes erläuterndes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer elektrokardiografischen Wellenform und Herzschlagintervallen angibt. 5B ist ein zweites erläuterndes Diagramm, das eine elektrokardiografische Wellenform und Herzschlagintervalle angibt.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf der Verarbeitung der elektrokardiografischen Messung gemäß einem modifizierten Beispiel der Ausführungsform veranschaulicht.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen spezifisch beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Abmessung, das Material, die Form, die relative Anordnung und dergleichen der in dieser vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen, sofern nicht anders angegeben, nicht dazu gedacht sind, den Umfang dieser Erfindung allein auf sie zu beschränken.
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Vorrichtung zur Messung elektrokardiografischer Wellenformen
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1A und 1B sind ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines tragbaren Elektrokardiografen 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranschaulicht, wobei 1A eine perspektivische Außenansicht des tragbaren Elektrokardiografen 1 ist und 1B eine Vorderansicht des tragbaren Elektrokardiografen 1 ist.
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Wie in 1A und 1B veranschaulicht, schließt der tragbare Elektrokardiograf 1 im Allgemeinen einen Hauptkörperabschnitt 10, der eine Steuereinheit (in 1A und 1B nicht veranschaulicht), eine Bedieneinheit 107, eine Anzeigeeinheit 106 und dergleichen und einen Riemenabschnitt 20, einschließlich einer Elektrodeneinheit 21, die aus einer Vielzahl von Elektroden 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f gebildet ist, ein. Jede Elektrode der Elektrodeneinheit 21 ist über einen leitfähigen Draht (nicht veranschaulicht) oder dergleichen, der innerhalb des Riemenabschnitts 20 angeordnet ist, elektrisch mit dem Hauptkörperabschnitt 10 verbunden. Der Benutzer trägt den tragbaren Elektrokardiografen 1 unter Verwendung des Riemenabschnitts 20 beispielsweise am linken Oberarm, sodass jede Elektrode der Elektrodeneinheit 21 mit der Hautoberfläche in Kontakt kommt, wodurch eine kontinuierliche elektrokardiografische Messung jederzeit ermöglicht wird.
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Die Bedieneinheit 107 besteht aus einer Vielzahl von Bedientasten (wie einer Auswahltaste, einer Bestimmungstaste und einer Einschalttaste). Die Anzeigeeinheit 106 ist beispielsweise durch eine Vielzahl von LEDs als ein Indikator (wie die Anomaliebenachrichtigung, die Kommunikationszustandsanzeige und die Batteriezustandsanzeige) konfiguriert.
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2 veranschaulicht ein Blockdiagramm, das eine funktionelle Konfiguration des tragbaren Elektrokardiografen 1 veranschaulicht. Wie in 2 veranschaulicht wird, schließt der tragbare Elektrokardiograf 1 jeweilige Funktionseinheiten ein, einschließlich einer Steuereinheit 101, der Elektrodeneinheit 21, einer Verstärkereinheit 102, einer Analog-Digital-Wandlereinheit (A/D-Wandlereinheit) 103, einer Speichereinheit 105, der Anzeigeeinheit 106, der Bedieneinheit 107, einer Stromquelleneinheit 108, einer Kommunikationseinheit 109, einer Analyseverarbeitungseinheit 110 und einer Messsteuereinheit 111.
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Die Steuereinheit 101 ist ein Mittel zum Steuern des tragbaren Elektrokardiografen 1 und ist derart konfiguriert, dass sie eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit, CPU) und dergleichen aufweist. Als Reaktion auf das Empfangen der Bedienung des Benutzers über die Bedieneinheit 107 steuert die Steuereinheit 101 jede Komponente des tragbaren Elektrokardiografen 1 derart, dass sie verschiedene Verarbeitungen, wie eine elektrokardiografische Messung und eine Informationsübermittlung, gemäß einem vorbestimmten Programm ausführt. Es ist zu beachten, dass das vorbestimmte Programm in der nachstehend beschriebenen Speichereinheit 105 gespeichert ist und von hier ausgelesen wird. Zusätzlich schließt die Steuereinheit 101 als funktionelles Modul die Analyseverarbeitungseinheit 110 zum Analysieren der elektrokardiografischen Signale und die Messsteuereinheit 111 ein. Diese Funktionseinheiten werden nachstehend ausführlich beschrieben.
