JPS63214239A - 電気信号を処理するための方法および電気信号を処理するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は生理学的に生じられた電界で電位としてタッ
プされるかまたはサンプリングされた電気信号を処理す
るための方法および装置に関連する。

米国特許第４，５６９，３５７号はそのような方法およ
びそのような装置を開示しており、それは生体の心臓に
より生じられるような、電界を表わすベクトルの空間表
示が電気信号から得られるような方法でそれらをタップ
しかつ処理することを可能にする。ベクトルの最大量す
なわち絶対値、および後者が起こる時間はもとより、こ
のときのベクトルの方向も決定される。

この公知のプロセスおよび装置の不利な点は、１期間内
およびいくつかの期間内の前記ベクトルの作用が、決定
され得ても不正確であることである。心臓の活動に関す
る生存情報は、消え去ってもベクトルの作用のより正確
かつ完全な決定により得ることができるであろう。

特許請求の範囲を特徴とするようなこの発明は、そのよ
うな不利な点を回避することを可能にしかつ空間のベク
トルの動きが実質的に決定されかつ解釈され得るように
する方法および装置を提供するという問題を解決する。

この発明により達成される利点は、特に、ベクトルの時
間のパターンがさらなる量すなわち数値がそれから得ら
れるような方法で決定されることである。連続する期間
から得られたそのような量を比較しかつそのような量を
同じ型の他の場から得られる対応する量と比較すること
により、特定の患者の心臓の状態をより良好に測定する
ことが可能にされる。この発明により提案される、ベク
トルループの性質の数字的な決定の結果、個々のベクト
ルループを互いにより客観的に比較することが可能とさ
れる。これは各ベクトルループから数値を得ることによ
り実行され、それらは互いに適当に比較され得る。その
ような数値は、たとえば差のベクトルの長さ、平面上で
のベクトルループの投影面、ベクトルの絶対値はもとよ
り、前記絶対値の時間の関数、ベクトル時間面、ベクト
ル絶対値時間面などである。プロセッサシステムはこれ
ら数値を結合することを可能にし、それは次々にさらな
る情報を与える。

この発明は図面と関連して後でより詳細に説明される。

第１図は、たとえば人間のような、示されていない生体
により生じられるような生理学的に発生される電界の電
極の４個の位置１．２．３および４を示している。電位
は位置１ないし４て決定される。各場合の２個の位置の
間の電位差は部分ベクトル５．５′、６．６′および７
．７′により表わされる。部分ベクトル５．６および７
は特定の第１の時間に決定され、さらに部分ベクトル５
′、６′および７′は特定の第２の時間に決定される。

ベクトルの加算により、第１の時間のベクトル８および
第２の時間のベクトル８′が得られる。一点鎖線の態様
で示されるループ９は１期間の連続する時間でのベクト
ル８．８′の点により仮定される幾何学的な軌跡を示す
。位置１．２および４は平面１０を規定し、それはルー
プ９により規定される面１１に実質的に平行である。面
１１は一般に必ずしも平面状ではない。直交座標系の軸
ＸＳ’Ｙおよび２が示されている。Ｚ軸はＸ軸およびｙ
軸により囲われる平面に対し直角である。

第２図は１生体または異なる個々の生体の同じ電界から
同じ時間に得られるループ１２および１３を示す。

第３図は、たとえば１期間における同一時間間隔の後で
決定される、ベクトル８　ａ　ｓ　８　ｂ　ｓ　８　Ｃ
％８　ｄ　ｓ　８　ｅおよび８ｆを示す。１期間は時間
の１間隔であると理解され、その間に同じ物理的処理が
絶えず行なわれる。この点について、１期間はたとえば
１回の心臓の鼓動の間隔と同じであるべきである。差の
ベクトル１４ａ、１４ｂ、１４ｃ。

１、４　ｄおよび１４ｅは各場合に連続するベクトル８
ａ　ｓ　８　ｂなどに接続される。差のベクトルはベク
トルから得られる量であり、かつベクトル８が前記時間
間隔に変化する速度の度合でもある。ベクトル８ｄと８
ｅの間にまたベクトル時間面１７が示されており、それ
は１単位の時間でベクトルがどの面を囲うかを示してい
る。

