JP6118229B2 - 心電図測定装置、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、心電図測定装置、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラムに関する。

患者の標準１２誘導心電図を取得する場合、心電図測定装置としての心電計に接続されている１０個の電極を用い、胸部誘導の測定のために６箇所及び四肢誘導の測定のために４箇所、それぞれの箇所に電極を装着する。そして、心電計によって、これら１０個の電極から検出される心電位に基づき、標準１２誘導の四肢６誘導波形（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ａＶＲ、ａＶＬ、ａＶＦ）及び標準１２誘導の胸部６誘導波形（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６）を演算させ出力している。

一般に、標準１２誘導心電図を得るための誘導波形と測定部位における心電位との関係は、次の通りである。
Ｉ 誘導： ｖＬ−ｖＲ
ＩＩ 誘導： ｖＦ−ｖＲ
ＩＩＩ 誘導： ｖＦ−ｖＬ
ａＶＲ 誘導： ｖＲ−（ｖＬ＋ｖＦ）／２
ａＶＬ 誘導： ｖＬ−（ｖＲ＋ｖＦ）／２
ａＶＦ 誘導： ｖＦ−（ｖＬ＋ｖＲ）／２
Ｖ１ 誘導： ｖ１−（ｖＲ＋ｖＬ＋ｖＦ）／３
Ｖ２ 誘導： ｖ２−（ｖＲ＋ｖＬ＋ｖＦ）／３
Ｖ３ 誘導： ｖ３−（ｖＲ＋ｖＬ＋ｖＦ）／３
Ｖ４ 誘導： ｖ４−（ｖＲ＋ｖＬ＋ｖＦ）／３
Ｖ５ 誘導： ｖ５−（ｖＲ＋ｖＬ＋ｖＦ）／３
Ｖ６ 誘導： ｖ６−（ｖＲ＋ｖＬ＋ｖＦ）／３
ただし、ｖはそれぞれ電極装着位置で検出された電位である。

このように多数の電極を使用して患者の心臓疾患に対する診断を行うことは、設備が完備された病院内等であれば、患者を安静にした状態で可能である。

ところが、例えば、在宅療養や救急医療を行う場合においては、患者の状態から見て多数の電極を使用しかつ各電極を生体の体表面上の適正な位置へそれぞれ装着することが困難な場合が多い。さらに、多数の誘導波形を得るために多チャンネルの信号を伝送することも困難な場合がある。このような場合、一般的には、心電図の信号を伝送し得るのは１チャンネルか２チャンネル（１つか２つの誘導）程度であり、せいぜい２〜４個の電極を使用して標準１２誘導波形の内の幾つかの誘導波形を測定することによって、心臓疾患に対する診断が行われている。

これに関連して、公知の標準１２誘導心電図を得るための最小限の誘導数からなる誘導システムのサブセットにより、各種の心臓疾患に対する診断および治療を適正に行うことができる標準１２誘導心電図を再構築するための導出１２誘導心電図の構築方式および心電図検査装置が知られている（下記特許文献１参照）。

すなわち、特許文献１に記載の導出１２誘導心電図の構築方式においては、最小限の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Ｉ、ＩＩ誘導と、胸部誘導の２つの誘導であるＶ１誘導および、Ｖ５誘導またはＶ６誘導とを使用する。これらの誘導により、ＩＩＩ誘導とａＶ誘導（ａＶＲ誘導、ａＶＬ誘導、ａＶＦ誘導）が、上述した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、胸部誘導の残りの誘導であるＶ２誘導、Ｖ３誘導、Ｖ４誘導、Ｖ６誘導またはＶ５誘導は、電位・誘導ベクトル・心臓ベクトルの関係を考慮して作成された変換係数（導出用マトリックス）を用いて演算により導出される。

このようにして、各誘導の固有関係と作成された変換係数から得られる導出１２誘導心電図は、従来の標準１２誘導心電図の誘導システムのサブセットを使用することから、各電極の装着に際してそれぞれ所定部位への位置決めを容易かつ確実に行うことが可能であり、作業に多くの熟練を要することはない。しかも、高精度の標準１２誘導心電図を再構築することができ、各種の心臓疾患に対する診断および治療を適正に行うことができる。

したがって、従来の心電計は、標準１２誘導心電図を、１０個の電極を用いて四肢６誘導と胸部６誘導とから得た場合のみならず、特許文献１に記載された方式により高精度の導出１２誘導心電図を導出した場合においても、心電図波形の異常を確認して診断することができる。

また、標準１２誘導の応用に関わる導出心電図が必要とされるもう一つのケースを説明する。前述の標準１２誘導心電図は、心筋梗塞の診断に応用した場合、心筋に血流を提供する冠状動脈の閉塞が生じる前壁・側壁について、心電図波形の異常を確認して診断することは容易である。しかし、後壁、または右後壁については、電極の位置が心臓より遠いので、感度が低くなる。研究論文によると、多数の後壁における急性心筋梗塞（ＡＭＩ）のＳＴ上昇はＶ７、Ｖ８、Ｖ９に現れる。そのため、標準１２誘導心電図ではしばしばＳＴ上昇を見落とすことがある。必要な場合には、上述の付加誘導を測定することも提案されているが、標準心電計を使う場合２回の測定を要し、また、特にＶ７、Ｖ８、Ｖ９は背後にあるので、これらを測定し難い点もある。そのため、標準１２誘導心電図の測定信号により、下壁梗塞診断にＶ７、Ｖ８、Ｖ９の心電図波形を、右室梗塞診断にＶ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒの心電図波形を導出し、高精度な診断情報を提供することができる、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が提案された（特許文献２参照）。