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Die Elektrodeneinheit 21 schließt die sechs Elektroden 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f ein und fungiert als eine Sensoreinheit zum Erkennen elektrokardiografischer Signale. Insbesondere bilden in einem Zustand, in dem der tragbare Elektrokardiograf 1 getragen wird, zwei einander gegenüberliegende Elektroden ein Paar und ein elektrokardiografisches Signal wird basierend auf einer Potentialdifferenz zwischen den zwei Elektroden, die das Paar bilden, erkannt. Das heißt, von den drei Elektrodenpaaren können gleichzeitig drei Arten elektrokardiografischer Signale erkannt werden. Die Verstärkereinheit 102 weist eine Funktion zum Verstärken der von der Elektrodeneinheit 21 ausgegebenen Signale auf.
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Die A/D-Wandlereinheit 103 wandelt analoge Signale, die von der Verstärkereinheit 102 verstärkt wurden, mit einer vorbestimmten Abtastfrequenz unter der Steuerung der Messsteuereinheit 111 in digitale Signale um und gibt die digitalen Signale aus. Die Ausgabesignale werden unter der Steuerung der Messsteuereinheit 111 verarbeitet und in der Speichereinheit 105 gespeichert. Wie nachstehend ausführlich beschrieben wird, kann eine Abtastfrequenz in der A/D-Wandlereinheit 103 und der Inhalt der in der Speichereinheit 105 gespeicherten Informationen unter der Steuerung der Messsteuereinheit 111 geändert werden.
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Eine Zeitgebereinheit 104 dient zur Messung der Zeit in Bezug auf eine Echtzeituhr (RTC, nicht veranschaulicht). Beispielsweise wird, wie nachstehend beschrieben, die Zeit, in der ein vorbestimmtes Ereignis auftritt, gezählt und ausgegeben.
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Die Speichereinheit 105 schließt eine Hauptspeichervorrichtung (nicht veranschaulicht), wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM), ein und speichert verschiedene Arten von Informationen, wie Anwendungsprogramme und von der A/D-Wandlereinheit 103 übertragene Daten (Herzschlaginformationen und elektrokardiografische Wellenformen). Zusätzlich zum RAM ist beispielsweise ein Langzeitspeichermedium wie ein Flash-Speicher bereitgestellt.
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Die Anzeigeeinheit 106 schließt lichtemittierende Elemente, wie LEDs, ein und informiert den Benutzer über den Zustand der Vorrichtung und das Auftreten eines vorbestimmten Ereignisses durch Aufleuchten, Blinken oder dergleichen der LEDs. Zusätzlich schließt die Bedieneinheit 107 eine Vielzahl von Bedientasten und Funktionen ein, um eine Eingabebedienung des Benutzers über die Bedientasten zu empfangen und die Steuereinheit 101 zu veranlassen, eine Verarbeitung gemäß dem Vorgang auszuführen.
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Die Stromquelleneinheit 108 schließt eine Batterie (nicht veranschaulicht) ein, die die für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Leistung liefert. Die Batterie kann beispielsweise eine Sekundärbatterie, wie ein Lithium-Ionen-Akkumulator, oder eine Primärbatterie sein. Wenn eine Sekundärbatterie eingeschlossen ist, kann ein Ladeanschluss oder dergleichen bereitgestellt sein. Die Kommunikationseinheit 109 schließt beispielsweise eine Antenne für drahtlose Kommunikation und einen drahtgebundenen Kommunikationsanschluss ein (beide nicht veranschaulicht) und dient der Kommunikation mit einer anderen Vorrichtung, wie einem Informationsverarbeitungsendgerät. Es ist zu beachten, dass die Kommunikationseinheit 109 auch als Ladeanschluss dienen kann.