第４図はさらなる量として、たとえば時間の関数で差の
ベクトル１４ａないし１４ｅの絶対値を示している。

第５図は、異なる期間にベクトル８の時間のパターンを
与える２個のループ１５．１．６は勿論、それらの投影
１５′、１６′を第１図に従った平面１０上に示してい
る。ループ１５の投影１５′内の面は１８と示され、投
影されたベクトルにより１期間で囲われる。

第６図は第１図かられかるような、ベクトル８．８′の
絶対値の関数１９の具体例を示している。

たとえば位置４から開始して、ベクトル８．８′か１期
間のうちにループ９を終わりまで通ってゆくならば、ベ
クトル８．８′の絶対値は絶対値の関数１９に従う。こ
れは水平軸が時間軸であり、かつ垂直軸９１がベクトル
の絶対値の値をとることを意味する。時間にわたるベク
トルの絶対値の変化はこれから決定され得る。絶対値の
関数１９のもとての面９２はまた１期間にわたるベクト
ルの絶対値の積分と考えられ得る。

第７図はこの発明の装置の図式表示であり、第１図に従
いかつラインが設けられた電極の配置２０を含む。本来
公知の態様で、電極は生理学的に生じられる電界で電位
をタップするかまたはサンプリングする。これら電極は
減算回路２１に接続され、それは第８図に関連してより
詳細に説明される。減算回路２１は電位差および部分ベ
クトルを形成するための手段を形成する。ライン２２．
２３および２４がそれを回路２５と接続してベクトルを
形成するように部分ベクトルを加算し、その部分ベクト
ルは減算回路２１からライン２２．２３および２４をわ
たって与えられる。そのような回路２１および２５は対
応してプログラミングされるマイクロプロセッサにより
実現される。ライン２６またはバスが回路２５をメモリ
回路２７に接続し、それはメモリを含みかつ複数個のス
トアされたベクトルの値をストアすることを可能にして
、それらがさらなる処理動作のために利用可能であるよ
うにする。第１図に従った座標系のべりトル座標および
その開始の値、すなわち電位に関する走査が行なわれる
時間を有するベクトルをみることも可能である。

ライン２８またはバスがメモリ回路２７をユニット２９
に接続し、差のベクトルを形成する。このユニット２９
は本質的にメモリおよびコンピュータを含む。それは２
個のベクトルの絶対値および方向からすなわちベクトル
の先端の座標からベクトル加算の公知の規則に従って差
のベクトル１１３（第１図）を計算しかつＸ軸、ｙ輔お
よびＺ軸を含む座標系でそれの座標を与える位置にある
。

−］〇　− このためにユニット２９のコンピュータはこれら公知の
規則に従ってプログラミングされる。差のベクトルの計
算された値はライン３０によりディスプレイユニット３
１およびメモリユニット３２に与えられる。座標系での
差のベクトルの絶対値の値および位置はディスプレイユ
ニット３１でディスプレイされる。これはプリンタによ
り特定の数値を出力することによりおよび／またはスク
リーン上に差のベクトルまたは１期間のすべての差のベ
クトルを図式表示することにより行なわれ得る。メモリ
ユニット３２はＲＡＭおよび／またはたとえばテープま
たはディスク記憶装置のようなさらなるメモリを含む。

ストアされた値がメモリユニット３２からライン３３を
介して与えられ、さらに差のベクトルを形成するために
ユニット２８がライン３０を介してたとえばコンピュー
タとメモリを含む評価ユニット３４へ実際の値を与える
。それは１期間の連続する時間で決定される差のベクト
ルの値の間の差を決定し得る。それは実際の値を同じ主
体に対してストアされた値とまたは同じ型の別な主体の
ストアされた値と比較しかつその変差を計算し得る。評
価ユニット３４で決定された値はライン３５によりユニ
ット３１および３２に対応する、ディスプレイユニット
３６およびメモリユニット３７に与えられる。ユニット
２９はまたベクトルおよび差のベクトルからベクトル時
間面］７（第３図）を計算するためにプログラミングさ
れ得る。たとえばベクトル時間面１７は本来公知の態様
で三角形の面を計算することにより決定され得て、その
三角形は２個のベクトル８ｄｓ　８ｅおよび差のベクト
ル１４ｄにより境界を限られる。

