JP4153950B2 - 付加誘導機能を備えた心電計及び付加誘導心電図導出方法 - Google Patents
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Description
図2は、図1に示す心電計の動作を示すフローチャート図である。
図3は、第1の実施形態により導出したV7誘導の付加誘導心電図と実測値に基づく付加誘導心電図とを比較するための波形図である。
図4は、第1の実施形態により導出したV8誘導の付加誘導心電図と実測値に基づく付加誘導心電図とを比較するための波形図である。
図5は、第1の実施形態により導出したV9誘導の付加誘導心電図と実測値に基づく付加誘導心電図とを比較するための波形図である。
図6は、本発明に係る心電計の第2の実施形態を示すシステム構成図である。
図7は、図6に示す心電計の動作を示すフローチャート図である。
図8は、本発明に係る心電計の第3の実施形態を示すシステム構成図である。
図9は、図8に示す心電計の動作を示すフローチャート図である。
図10は、本発明に係る心電計の第4の実施形態を示すシステム構成図である。
図11は、図9に示す心電計の動作を示すフローチャート図である。
図12において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V2、V4)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
図13において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V2、V5)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
図14において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V2、V6)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
図15において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V1、V5)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
図16において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V1、V6)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
図17において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V3、V4)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
図18において、(a)は、標準12誘導心電図の心電信号(I、II、V3、V5)の実測された波形を示し、(b)は、付加誘導心電図V3R、V4R、V5R誘導の算出された波形及び実測された波形を示し、(c)は、付加誘導心電図V7、V8、V9誘導の算出された波形及び実測された波形を示す。
〔第1の実施形態〕
第1の実施形態は、標準12誘導心電計の電位検出器により標準12誘導心電図の電極装着部位で測定した心電信号を利用して、例えば胸部誘導の延長線上にある電極装着部位におけるV7、V8、V9誘導やV3R、V4R、V5R誘導を含む付加誘導を演算により算出する方法及び装置に関する。
(誘導ベクトルによる付加誘導心電図の導出方法の原理)
但し、Vは電位マトリックス、Hは心臓ベクトル、Lは誘導ベクトルをそれぞれ示す。
但し、iは付加誘導の誘導番号(V7、V8、V9、V3R、V4R、V5R)、jは標準12誘導の誘導番号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)を示す。また、αは誘導間の関係を表す伝達係数である。
但し、A = {αi,j}
Vj= {Vs,j}
Vi= {Vi,s}
Tはベクトルの転置を示し、sはデータサンプルを示す。
図1は、本第1の実施形態における標準12誘導心電図の心電信号から付加誘導心電図の心電信号を導出する付加誘導機能を備えた心電計のシステム構成図である。すなわち、図1において、参照符号10は標準12誘導心電図の心電信号を検出するための電位検出器を示している。この電位検出器10は、標準12誘導心電図の誘導波形を得るための生体の体表面に装着された電極(RA、LA、RL、LL、V1、V2、V3、V4、V5、V6)から計測される心電信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)を測定するための生体アンプおよびA/D変換器としての機能を有する。
次に、第2の実施形態について説明する。本第2の実施形態が、第1の実施形態と異なる点は、伝達係数αを用いずに、誘導ベクトルを利用して付加誘導心電図(V7、V8、V9、V3R、V4R、V5R誘導)を導出する点にある。
本第2の実施形態による付加誘導心電図の導出方法の原理は次の通りである。上述のように、臨床心電図では、誘導理論によって、任意時刻の心臓電源は、位置固定の双極子(Fixed Single Dipole)で表現することができ、任意の誘導個所における電位(V)は次式(2−1)〜(2−3)で求めることができる。
但し、Vは電位、Hは心臓ベクトル、Lは誘導ベクトルをそれぞれ示す。
図6は、本第2の実施形態における標準12誘導心電図の心電信号から付加誘導心電図の心電信号を導出する心電計のシステム構成図である。本第2の実施形態における心電計が第1の実施形態における心電計と異なるのは、付加誘導心電図演算手段17における付加誘導心電図の演算処理である。すなわち、付加誘導心電図演算手段17は、心電信号メモリ12から心電信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)が入力されると、誘導ベクトル格納手段13に格納された測定誘導であるI、II、V1、V2、V3、V4、V5、及びV6の誘導ベクトルを読み出し、式(2−4)及び式(2−5)に基づいて心臓ベクトルHを求める。さらに、付加誘導心電図演算手段17は、誘導ベクトル格納手段13から付加誘導の誘導ベクトルLを読み出し、式(2−6)に基づいて、付加誘導心電図(V7、V8、V9、V3R、V4R、V5R)を演算する。