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Die Analyseverarbeitungseinheit 110 analysiert Daten, die in der Speichereinheit 105 gespeichert sind, bestimmt basierend auf den aus den Daten erhaltenen Herzschlagintervallen, ob ein Verdacht einer Anomalie im Herzen (oder in dessen Verhalten) vorliegt oder nicht, und gibt das Ergebnis aus. Insbesondere wenn beispielsweise ein Variationswert der Herzschlagintervalle von vorbestimmten Schwellenwerten (obere und untere Grenzwerte) abweicht, wird bestimmt, dass ein Verdacht einer Anomalie im Herzen vorliegt.
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Die Messsteuereinheit 111 steuert die Abtastfrequenz der A/D-Wandlereinheit 103 und den Inhalt der in der Speichereinheit 105 gespeicherten Daten basierend auf einer vorbestimmten Bedingung. Genauer gesagt wird in einer normalen Zeit, wenn kein Verdacht auf eine Anomalie im Herzen vorliegt (wenn die Analyseverarbeitungseinheit 110 kein Ergebnis einer Bestimmung einer Anomalie ausgegeben hat), die Steuerung so durchgeführt, dass die elektrokardiografischen Signale bei einer niedrigen Abtastfrequenz für eine normale Zeit (zum Beispiel von 30 Hz bis 50 Hz) digital umgewandelt (abgetastet) werden, Herzschlagintervalle aus einer Wellenform der Signale extrahiert werden (im Folgenden werden Informationen bezüglich der Herzschlagintervalle auch als Herzschlagintervalldaten bezeichnet), und die Herzschlagintervalldaten in der Speichereinheit 105 gespeichert werden. Im Folgenden wird die Abtastfrequenz in einer normalen Zeit auch einfach als niedrige Frequenz bezeichnet. Das Herzschlagintervall kann beispielsweise durch Extrahieren von Peaks der Amplitude (die R-Wellen eines Elektrokardiogramms entsprechen) in der elektrokardiografischen Wellenform und Erhalten eines Zeitintervalls zwischen benachbarten Peaks erhalten werden. Die Speicherung der Herzschlagintervalldaten in der Speichereinheit 105 ist vorübergehend und die älteste Dateneinheit wird kontinuierlich gelöscht, während (kohärente) Herzschlagintervalldaten zurückbehalten werden, die für die Analyseverarbeitungseinheit 110 erforderlich sind, um eine Anomalie-Bestimmung durchzuführen.
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Andererseits ändert die Messsteuereinheit 111 in einer anormalen Zeit, in der ein Verdacht einer Anomalie im Herzen vorliegt (wenn die Analyseverarbeitungseinheit 110 ein Ergebnis einer Bestimmung einer Anomalie ausgegeben hat) die Abtastfrequenz auf einen Wert (beispielsweise von 250 Hz bis 1000 Hz), der hoch genug ist, um eine elektrokardiografische Wellenform zu erhalten, die als Elektrokardiogramm verwendet werden kann. Im Folgenden wird die Abtastfrequenz in einer anormalen Zeit auch einfach als hohe Frequenz bezeichnet. Danach wird, wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, die Abtastfrequenz wieder in eine niedrige Frequenz geändert. Es ist zu beachten, dass Wellenformdaten (im Folgenden als elektrokardiografische Wellenformdaten bezeichnet), die aus digital umgewandelten elektrokardiografischen Signalen in einer anormalen Zeit bei einer hohen Frequenz erhalten werden, als nicht vorübergehende Daten in der Speichereinheit 105 gespeichert werden.
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Verarbeitung der elektrokardiografischen Messung unter Verwendung des tragbaren Elektrokardiografen
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Als Nächstes wird auf Grundlage von 3 der Betrieb des tragbaren Elektrokardiografen 1 beschrieben, der bei der Durchführung der elektrokardiografischen Messung durchgeführt wird. 3 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur veranschaulicht, die ausgeführt wird, wenn die elektrokardiografische Messung unter Verwendung des tragbaren Elektrokardiografen 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird.
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Vor der elektrokardiografischen Messung trägt der Benutzer den tragbaren Elektrokardiografen 1 unter Verwendung des Riemenabschnitts 20 beispielsweise am linken Oberarm, sodass jede Elektrode der Elektrodeneinheit 21 mit der Hautoberfläche in Kontakt kommt. Durch Betätigen der Bedientasten wird die elektrokardiografische Messung gestartet.