ところが、特許文献２では、電極を取り付けない部位の心電図波形、即ち導出心電図の波形は、測定誘導ベクトル（電極を取り付けた部位の誘導ベクトル）と導出誘導ベクトル（電極を取り付けない部位の誘導ベクトル）との間の関係を表す変換係数を用いて導出するため、変換係数の精度が被検者の導出心電図、さらに心臓疾患の診断精度に影響を与える。通常、変換係数は、不特定多数人から取得した複数の変換係数の平均値（以下、集団係数という）を用いる。集団係数は統計的に、ある種の変換精度を保証できるが、被検者個人としての最適な変換係数とは言い難い。そのため、導出心電図とその"真値"(仮に測定すれば出てくる値)との差は臨床で満足できない場合がある。

このような事情に鑑み、被検者個人の変換係数（以下、個人係数という）を導出心電図タイプ別に予めデータベースに登録しておき、必要に応じて読み出すことにより、導出心電図を取得できる導出心電図生成システムが提案された（たとえば特許文献３を参照）。

しかしながら、特許文献３の導出心電図生成システムでは、所望の誘導を導出するための個人係数を算出するために被検者個人の任意の部位の誘導を事前に測定しておく必要があるので、煩雑で手間がかかるという問題がある。

特許第４５８７００８号公報 特許第４１５３９５０号公報 特開２０１２−０２９９０４号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、被検者個人の任意の部位の誘導を事前に測定しておく手間を省きつつ、導出誘導の精度を十分に確保できる心電図測定装置、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラムを提供することである。

本発明の上記目的は、下記によって達成される。

本発明の心電図測定装置は、誘導電位測定手段、誘導波形算出手段、集団係数算出手段、個人係数算出手段および誘導導出手段を有する。誘導電位測定手段は、生体部位における誘導電位を測定する。誘導波形算出手段は、測定された前記誘導電位に基づいて、複数の誘導波形を算出する。集団係数算出手段は、所定人数の集団について、前記複数の誘導波形のうちの所定誘導波形を含むＡ誘導（Ａは４以上の整数）から付加的なＢ誘導（Ｂは１以上の整数）を導出する第１集団係数と、前記Ａ誘導の前記所定誘導波形を使用して前記Ａ誘導よりも誘導波形の個数が少ないＣ誘導（Ｃは３以上かつＡ−１以下の整数）から付加的なＤ誘導（ＤはＡ−Ｃ）を導出する第２集団係数と、を算出する。個人係数算出手段は、前記集団の各個人について、前記Ａ誘導から前記Ｂ誘導を導出する第１個人係数と、前記Ｃ誘導から前記Ｄ誘導を導出する第２個人係数と、を算出する。誘導導出手段は、前記第１集団係数と前記第２集団係数との比の大きさと前記第１個人係数と前記第２個人係数との比の大きさとの間の関係と、特定被検者のＡ誘導を心電図測定により取得し、当該Ａ誘導に基づいて算出された第２個人係数と、に基づいて前記特定被検者の第１個人係数を算出し、当該第１個人係数を使用して前記特定被検者のＢ誘導を導出する。

また、本発明の導出心電図生成方法は、生体部位における誘導電位を測定し、測定された前記誘導電位に基づいて、複数の誘導波形を算出する段階と、所定人数の集団について、前記複数の誘導波形のうちの所定誘導波形を含むＡ誘導（Ａは４以上の整数）から付加的なＢ誘導（Ｂは１以上の整数）を導出する第１集団係数と、前記Ａ誘導の前記所定誘導波形を使用して前記Ａ誘導よりも誘導波形の個数が少ないＣ誘導（Ｃは３以上かつＡ−１以下の整数）から付加的なＤ誘導（ＤはＡ−Ｃ）を導出する第２集団係数と、を算出する段階と、前記集団の各個人について、前記Ａ誘導から前記Ｂ誘導を導出する第１個人係数と、前記Ｃ誘導から前記Ｄ誘導を導出する第２個人係数と、を算出する段階と、前記第１集団係数と前記第２集団係数との比の大きさと前記第１個人係数と前記第２個人係数との比の大きさとの間の関係を算出する段階と、特定被検者のＡ誘導を心電図測定により取得し、当該Ａ誘導に基づいて第２個人係数を算出する段階と、前記関係および前記第２個人係数に基づいて前記特定被検者の第１個人係数を算出する段階と、前記第１個人係数を使用して前記特定被検者のＢ誘導を導出する段階と、を有する。