心臓に関連するベクトルから得られる差のベクトルの表
示および形成により、ダイポール（電気的に心臓を表わ
す）の減極および再分極のような、電気生理学的プロセ
スのより良好な相互分離を検出しかつそれをもたらすこ
とかより容易にされる。

ライン２８はまたユニット３８に接続されてベクトルル
ープを表わす。ユニット３８は各期間の空間での、第１
図に従ったベクトル８の先端の座標をストアし、それゆ
えメモリ含む。それはまた座標変換のためのプログラム
か利用可能とされるコンピュータにより補われ得る。こ
のように、ベクトル８．８′はさらなる座標系で計算さ
れかつメモリにストアされ得る。つまり１期間のベクト
ルの座標は同時にディスプレイユニットへ与えられ得て
、そこではたとえば異なる方向からのまたは異なる投影
でのループ９を考慮に入れることが可能である。このよ
うに、ライン３９により、ユニット３８はディスプレイ
ユニット４０およびメモリユニット４１に接続され、一
方ではそのようなベクトルループを図式でまたは値を与
えることにより表わしさらに他方でそれらをストアする
ことを可能にする。ライン４２はメモリユニット４１を
評価ユニット４３に接続するために設けられており、ユ
ニット４Ｂはまたライン３つをわたってユニット３８に
接続される。評価ユニット４３はコンピュータとメモリ
を含み、実際のベクトルループをストアされた古いベク
トルループと比較することを可能にする。これによりベ
クトルループの輪郭の特徴的な変化を決定することか可
能にされる。これら変化は古い値と実際の値をまたはあ
る選択された時間間隔のメモリから得られた異なる古い
値同士を比べることにより決定され得る。

そのような変化は生体における電気生理学的プロセスの
働きに関する情報を与える。評価ユニット４３はまたラ
イン４４を介してディスプレイユニット４５とメモリユ
ニット４６とに接続される。

ライン２８はまたユニット４７に接続されて１平面での
ベクトルループの投影面を決定する。ユニット４７はコ
ンピュータとメモリを含み、ライン４８を介してディス
プレイユニット４９とメモリユニット５０に接続される
。決定されるそのような面は第５図に１８で示され、そ
れゆえ公知の態様でもっばらベクトル８のＸ座標および
ｙ座標を用いることにより決定され得る。このために、
１期間中の異なる時間でいくつかのベクトル８が決定さ
れ、そのときまた前記ベクトル８の差のベクトル１４が
決定される。ベクトル時間面は各場合の２個のベクトル
と関連する差のベクトルとから計算され得る。次にルー
プ面１８がすべてのベクトル時間面を加算することによ
り得られる。いくつかのベクトル８が１期間のうちに決
定されるならば、相応してより高い精度の面１８がそれ
から得られる。ディスプレイユニット４９は面１８の形
状および／または内容を示す。メモリユニット５０は面
１８の形状および／または内容に関する値をストアする
。ライン５１はメモリユニット５０を評価ユニット５２
へ接続し、このユニット５２は前に測定されてストアさ
れた面を実際の面と比較する。これら面の値すなわち寸
法を比較することにより、生物の有機組織の働きに関す
る推定を引き出すことが可能にされる。ライン５３は前
記評価ユニット５２をディプレイユニット５４とメモリ
ユニット５５に接続し、これらユニットは面の差をディ
スプレイするかまたはストアする。

ライン２８はまたユニット５６に接続され、ベクトル８
．８′の絶対値を決定する。ユニット５６はコンピュー
タとメモリを含み、ライン５７をわたってディスプレイ
ユニット５８とメモリユニット５つに接続される。ユニ
ット５６は１期間中の異なる連続する時間の、すなわち
本来公知の態様で個々の部分ベクトルＸＳＹおよび２の
平方から得られるベクトル８．８′の絶対値を計算する
。