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Wenn die elektrokardiografische Messung gestartet ist, stellt die Steuereinheit 101 (Messsteuereinheit 111) zuerst die Abtastfrequenz der A/D-Wandlereinheit 103 auf eine niedrige Frequenz (S101) ein. Dann werden elektrokardiografische Signale von der Elektrodeneinheit 21 (S102) erfasst und bei einer niedrigen Frequenz durch die A/D-Wandlereinheit 103 digital umgewandelt, wobei Herzschlagintervalle aus der Wellenform der Signale extrahiert (S103) und Herzschlagintervalldaten in der Speichereinheit 105 gespeichert (S104) werden. Anschließend führt die Analyseverarbeitungseinheit 110 eine Bestimmung des Vorliegens/Nichtvorliegens einer Anomalie daraufhin durch, ob ein Verdacht einer Anomalie im Herzen vorliegt (S105).
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4 veranschaulicht einen Ablauf einer Unterroutine der Verarbeitung für die Bestimmung des Vorliegens/Nichtvorliegens einer Anomalie, die in Schritt S105 durchgeführt wird. Wie in 4 veranschaulicht, prüft die Analyseverarbeitungseinheit 110 zunächst, ob eine Menge von Herzschlagintervalldaten, die für das Vorliegen/Nichtvorliegen einer Anomalie erforderlich sind, in der Speichereinheit 105 gespeichert ist (S201). Dabei wird, wenn bestimmt wird, dass keine erforderliche Menge von Herzschlagintervalldaten gespeichert ist, die Verarbeitung von Schritt S201 wiederholt. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die erforderliche Datenmenge gespeichert ist, wird basierend auf den Daten (S202) bestimmt, ob ein Variationswert der Herzschlagintervalle von vorbestimmten oberen und unteren Grenzschwellenwerten abweicht oder nicht.
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5A und 5B sind Diagramme, die Herzschlagintervalldaten zu einer normalen Zeit ohne Anomalie und Herzschlagintervalldaten zu einer anormalen Zeit angeben. In 5A sind die Herzschlagintervalldaten zur normalen Zeit als Diagramm mit Zeit auf der X-Achse und dem Wert des Herzschlagintervalls auf der Y-Achse zusammen mit einem entsprechenden Graphen einer elektrokardiografischen Wellenform angegeben. In 5B sind die Herzschlagintervalldaten zur anormalen Zeit als Diagramm mit Zeit auf der X-Achse und dem Wert des Herzschlagintervalls auf der Y-Achse zusammen mit einem entsprechenden Graphen einer elektrokardiografischen Wellenform angegeben. Gestrichelte Linien in der Figur geben obere und untere Grenzschwellenwerte für die Bestimmung des Vorliegens/Nichtvorliegens einer Anomalie an, und die Schwellenwerte können beispielsweise Werte von ± 25 ms des durchschnittlichen Herzschlagintervalls sein.
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In Schritt S202 bestimmt die Analyseverarbeitungseinheit 110, wenn ein Variationswert der Herzschlagintervalle nicht von den oberen und unteren Grenzschwellenwerten abweicht, dass das Herz (dessen Verhalten) normal ist (S203), und die Unterroutine wird beendet. Wenn andererseits die Herzschlagintervalle vom oberen und unteren Grenzschwellenwert abweichen, wird bestimmt, dass ein Verdacht einer Anomalie im Herzen (S204) vorliegt, und die Unterroutine wird beendet.
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Die Beschreibung des Ablaufs der in 3 veranschaulichten gesamten elektrokardiografischen Messung fortführend, kehrt, wenn in Schritt S105 bestimmt wird, dass kein Verdacht auf eine Anomalie im Herz vorliegt (normal), der Ablauf zu Schritt S102 zurück und die nachfolgende Verarbeitung wird wiederholt. Wenn andererseits in Schritt S105 bestimmt wird, dass ein Verdacht einer Anomalie vorliegt, ändert die Messsteuereinheit 111 die Abtastfrequenz in der A/D-Wandlereinheit 103 auf eine hohe Frequenz (S106). Anschließend werden die bei der hohen Frequenz abgetasteten Signale als elektrokardiografische Wellenformdaten für ein Elektrokardiogramm (S107) in der Speichereinheit 105 gespeichert.