本発明によれば、特定被検者の特徴を含む既知の個人係数に基づいて、所望の誘導を導出するための集団係数を補正することにより、当該特定被検者の特徴が反映され、かつ導出誘導の精度が高い変換係数を算出できる。したがって、所望の誘導を導出するための個人係数を算出するために被検者個人の任意の部位の誘導を事前に測定しておく手間を省きつつ、所望の導出誘導の精度を十分に確保できる。

本発明の一実施形態に係る心電計の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す心電計制御部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る導出心電図生成方法を説明するためのフローチャートである。

本実施形態では、心電図を測定する特定被検者の個人係数と所定人数の集団の集団係数との間に相関があることを想定し、当該特定被検者の心電図を測定して取得した測定誘導から当該被検者の付加誘導を導出する。そして、測定誘導波形に導出誘導波形を加えた導出心電図を生成する。なお、心電図を測定する対象の被検者の具体例として患者という用語を用いる。被検者には、病院で診察を受ける患者だけではなく、健康診断を行う検診センターや診療所、一般家庭など病院以外の場所での利用者も含まれる。

本実施形態の心電図測定装置、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラムは、以下に例示する１８（タイプＡ−タイプＲ）の導出心電図タイプに対して適用できるのはもちろんのこと、さらに、患者の心臓疾患の診断に有効な任意の部位の導出心電図を生成するための、これら１８の導出心電図タイプ以外の患者特有の導出心電図タイプ（オーダーメードの導出心電図タイプ）に対しても適用できる。

導出付加誘導心電図（ブルガダ診断用導出誘導心電図）のＶ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋は患者の心臓疾患の診断に有効な部位を示す。Ｖ１＋はＶ１誘導の一肋間上の部位、Ｖ２＋はＶ２誘導の一肋間上の部位、Ｖ１＋＋はＶ１誘導の二肋間上の部位、Ｖ２＋＋はＶ２誘導の二肋間上の部位である。Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋の部位の導出心電図を取得することによって、ブルガダ症候群と言われる心臓疾患の診断精度が向上する。

導出マッピング心電図（１６０誘導マッピング心電図）は患者の体表面１６０箇所の導出心電図を生成する。導出マッピング心電図（１６０誘導マッピング心電図）は任意の部位の導出心電図を容易に得ることができるため、特殊な心臓を持つ患者のどのような心臓疾患でも高精度で診断できる。
Ａ．導出１２誘導心電図
（１）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ４からＶ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を導出（タイプＡ）
（２）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ４からＶ２、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ６を導出（タイプＢ）
（３）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ５からＶ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６を導出（タイプＣ）
（４）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ５からＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６を導出（タイプＤ）
（５）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ６からＶ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５を導出（タイプＥ）
（６）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ６からＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５を導出（タイプＦ）
Ｂ．導出付加誘導心電図（１８誘導心電図）
（７）１２誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１〜Ｖ６から
Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒを導出（タイプＧ）
（８）１２誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１〜Ｖ６から
Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ、Ｖ６Ｒを導出（タイプＨ）
（９） ４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ４から
Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ、Ｖ６Ｒを導出（タイプＩ）
（１０）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ５から
Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ、Ｖ６Ｒを導出（タイプＪ）
（１１）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ５から
Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ、Ｖ６Ｒを導出（タイプＫ）
（１２）４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ６から
Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ、Ｖ６Ｒを導出（タイプＬ）
Ｃ．導出付加誘導心電図（ブルガダ診断用導出誘導心電図）
（１３）１２誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１〜Ｖ６から
Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋を導出（タイプＭ）
（１４） ４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ４から
Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋を導出（タイプＮ）
（１５） ４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ５から
Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋を導出（タイプＯ）
（１６） ４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１、Ｖ５から
Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋を導出（タイプＰ）
（１７） ４誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ６から
Ｖ１＋、Ｖ２＋、Ｖ１＋＋、Ｖ２＋＋を導出（タイプＱ）
Ｄ．導出マッピング心電図（１６０誘導マッピング心電図）
（１８）１２誘導Ｉ、ＩＩ、Ｖ１〜Ｖ６から
体表面８×２０電位マッピングを導出（タイプＲ）
以下、添付した図面を参照して本発明の心電図測定装置、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラムの実施形態を説明する。本実施形態においては、心電図測定装置として心電計を用いた例を説明するが、心電計以外に、ホルタ心電計、生体情報モニタなどを使用することができる。また、それらの機器にパーソナルコンピュータを接続して心電図測定装置とすることもできる。なお、図中、同一の部材には同一の符号を用いた。

図１は本発明の一実施形態に係る心電図測定装置としての心電計の概略構成を示すブロック図であり、図２は図１に示す心電計制御部の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の心電計１００は、患者情報入力部１０、患者情報記憶部２０、心電図測定電極３０、個人係数データベース４０、集団係数データベース５０、表示部６０、通信部７０および心電計制御部８０を有する。

患者情報入力部１０は、患者に関する情報の入力を受け付ける。患者情報入力部１０は、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどの入力装置を備え、医療従事者である操作者が当該入力装置を操作することにより、患者のＩＤ、名前、年齢、性別などの患者情報が入力される。入力された患者情報は、患者情報記憶部２０に送信される。