本発明者が提案した特許文献1に記載の発明から、例えば6個の電極からなる電位検出器により、最小限必要なチャンネル数からなる誘導システムのサブセットとして、標準12誘導心電図を得る場合の四肢誘導の第I、II誘導と、胸部誘導の2つの誘導であるV2誘導およびV4誘導とを使用して、(1)第III誘導とaV誘導(aVR誘導、aVL誘導、aVF誘導)が上記〔表1〕に示す各誘導の固有関係に基づいて演算により求められる。また、(2)胸部誘導の残りの誘導であるV1誘導、V3誘導、V5誘導、V6誘導は、電位[V]・誘導ベクトル[L]・心臓ベクトル[H]の関係から演算により求められる。
本第3の実施形態による付加誘導心電図の導出方法の原理は次の通りである。上述のように、臨床心電図では、誘導理論によって、任意時刻の心臓電源は、位置固定の双極子(Fixed Single Dipole)で表現することができ、任意の誘導個所における電位(V)は次式(3−1)〜(3−3)で求めることができる。
但し、Vは電位、Hは心臓ベクトル、Lは誘導ベクトルをそれぞれ示す。
但し、Tはベクトルの転置を示す。
図8は、第3の実施形態における付加誘導心電図を導出する機能を備えた心電計のシステム構成図である。すなわち、図8において、参照符号10Aは標準12誘導心電図の標準誘導電位としての心電信号を測定するための電位検出器を示す。この電位検出器10Aは、標準12誘導心電図の標準誘導電位を得るための生体の体表面に装着された10個以下の電極、すなわち標準12誘導心電図用電位検出器のサブセット(例えばRA、LA、RL、LL、V2、V4の6個)から心電信号(I、II、V2、V4)を測定するための生体アンプおよびA/D変換器としての機能を有する。
〔誘導間の関係(伝達係数α)を利用する付加誘導心電図の導出方法〕
心臓の双極子モデルに基づいた誘導理論は、今日最も臨床応用に用いられる理論である。任意の誘導個所における電位(V)は次式(4−1)〜(4−3)で求めることができる。
但し、Vは電位マトリックス、Hは心臓ベクトル、Lは誘導ベクトルをそれぞれ示す。
Vj= {Vs,j}
Vi= {Vi,s}
iは付加誘導部位の誘導番号(V7、V8、V9、V3R、V4R、V5R)、jは標準12誘導の標準誘導電位の誘導番号(I、II、V2、V4)を示し、sはデータサンプルを示す。
図10は、第4の実施形態における付加誘導心電図を導出する機能を備えた心電計のシステム構成図である。すなわち、図10において、参照符号10Aは標準12誘導心電図の標準誘導電位としての心電信号を測定するための電位検出器を示す。この電位検出器10Aは、標準12誘導心電図の標準誘導電位を得るための生体の体表面に装着された10個以下の電極、すなわち標準12誘導心電図用電位検出器のサブセット(例えばRA、LA、RL、LL、V2、V4の6個)から心電信号(I、II、V2、V4)を測定するための生体アンプおよびA/D変換器としての機能を有する。
Claims (5)
- 12誘導心電図における誘導電位VI、VII、V1〜V6 に対応付けてそれぞれ設定されている測定誘導ベクトルおよび付加誘導電位を算出するための付加誘導ベクトルを格納する誘導ベクトル格納手段と、
12誘導心電図における四肢誘導および胸部誘導の誘導電位を含んだ誘導電位VI、VII、V1〜V6を測定する電位検出器と、
前記電位検出器によって測定された前記12誘導心電図の誘導電位に基づいて、付加誘導電位を演算する付加誘導電位演算手段とを備え、
前記付加誘導電位演算手段は、前記電位検出器によって測定された前記誘導電位および前記誘導ベクトル格納手段に格納されている測定誘導ベクトルから8つの連立方程式を導出し、当該連立方程式を用いて心臓ベクトルを求め、その求めた前記心臓ベクトルおよび前記誘導ベクトル格納手段に格納されている付加誘導ベクトルを用いて前記付加誘導電位を演算することを特徴とする付加誘導心電機能を備えた12誘導心電計。 - 前記付加誘導電位は、V7〜V9誘導、V3R、V4R、V5R、V6R誘導のうち少なくともいずれか一つの誘導を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の付加誘導機能を備えた12誘導心電計。
- 標準12心電図の誘導波形を得るため生体の体表面に装着される電極と、
前記付加誘導電位演算手段により算出される誘導電位を入力して付加誘導心電図の波形処理を行う付加誘導心電図波形出力手段と、
標準12誘導心電図の波形処理を行う標準12誘導心電図波形出力手段と、
前記標準12誘導心電図波形出力手段と前記付加誘導心電図波形出力手段とから出力される心電図波形出力をそれぞれ同時に画面表示する表示モニタと
を備え、
前記電位検出器は、前記各電極から誘導電位を測定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の付加誘導機能を備えた12誘導心電計。 - 12誘導心電図における誘導電位VI、VII、V1〜V6 に対応付けてそれぞれ設定されている測定誘導ベクトルおよび付加誘導電位を算出するための付加誘導ベクトルL7 T〜L9 T、L3R T〜L5R Tを格納する誘導ベクトル格納手段を備える12誘導心電計における付加誘導心電図演算方法において、
測定されて得られた、12誘導心電図における四肢誘導および胸部誘導の誘導電位を含んだ誘導電位VI、VII、V1〜V6に基づいて、付加誘導電位を演算する付加誘導電位演算ステップとを備え、
前記付加誘導電位演算ステップは、測定された12誘導心電図の誘導電位、ならびに前記誘導ベクトル格納手段に格納されている測定誘導ベクトルから8つの連立方程式を導出し、当該連立方程式を用いて心臓ベクトルを求め、その求めた前記心臓ベクトルおよび前記誘導ベクトル格納手段に格納されている付加誘導ベクトルを用いて前記付加誘導電位を演算することを特徴とする付加誘導心電図の導出方法。
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