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Danach nimmt die Messsteuereinheit 111 auf die Zeitgebereinheit 104 Bezug und bestimmt, ob ein vorbestimmter Zeitraum (zum Beispiel 30 Sekunden) abgelaufen ist oder nicht (S108). Wenn bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit nicht abgelaufen ist, kehrt der Ablauf hier zu Schritt S107 zurück und die nachfolgende Verarbeitung wird wiederholt. Wenn andererseits in Schritt S108 bestimmt wird, dass der vorbestimmte Zeitraum abgelaufen ist, fährt der Ablauf mit Schritt S109 fort, und es wird bestimmt, ob Bedingungen zum Beenden der Messung (wie dass die Endtaste gedrückt wurde oder keine ausreichende Menge an Speicherkapazität mehr übrig ist) erfüllt sind (S109). Wenn bestimmt wird, dass Bedingungen zum Beenden der Messung nicht erfüllt sind, kehrt der Prozess hier zu Schritt S101 zurück und die nachfolgende Verarbeitung wird wiederholt. Wenn andererseits in Schritt S109 bestimmt wird, dass die Bedingungen zum Beenden der Messung erfüllt sind, wird die Messung beendet.
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Gemäß dem tragbaren Elektrokardiografen 1, wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, eine Verarbeitung, Herzschlagintervalldaten, die zum Bestimmen des Vorliegens oder Nichtvorliegens einer Anomalie zu einer normalen Zeit erforderlich sind, nur bei einer niedrigen Frequenz zu erfassen und elektrokardiografische Wellenformdaten, die für die Diagnose verwendbar sind, bei einer hohen Frequenz und mit nicht vorübergehendem Speichern der elektrokardiografischen Wellenformdaten zu erfassen, automatisch durchzuführen, wenn ein Verdacht einer Anomalie aufgetreten ist. Aus diesem Grund ist es möglich, einen tragbaren Elektrokardiografen bereitzustellen, bei dem Probleme des Umschaltens der Abtastfrequenz beseitigt werden, und wenn ein Verdacht einer Anomalie vorliegt, wird die Abtastfrequenz zu einem geeigneten Zeitpunkt geändert und die zur Diagnose erforderlichen Daten werden gespeichert. Dementsprechend kann selbst dann, wenn die tragbare Vorrichtung hinsichtlich Stromquelle (Batteriekapazität) oder Speicherkapazität begrenzt ist, die Möglichkeit der Erfassung einer Anomalie im Herzen erhöht werden, indem eine kontinuierliche Messung über eine lange Zeit durchgeführt wird.
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Modifiziertes Beispiel
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Es ist zu beachten, dass die vorstehend beschriebene Konfiguration und Verarbeitung zweckmäßigerweise geändert werden kann. Beispielsweise wird in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform die Erfassung elektrokardiografischer Wellenformdaten zur anormalen Zeit nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums beendet. Der Zeitpunkt, zu dem die Erfassung der elektrokardiografischen Wellenformdaten beendet wird, kann jedoch durch ein anderes Verfahren als dieses bestimmt werden. 6 veranschaulicht ein Flussdiagramm der Verarbeitung der elektrokardiografischen Messung gemäß einem solchen modifizierten Beispiel. Es ist zu beachten, dass in dem modifizierten Beispiel eine Verarbeitung, die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnelt, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet ist und eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
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Selbst bei der Verarbeitung des modifizierten Beispiels ähnelt der Ablauf im Wesentlichen dem der elektrokardiografischen Messung der ersten Ausführungsform. Das heißt, die Messung wird gestartet, eine Abtastfrequenz wird auf eine niedrige Frequenz eingestellt (S 101), elektrokardiografische Signale werden erfasst (S 102), Herzschlagintervalle werden aus den elektrokardiografischen Signalen extrahiert (S 103), Herzschlagintervalldaten werden gespeichert (S 104), und die Anomalie-Bestimmungsverarbeitung des Herzens wird durchgeführt (S 105) (siehe 3).