患者情報記憶部２０は、患者情報入力部１０に入力された患者情報や患者の誘導データなどを記憶する。より具体的には、患者情報記憶部２０は、ハードディスクドライブなどの記憶装置を備え、患者情報入力部１０から受信した、患者のＩＤ、名前、年齢、性別などの患者情報、患者の測定心電図タイプ、導出心電図タイプ、測定誘導データ、導出誘導データなどを記憶する。

心電図測定電極３０は、患者の体表面に装着され、生体部位における誘導電位を測定するための電極である。標準１２誘導心電図を測定する場合、心電計制御部８０に接続されている１０個の電極を用い、胸部誘導の測定のために６箇所及び四肢誘導の測定のために４箇所、それぞれの箇所に電極を装着する。心電図測定電極３０は、誘導電位測定手段として機能する。

個人係数データベース４０は、患者の個人係数を記憶または読み出すためのデータベースである。個人係数は、患者の導出心電図を生成するため当該患者から取得した患者固有の変換係数であり、心電図測定で得られた測定誘導から導出誘導を算出する際に使用される。本実施形態では、心電図を測定する対象の特定患者の心電図測定に先立ち、所定人数の集団について、個人係数が算出され、個人係数データベース４０に記憶される。

また、上記特定患者の心電図の測定結果に基づいて算出される個人係数も個人係数データベース４０に記憶される。

集団係数データベース５０は、集団係数を記憶または読み出すためのデータベースである。集団係数は、患者の導出心電図を生成するため統計的に有効な母集団の不特定多数の人から取得した複数の個人係数の平均値であり、心電図測定で得られた測定誘導から導出誘導を算出する際に使用される。本実施形態では、心電図を測定する対象の特定患者の心電図測定に先立ち、所定人数の集団の心電図が測定され、測定結果に基づいて集団係数が算出されて集団係数データベースに記憶される。

集団係数又は個人係数を使用して導出心電図を生成することができるのは、次のような原理に依るものである。この原理を上記のタイプＣの導出１２誘導心電図を例に説明する。

タイプＣの導出１２誘導心電図を生成する場合、患者の体表面に合計６個の心電図測定電極を装着する。心電図測定電極の装着箇所は、Ｉ及びＩＩ誘導の心電信号を検出するための左右腕部（電極Ｌ、Ｒ）と左右下肢（電極ＬＬ、ＲＬ）の４箇所と、胸部誘導の２誘導（Ｖ２、Ｖ５）の心電信号を検出するための第４肋間胸骨左縁位置と左前腋窩線と第５肋間を横切る水平線との交点位置の２箇所である。

これらの心電図測定電極によって検出されるＩ及びＩＩ誘導と胸部誘導の２誘導（Ｖ２、Ｖ５）の４誘導分の心電信号から、個人係数又は集団係数を用いて、心電図測定電極で実際には測定していない残りの４つのＶ１誘導、Ｖ３誘導、Ｖ４誘導、Ｖ６誘導の胸部誘導の導出心電図を生成する。

Ｖ１誘導、Ｖ３誘導、Ｖ４誘導、Ｖ６誘導（導出誘導ベクトル）の胸部誘導の誘導心電図は、下記の行列式に、個人係数又は集団係数とＩ及びＩＩ誘導と胸部誘導の２誘導（Ｖ２誘導、Ｖ５誘導）の４誘導分の心電信号（測定誘導ベクトル）を代入し、行列演算することによって求めることができる。

タイプＣの導出１２誘導心電図の場合、次のような手順で個人係数又は集団係数を求める。

患者の個人係数を求める場合、患者の体表面の１０箇所に心電図測定電極を装着する。装着する箇所は、Ｉ誘導、II誘導、Ｖ１誘導、Ｖ２誘導、Ｖ３誘導、Ｖ４誘導、Ｖ５誘導、Ｖ６誘導の１０の心電信号を検出できる部位である。１０の心電図測定電極から、導出誘導ベクトルであるＶ１誘導、Ｖ３誘導、Ｖ４誘導、Ｖ６誘導と測定誘導ベクトルであるＩ誘導、II誘導、Ｖ２誘導、Ｖ５誘導が実測できる。これらの誘導を上記の行列式に代入して患者の個人係数（Ｔ１Ｉ、Ｔ１ＩＩ、Ｔ１２、Ｔ１５、Ｔ３Ｉ、Ｔ３ＩＩ、Ｔ３２、Ｔ３５、Ｔ４Ｉ、Ｔ４ＩＩ、Ｔ４２、Ｔ４５、Ｔ６Ｉ、Ｔ６ＩＩ、Ｔ６２、Ｔ６５）を最小二乗法によって求めることができる。個人係数は、個人係数データベース４０に、患者別、導出心電図タイプ別に時系列に記憶する。