たとえば、時間Ｔｘでのベクトル８の絶対値は次のよう
になる。

これらの値はまたメモリユニット５９にストアされる。

ライン６０はメモリユニット５９を評価ユニット６１に
接続し、このユニット６１はストアされた値を実際の値
と比較する。これにより生体の電解物または組織の変化
を決定することが可能にされ、それは電気信号のライン
にとって重要である。評価ユニット６１はライン６２を
介してディスプレイユニット６３とメモリユニット６４
へ接続される。

ライン２８はまたユニット６５に接続されてベクトル絶
対値時間面９２（第６図）を決定する。

ベクトル絶対値時間面９２は第３図において絶対値開数
１９と時間軸９０により境界を限られる。

ベクトル８．８′はそのループ９を終わりまで通ってゆ
くために（ｎ十Ｎ）Ｔ−ｎＴと指定される期間を必要と
することが仮定され、そのときベクトル絶対値時間面は
次の公式に従って計算される。

ユニット６５はコンピュータとメモリを含む。

それはこの公式に従って先に述べた面を計算し、ライン
６６を介してディスプレイユニット６７とメモリユニッ
ト６８に結果を与える。この面９２は電気生理学的プロ
セスのエネルギ転換に関する情報を与える。ライン６９
はストアされた値をこの面の実際の値と比較する評価ユ
ニッ）７０にメモリユニット６８を接続する。これによ
り測定されたばかりの解釈と前に測定された値または平
均値との間のネＵ違を決定することを可能にする。ライ
ン７１は評価ユニット７０をディスプレイユニット７２
とメモリユニット７３に接続する。

ライン２８はまたユニット７４に接続されて特　１７一 定の時間でのベクトルを決定する。ユニット７４はまた
コンピュータとメモリを含み、ライン７５を介してデス
プレイユニット７６とメモリユニット７７に接続される
。後者の２つは異なる時間のベクトルの絶対値と方向と
をディスプレイし、ストアする。ライン７８によりメモ
リユニット７７は評価ユニット７９に接続され、このユ
ニット７９は古い値を新しい実際の値と比較する。結果
として生じる相違はライン８０をわたってディスプレイ
ユニット８１とメモリユニット８２に与えられる。

回路２］、２５および２７、ユニット２９．３８．４７
．５６．６５および７４、評価ユニット３４．４３．５
２．６１．７０および７９はライン９３ないし１０７を
介してプロセッサシステム１０８に接続され、このシス
テム１０８にはディスプレイユニット１０９、付加的メ
モリユニット１１０および文書作成ユニット１１１が設
けられている。完全な装置にするための入カニニット１
１２がプロセッサシステム１０８に接続され、それはた
とえばスクリーンにより補イっれ得るキーボードを含む
。プロセッサシステム１０８は市場で入手可能なマイク
ロプロセッサシステム（たとえばシリーズ６８０００）
であり得る。ディスプレイユニット１０９はまた文書作
成ユニット１１１として働く公知のスクリーンおよびプ
リンタにより構成される。装置が動作する前にライン９
３ないし１０７にわたって利用可能なすべての量の標準
値すなわち極限値がプロセッサシステム１０８へと送ら
れ得る。次にプロセッサシステム１０８は前記の予め定
められた値とともにこれらの量をディスプレイユニット
１０９と文書作成ユニット１１１とへ出力し得て、これ
らユニットは共に計算された量と予め定められた値とを
表わし得る。

プロセッサシステム１０８はまたそれに与えられるいく
つかの量とさらなる情報に関する値とを処理して出力し
得るような方法でプログラミングされ得る。

ユニット２９．３８．４７．５６．６５および７４のう
ちのいくつかはメモリ、コンピュータまたはその双方を
有するので、わずか１台のコンピュータと１個のメモリ
しか備えていないことも□考えられる。この場合側な本
来公知のプログラム制御により、所望のコンピュータプ
ログラムが実施されることが確実になる。さらに、いく
つかのまたはすべてのディスプレイユニットが結合され
て１個のディスプレイユニットにされ得る。メモリユニ
ットとラインに関してもこれが当てはまり、それらはた
とえばバスによって置換され得る。