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Wenn bestimmt wird, dass ein Verdacht einer Anomalie im Herzen vorliegt, wird hier in dem vorliegenden modifizierten Beispiel kontinuierlich die Verarbeitung eines Benachrichtigen des Benutzers über die Möglichkeit einer Anomalie durchgeführt (S301). Insbesondere kann beispielsweise die Benachrichtigung durch Aufleuchten oder Blinken der LEDs der Anzeigeeinheit 106 durchgeführt werden, oder die Benachrichtigung kann durch einen Ton mit einer Konfiguration durchgeführt werden, die einen Summer oder dergleichen einschließt. Auf diese Weise kann der Benutzer Maßnahmen ergreifen, die für eine genaue Messung der elektrokardiografischen Wellenform wünschenswert sind, wie beispielsweise Aufrechterhalten eines Ruhezustands.
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Die Steuereinheit 101 führt die Verarbeitung von Schritt S301 durch, ändert die Abtastfrequenz auf eine hohe Frequenz (S106) und speichert elektrokardiografische Wellenformdaten in der Speichereinheit 105 (S107). Dann führt die Analyseverarbeitungseinheit 110 eine Verarbeitung der Bestimmung des Vorliegens/Nichtvorliegens einer Anomalie des Herzens basierend auf den elektrokardiografischen Wellenformdaten (S302) durch. Die Verarbeitung, die in der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S302 durchgeführt wird, ähnelt der Verarbeitung der Unterroutine in Schritt S105. Die Herzschlagintervalldaten können natürlich aus den digitalen Signalen erfasst werden, die bei einer hohen Frequenz abgetastet werden.
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Wenn in Schritt S302 bestimmt wird, dass ein Verdacht auf eine Anomalie vorliegt, kehrt der Ablauf zu Schritt S107 zurück und die nachfolgenden Verarbeitungen werden wiederholt. Wenn andererseits in Schritt S302 als normal bestimmt wird, kehrt der Ablauf zu Schritt S109 zurück. Die nachfolgende Verarbeitung ähnelt der in der ersten Ausführungsform.
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Bei dem modifizierten Beispiel wie vorstehend beschrieben, kann sich der Benutzer bewusst sein, dass ein Verdacht auf eine Anomalie vorliegt, und die elektrokardiografischen Wellenformdaten können ohne Unterbrechung gespeichert werden, solange der Verdacht einer Anomalie bestehen bleibt.
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Andere Punkte
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Die Beschreibung jedes der vorstehend beschriebenen Beispiele dient lediglich der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Innerhalb des Schutzumfangs des technischen Gedankens der vorliegenden Erfindung können verschiedene Modifikationen und Kombinationen vorgenommen werden. Beispielsweise besteht in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Anzeigeeinheit 106 aus einer LED-Anzeige, kann aber einen Flüssigkristallbildschirm oder dergleichen einschließen oder kann als Touchscreen-Anzeige dienen, die als Bedieneinheit 107 und Anzeigeeinheit dient. Umgekehrt müssen die Anzeigeeinheit und die Bedieneinheit nicht bereitgestellt werden.
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Obwohl die oben beschriebene elektrokardiografische Messvorrichtung von einer tragbaren Art ist, ist die vorliegende Erfindung darüber hinaus auch auf andere Vorrichtungen als die tragbare Art anwendbar. Ferner ist die vorliegende Erfindung außer auf die elektrokardiografische Messvorrichtung auch auf eine andere Messvorrichtung für biologische Informationen (beispielsweise eine Pulswellenmessvorrichtung) anwendbar.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Tragbarer Elektrokardiograf
- 10
- Hauptkörperabschnitt
- 101
- Steuereinheit
- 102
- Verstärkereinheit
- 103
- A/D-Wandlereinheit
- 104
- Zeitgebereinheit
- 105
- Speichereinheit
- 106
- Anzeigeeinheit
- 107
- Bedieneinheit
- 108
- Stromquelleneinheit
- 109
- Kommunikationseinheit
- 110
- Analyseverarbeitungseinheit
- 111
- Messsteuereinheit
- 20
- Riemenabschnitt
- 21a, 21b, 21c, 21d, 21e, 21f
- Elektrode
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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