集団係数を求める場合、統計的に有効な母集団の中の不特定多数の個人から上記のようにして取得した複数の変換係数（Ｔ１Ｉ、Ｔ１ＩＩ、Ｔ１２、Ｔ１５、Ｔ３Ｉ、Ｔ３ＩＩ、Ｔ３２、Ｔ３５、Ｔ４Ｉ、Ｔ４ＩＩ、Ｔ４２、Ｔ４５、Ｔ６Ｉ、Ｔ６ＩＩ、Ｔ６２、Ｔ６５）の平均値を求める。集団係数は、性別、年代別に求め、集団係数データベース５０に性別、年代別、導出心電図タイプ別に記憶させる。

特異な心臓を持つ患者の心臓疾患の診断に有効な任意の部位の導出心電図を求めたい場合には、心臓疾患の診断に最も有効な部位を選択して心電図測定電極を装着し、上記のような原理を用いて、個人係数を求め、データベースに記憶させておく。その患者の心電図測定を行なう際に、その個人係数を用いれば、その患者の心臓疾患の診断に有効なオーダーメードの導出心電図を高精度で得ることができる。

表示部６０は、患者情報や導出心電図を表示する。表示部６０は、液晶ディスプレイなどの表示装置やプリンタなどの印刷装置を備え、患者情報入力部１０で入力された患者情報や生成された導出心電図をディスプレイに表示したり、プリントアウトしたりする。

通信部７０は、心電計１００の外部の機器との間で各種データを送受信する。通信部７０は、たとえば、ネットワークに接続されている外部のパーソナルコンピュータに導出心電図波形データを送信したり、ネットワークに接続されている他の心電計から誘導波形データを受信したりする。

心電計制御部８０は、心電計１００の各構成要素を制御する。心電計制御部８０は、患者情報入力部１０、患者情報記憶部２０、心電図測定電極３０、個人係数データベース４０、集団係数データベース５０、表示部６０および通信部７０と電気的に接続されている。

図２に示すように、心電計制御部８０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）８１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８３およびＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８４を備え、これらの構成要素は内部バス８５によって相互に電気的に接続されている。

ＨＤＤ８１は、導出心電図生成プログラム１を含む各種プログラムおよび各種データを格納する。導出心電図生成プログラム１は、以下に示す導出心電図生成方法を実行させるように構成され、ＨＤＤ８１からＲＡＭ８２にロードされてＣＰＵ８４によって実行される。ＲＯＭ８３には、導出心電図生成プログラム１を実行する際に必要となる各種データやパラメータが記憶されている。

本実施形態では、心電計制御部８０は、誘導波形算出手段として機能し、心電図測定電極３０で測定された誘導電位に基づいて、複数の誘導波形を算出する。また、心電計制御部８０は、集団係数算出手段として集団係数を算出し、個人係数算出手段として個人係数を算出する。そして、心電計制御部８０は、誘導導出手段として機能し、特定患者の心電図を測定して取得した測定Ａ誘導（Ａは４以上の整数）から当該患者の導出Ｂ誘導（Ｂは１以上の整数）を算出し、測定Ａ誘導に導出Ｂ誘導を加えた導出Ｅ誘導の心電図を取得するように制御する。以下、図３を参照して本実施形態の導出心電図生成方法について説明する。

図３は、本実施形態に係る導出心電図生成方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態の導出心電図生成方法では、特定患者のＡ誘導心電図を測定して、測定結果に基づいて付加的なＢ誘導を導出するように運用される（図３のステップＳ１０７〜Ｓ１１１）。また、運用前には、所定人数の集団について測定された測定Ｅ誘導に基づいて、集団係数および個人係数を算出し、集団係数と個人係数との相関から導かれる回帰式を算出しておく（図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０６）。

まず、運用前の処理から説明する。図３に示すように、集団のＥ誘導を測定する（ステップＳ１０１）。本実施形態では、心電計制御部８０は、上記特定患者のＡ誘導心電図測定に先立ち、所定人数の集団について、Ｅ誘導を測定する。本実施形態では、Ｅ誘導は、Ａ誘導およびＢ誘導からなる。なお、測定する誘導は、少なくともＡ誘導およびＢ誘導が含まれていればよく、測定する誘導数がＥ誘導よりも多くてもよい。たとえば、Ａ誘導が標準１２誘導であり、Ｂ誘導が付加的な６誘導（Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ誘導）である場合、Ｅ誘導は標準１２誘導に６誘導を加えた１８誘導である。測定されたＥ誘導データは、患者情報記憶部２０に格納される。なお、上記所定人数としては、たとえば１５０人程度が好ましい。

次に、集団係数Ｇ（Ｅ）を算出する（ステップＳ１０２）。心電計制御部８０は、上記集団について、上記Ｅ誘導のうちの所定誘導を含むＡ誘導からＢ誘導を導出する集団係数Ｇ（Ｅ）（第１集団係数）を算出する。たとえば、Ａ誘導が標準１２誘導であり、Ｂ誘導が上記６誘導である場合、上記所定誘導としてのＩ、ＩＩ、Ｖ１〜Ｖ６誘導を含む標準１２誘導から上記６誘導を導出する集団係数Ｇ（１８）を算出する。