第８図は減算回路２１が接続された配置２０を示してお
り、その減算回路２１は３個の差動増幅器８３．８４．
８５を有し、それらの出力８６．８７および８８はマイ
クロプロセッサ８９に接続されている。位置１ないし４
で決定される電位の差は差動増幅器８３．８４および８
５で確立され、それらはマイクロプロセッサ８９におい
て特定の直交座標系Ｘ　％　Ｖ　ｓ　Ｚで部分ベクトル
に転換される。

【図面の簡単な説明】

第１図は空間のいくつかのベクトルの図式表示である。 第２図はベクトルの先すなわち先端を描いているループ
である。 第３図はいくつかのベクトルとそれらの差のベクトルで
ある。 第４図は第３図に従った差のベクトルの絶対値である。 第５図は平面上のループとそれらの投影である。 第６図はベクトルの絶対値の関数である。 第７図はこの装置の図式表示である。 第８図は第７図の装置の一部である。 図において、２０は電極の配置、２１は減算回路、２５
は回路、２７はメモリ回路である。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）生理学的に生じられる電界で電位としてタップさ
   れる電気信号を処理するための方法であって、生理学的
   電気活動のモデルとして使用される少なとも１個のダイ
   ポールの瞬間的状態を表わすベクトル（８、８′）が測
   定された電位から形成され、そのベクトルが異なる時間
   に決定され、かつさらなる量が少なくとも２個のベクト
   ルから得られることを特徴とする、方法。
2. （２）さらなる量として、異なる時間に決定される２個
   のベクトル（８ａ、８ｂ）を結ぶ差のベクトル（１４ａ
   ）が形成されることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。
3. （３）さらなる量として差のベクトル（１４ａ）の絶対
   値が決定されることを特徴とする、特許請求の範囲第２
   項に記載の方法。
4. （４）さらなる量として１期間のうちに決定される連続
   する差のベクトル（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、
   １４ｅ）の間の絶対値の変化が決定されることを特徴と
   する、特許請求の範囲第２項に記載の方法。
5. （５）１期間内にベクトルが幾度も決定されかつ平面（
   １０）上に投影されること、および投影されたベクトル
   により１期間のうちに囲われる面（１８）がさらなる量
   として決定されることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。
6. （６）面（１８）が他の期間から得られる対応する面と
   比較されることを特徴とする、特許請求の範囲第５項に
   記載の方法。
7. （７）さらなる量として、各場合に２個のベクトル（８
   ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ）の間に置かれる面
   （１７）が決定されることを特徴とする、特許請求範囲
   第１項に記載の方法。
8. （８）ベクトルが同じ相互的時間間隔を有することを特
   徴とする、特許請求の範囲第７項に記載の方法。
9. （９）１期間にわたるベクトル（８）の絶対値の積分（
   ９２）がさらなる量として形成されることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
10. （１０）異なる期間の積分が比較されることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第９項に記載の方法。
11. （１１）さらなる量が異なる期間で決定されて互いに比
    較されることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
    載の方法。
12. （１２）請求項１記載の電気信号を処理するための装置
    であって、電位を測定するための手段と、異なる時間に
    測定された電位からベクトルを形成するための手段と、
    ベクトルからさらなる量を決定するための手段とを特徴
    とする、装置。
13. （１３）さらなる量を決定するための手段が構成されて
    差のベクトルを決定することを特徴とする、特許請求の
    範囲第１２項に記載の装置。
14. （１４）さらなる量を決定するための手段が構成されて
    、１個の平面の上のベクトルの投影の間で面を決定する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１２項に記載の装
    置。
15. （１５）さらなる量を決定するための手段が構成されて
    、ベクトルの絶対値を決定しかつ１期間にわたる前記絶
    対値を積分することを特徴とする、特許請求の範囲第１
    ２項に記載の装置。
16. （１６）さらなる量を決定するための手段としてコンピ
    ュータとメモリが設けられることを特徴とする、特許請
    求の範囲第１２項に記載の装置。