次に、集団係数Ｇ（Ａ）を算出する（ステップＳ１０３）。心電計制御部８０は、上記Ａ誘導の上記所定誘導を使用して、上記Ａ誘導よりも誘導数が少ないＣ誘導（Ｃは３以上かつＡ−１以下の整数）からＤ誘導（ＤはＡ−Ｃ）を導出する集団係数Ｇ（Ａ）（第２集団係数）を算出する。たとえば、Ｃ誘導がＩ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ４誘導の４誘導であり、Ｄ誘導がＩＩＩ誘導、ａＶ誘導（ａＶＲ誘導、ａＶＬ誘導、ａＶＦ誘導）、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５およびＶ６を含む８誘導である場合、標準１２誘導の上記所定誘導を使用して上記４誘導から上記８誘導を導出する集団係数Ｇ（１２）を算出する。

次に、個人係数Ｐｅ（Ｅ）を算出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０１で取得したＥ誘導データに基づいて、上記集団の各個人について、Ａ誘導からＢ誘導を導出する個人係数Ｐｅ（Ｅ）を算出する。個人係数Ｐｅ（Ｅ）は、上記所定人数と同じ数だけ生成される。たとえば、Ｅ誘導が１８誘導で、上記所定人数が２５０人である場合、２５０個の個人係数Ｐｅ（１８）が生成される。

次に、個人係数Ｐｅ（Ａ）を算出する（ステップＳ１０５）。心電計制御部８０は、上記Ｅ誘導データに含まれるＡ誘導データに基づいて、上記集団の各個人について、Ｃ誘導からＤ誘導を導出する第２個人係数Ｐｅ（Ａ）を算出する。上述のとおり、Ｄ誘導は、Ａ誘導からＣ誘導を差し引いた誘導である。個人係数Ｐｅ（Ａ）は、上記所定人数と同じ数だけ生成される。たとえば、Ａ誘導が標準１２誘導であり、上記所定人数が２５０人である場合、２５０個の個人係数Ｐｅ（１２）が生成される。

次に、回帰式を算出する（ステップＳ１０６）。心電計制御部８０は、上記集団係数Ｇ（Ｅ），Ｇ（Ａ）と上記所定人数分の個人係数Ｐｅ（Ｅ），Ｐｅ（Ａ）とに基づいて、第１個人係数Ｐｅ（Ｅ）の第２個人係数Ｐｅ（Ａ）への回帰式を算出する。

本実施形態では、所定人数の集団から算出された集団係数Ｇ（Ｅ），Ｇ（Ａ）と特定患者の個人係数Ｐｅ（Ｅ），Ｐｅ（Ａ）との間に相関があることを想定する。より具体的には、下記の数式（２）が成り立つことを想定する。

すなわち、集団係数に関する多誘導（Ｅ誘導）と少誘導（Ａ誘導）との間の関係と同様な関係が個別係数に関する多誘導（Ｅ誘導）と少誘導（Ａ誘導）との間にも存在すると考える。

上記数式（２）のＧ（Ｅ）、Ｇ（Ａ）、Ｐｅ（Ｅ）およびＰｅ（Ａ）の４つの変数のうち、変数Ｇ（Ｅ）およびＧ（Ａ）は、ステップ１０２およびＳ１０３で算出され、Ｐｅ（Ａ）は、実際にＡ誘導を測定することにより算出されうる変数である。したがって、上記４つのうちのＧ（Ｅ）、Ｇ（Ａ）およびＰｅ（Ａ）は既知の変数となる。心電計制御部８０は、３つの変数Ｇ（Ｅ）、Ｇ（Ａ）およびＰｅ（Ａ）を既知として、たとえば下記数式（３）に示すようなＰｅ（Ｅ）を求める回帰式を算出する。

このように、上記集団の各個人の個人係数Ｐｅ（Ｅ）および個人係数Ｐｅ（Ａ）で表される点をＸＹ平面上にプロットしたときの個人係数Ｐｅ（Ｅ）の個人係数Ｐｅ（Ａ）への回帰式を算出する。上記数式（３）によれば、個人係数Ｐｅ（Ｅ）は、個人係数Ｐｅ（Ａ）と集団係数Ｇ（Ａ）とを比較し、当該比較結果に基づいて集団係数Ｇ（Ｅ）を補正した変換係数であるといえる。

次に、運用時の処理について説明する。まず、特定患者のＡ誘導を測定する（ステップＳ１０７）。心電計制御部８０は、特定患者のＡ誘導を測定し、測定誘導データを患者情報記憶部２０に格納する。

次に、特定患者の個人係数Ｐｅｐ（Ａ）を算出する（ステップＳ１０８）。心電計制御部８０は、上記ステップＳ１０７で取得したＡ誘導の測定データを使用して、Ｃ誘導からＤ誘導を算出する個人係数Ｐｅｐ（Ａ）を算出する。たとえば、Ｃ誘導がＩ、ＩＩ、Ｖ２、Ｖ４誘導の４誘導であり、Ｄ誘導がＩＩＩ誘導、ａＶ誘導、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５およびＶ６の８誘導である場合、測定した標準１２誘導を使用して上記４誘導から上記８誘導を導出する個人係数Ｐｅｐ（１２）を算出する。

次に、特定患者の個人係数Ｐｅｐ（Ｅ）を算出する（ステップＳ１０９）。心電計制御部８０は、上記ステップＳ１０２、Ｓ１０３で算出した集団係数Ｇ（Ｅ）およびＧ（Ａ）と、上記ステップＳ１０８で算出した特定患者の個人係数Ｐｅｐ（Ａ）とを上記数式（３）の回帰式に適用して特定患者の個人係数Ｐｅｐ（Ｅ）を算出する。たとえば、Ａ誘導が標準１２誘導であり、Ｅ誘導が１８誘導である場合、下記数式（４）のようになる。

このように、本実施形態では、運用時に特定患者のＡ誘導を測定し、測定結果に基づいて特定患者の個人係数Ｐｅｐ（１２）を算出する。そして、上記数式（４）に運用前に算出した集団係数Ｇ（Ｅ）およびＧ（Ａ）と、運用時に算出した個人係数Ｐｅｐ（１２）とを適用して個人係数Ｐｅｐ（１８）を算出する。個人係数Ｐｅｐ（１８）は、特定患者の特徴（体格要素と称する）を含む個人係数Ｐｅｐ（１２）と集団係数Ｇ（１２）との比較結果によって集団係数Ｇ（１８）を補正した変換係数である。したがって、個人係数Ｐｅｐ（１８）は、集団係数Ｇ（１８）と比べて、特定患者の導出心電図の実態に即した変換係数となりうる。

次に、Ｂ誘導を導出する（ステップＳ１１０）。心電計制御部８０は、個人係数Ｐｅｐ（１８）を使用して、ステップＳ１０７で測定したＡ誘導からＢ誘導を導出する。

次に、導出Ｅ誘導心電図を表示する（ステップＳ１１１）。心電計制御部８０は、表示部６０に対して導出Ｅ誘導心電図を表示するように制御する。表示部６０は、心電計制御部８０からの指示を受けて、ディスプレイに導出Ｅ誘導心電図を表示するか、プリンタに導出Ｅ誘導心電図を印刷する。

以上のように、本実施形態では、運用前の前処理として、生体部位における誘導電位を測定し、測定された当該誘導電位に基づいて、複数の誘導波形を算出する。そして、所定人数の集団について、上記複数の誘導波形のうちの所定誘導波形を含むＡ誘導から付加的なＢ誘導を導出する集団係数Ｇ（Ｅ）と、Ａ誘導よりも誘導波形の個数が少ないＣ誘導から付加的なＤ誘導を導出する集団係数Ｇ（Ａ）と、を算出する。

また、上記集団の各個人について、Ａ誘導からＢ誘導を導出する個人係数Ｐｅ（Ｅ）と、Ｃ誘導からＤ誘導を導出する個人係数Ｐｅ（Ａ）と、を算出し、上記集団係数Ｇ（Ｅ）と集団係数Ｇ（Ａ）との比の大きさと個人係数Ｐｅ（Ｅ）と個人係数Ｐｅ（Ａ）との比の大きさとの間の関係を算出する。

また、特定患者のＡ誘導を心電図測定により取得し、当該Ａ誘導に基づいて個人係数Ｐｅｐ（Ａ）を算出し、上記関係および上記個人係数Ｐｅｐ（Ａ）に基づいて上記特定患者の個人係数Ｐｅｐ（Ｅ）を算出する。さらに、当該個人係数Ｐｅｐ（Ｅ）を使用して上記特定患者のＢ誘導を導出する。

以上で説明した本実施形態の心電計、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラムは、下記の効果を奏する。

特定患者の体格要素を含む既知の個人係数に基づいて、所望の誘導を導出するための集団係数を補正することにより、当該特定患者の体格要素が反映され、かつ導出誘導の精度が高い変換係数を算出できる。したがって、所望の誘導を導出するための個人係数を算出するために患者個人の任意の部位の誘導を事前に測定しておく手間を省きつつ、所望の導出誘導の精度を十分に確保できる。

また、本実施形態の心電計は、たとえば従来の標準１２誘導心電計と操作方法が類似しており、標準１２誘導心電図検査の実施後に電極を付け替えることなく、そのまま付加誘導を導出し、記録および表示することができる。したがって、医療従事者は、表示された導出心電図を直ちに解析し、速やかに診断を開始することができる。

以上のとおり、実施形態において、心電計、導出心電図生成方法および導出心電図生成プログラムを説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。

たとえば、上述の実施形態では、心電計が集団係数データベースおよび個人係数データベースを備える場合について説明した。しかしながら、心電計の外部に集団係数データベースおよび個人係数データベースが備えられ、ネットワークを通じて集団係数データおよび個人係数データが書き込まれたり、読み出されたりするように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、心電図の測定対象として人間を想定して説明したが、心電図の測定対象は人間に限定されず動物であってもよい。

また、上述の実施形態では、心電計制御部がＨＤＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、およびＣＰＵを備え、ＣＰＵが導出心電図生成プログラムを実行することにより心電計の各構成要素を制御する場合について説明した。しかしながら、心電計制御部がＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を備え、ハードウェアで心電計の各構成要素を制御するように構成してもよい。

１ 導出心電図生成プログラム、
１０ 患者情報入力部、
２０ 患者情報記憶部、
３０ 心電図測定電極、
４０ 個人係数データベース、
５０ 集団係数データベース、
６０ 表示部、
７０ 通信部、
８０ 心電計制御部、
８１ ＨＤＤ、
８２ ＲＡＭ、
８３ ＲＯＭ、
８４ ＣＰＵ、
８５ 内部バス、
１００ 心電計。

Claims (9)

1. 生体部位における誘導電位を測定する誘導電位測定手段と、
   測定された前記誘導電位に基づいて、複数の誘導波形を算出する誘導波形算出手段と、
   所定人数の集団について、前記複数の誘導波形のうちの所定誘導波形を含むＡ誘導（Ａは４以上の整数）から付加的なＢ誘導（Ｂは１以上の整数）を導出する第１集団係数と、前記Ａ誘導の前記所定誘導波形を使用して前記Ａ誘導よりも誘導波形の個数が少ないＣ誘導（Ｃは３以上かつＡ−１以下の整数）から付加的なＤ誘導（ＤはＡ−Ｃ）を導出する第２集団係数と、を算出する集団係数算出手段と、
   前記集団の各個人について、前記Ａ誘導から前記Ｂ誘導を導出する第１個人係数と、前記Ｃ誘導から前記Ｄ誘導を導出する第２個人係数と、を算出する個人係数算出手段と、
   前記第１集団係数と前記第２集団係数との比の大きさと前記第１個人係数と前記第２個人係数との比の大きさとの間の関係と、特定被検者のＡ誘導を心電図測定により取得し、当該Ａ誘導に基づいて算出された第２個人係数と、に基づいて前記特定被検者の第１個人係数を算出し、当該第１個人係数を使用して前記特定被検者のＢ誘導を導出する誘導導出手段と、
   を有する、心電図測定装置。
2. 前記誘導導出手段は、
   前記集団の各個人の前記第１個人係数および前記第２個人係数で表される点をＸＹ平面上にプロットしたときの前記第１個人係数の前記第２個人係数への回帰式を算出し、当該回帰式に前記特定被検者の第２個人係数を適用して前記特定被検者の第１個人係数を算出することを特徴とする請求項１に記載の心電図測定装置。
3. 前記Ａ誘導は、四肢６誘導波形（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ａＶＲ、ａＶＬ、ａＶＦ）、胸部６誘導波形（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６）を含む１２誘導であり、
   前記Ｂ誘導は、Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９、Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ誘導波形を含む６誘導であることを特徴とする請求項１または２に記載の心電図測定装置。
4. 前記誘導電位測定手段は、心電図の１８の測定部位における誘導電位を測定し、
   前記誘導波形算出手段は、測定された前記１８の誘導電位に基づいて、１８の誘導波形を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の心電図測定装置。
5. 前記第１集団係数および前記第２集団係数は集団係数データベースに格納され、
   前記第１個人係数および前記第２個人係数は個人係数データベースに格納されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の心電図測定装置。
6. 生体部位における誘導電位を測定し、測定された前記誘導電位に基づいて、複数の誘導波形を算出する段階と、
   所定人数の集団について、前記複数の誘導波形のうちの所定誘導波形を含むＡ誘導（Ａは４以上の整数）から付加的なＢ誘導（Ｂは１以上の整数）を導出する第１集団係数と、前記Ａ誘導の前記所定誘導波形を使用して前記Ａ誘導よりも誘導波形の個数が少ないＣ誘導（Ｃは３以上かつＡ−１以下の整数）から付加的なＤ誘導（ＤはＡ−Ｃ）を導出する第２集団係数と、を算出する段階と、
   前記集団の各個人について、前記Ａ誘導から前記Ｂ誘導を導出する第１個人係数と、前記Ｃ誘導から前記Ｄ誘導を導出する第２個人係数と、を算出する段階と、
   前記第１集団係数と前記第２集団係数との比の大きさと前記第１個人係数と前記第２個人係数との比の大きさとの間の関係を算出する段階と、
   特定被検者のＡ誘導を心電図測定により取得し、当該Ａ誘導に基づいて第２個人係数を算出する段階と、
   前記関係および前記第２個人係数に基づいて前記特定被検者の第１個人係数を算出する段階と、
   前記第１個人係数を使用して前記特定被検者のＢ誘導を導出する段階と、
   を有する、導出心電図生成方法。
7. 前記第１個人係数を算出する段階では、
   前記集団の各個人の前記第１個人係数および前記第２個人係数で表される点をＸＹ平面上にプロットしたときの前記第１個人係数の前記第２個人係数への回帰式を算出し、当該回帰式に前記特定被検者の第２個人係数を適用して前記特定被検者の第１個人係数を算出することを特徴とする請求項６に記載の導出心電図生成方法。
8. 心電図測定装置に請求項６または７に記載の導出心電図生成方法を実行させるように構成される、導出心電図生成プログラム。
9. 請求項８に記載の導出心電図生成プログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。

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