JP6948795B2

JP6948795B2 - 心電図解析装置

Info

Publication number: JP6948795B2
Application number: JP2017008856A
Authority: JP
Inventors: 正行白井
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2021-10-13
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP2018114237A

Description

本発明は、ＴＷＡ解析機能を有する心電図解析装置に関する。

心電図において大きさの異なるＴ波が１拍毎に現れるＴ波オルタナンス（ＴＷＡ：T Wave Alternans）現象は、突然死の可能性や心筋梗塞後の予後を評価するための有効な指標として用いられている（特許文献１参照）。ＴＷＡは、測定電位が数μＶであることと、心拍数の上昇時に出現し易いことから、一般に、被検者に測定用電極を装着させた状態で運動負荷試験を行うことによってフランク誘導法や１２誘導法による心電図を測定し、この心電図を評価することによって行われる。

より詳細には、ＴＷＡの検査では、心電図の各誘導において１拍毎に現れる形の異なるＴ波を測定し、その交互性（つまり隣り合うＴ波の差分）の大きさを算出し、この交互性が大きいほど突然死の可能性が高いと評価する。

このＴ波の交互性を算出するための方式には、大きく分けて２つの方式がある。一つは周波数ドメイン法と呼ばれている方式であり、もう一つはタイムドメイン法と呼ばれている方式である。因みに、特許文献１には周波数ドメイン法が記載されている。

周波数ドメイン法は、例えば１２８拍分のＴ波の高さをＦＦＴで変換したときの、０．５（cycle/beat）の位置の強さを交互性の強さとする方式である。因みに、例えば０．４４〜０．４９（cycle/beat）の位置の平均レベルをノイズレベルとしている。具体的には、例えば１２８拍を単位としてＦＦＴ変換したときの０．５（cycle/beat）の位置のレベルを出力するといった処理を、１拍ずつずらしながら順次行うことにより、所定時間ぶんのＴ波オルタナンスを求める。

タイムドメイン法は、偶数波と奇数波に分けて、Ｔ波の偶数波平均レベルと、Ｔ波の奇数波平均レベルの差を検出する方式である。

特許第３８７７７６１号公報

ところで、ＴＷＡ検査の確認は、一般に、ユーザーが記録紙に印刷されたＴＷＡ結果レポートを見て行われている。このＴＷＡ結果レポートでは、ハートレートのトレンドグラフと、各誘導のＴ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフが時間軸を合わせて縦に並べて記録され、ユーザーは、これらのトレンドグラフを見ながらＴＷＡを評価する。

ところが、印刷されたＴＷＡ結果レポートにおいては、誘導によっては、Ｔ波オルタナンスのトレンドグラフ及びノイズレベルのトレンドグラフがハートレートのトレンドグラフから遠い位置に配置される。この場合、ハートレートのトレンドグラフとの比較がしにくい問題がある。また、ハートレートのトレンドグラフや、Ｔ波オルタナンスのトレンドグラフ、ノイズレベルのトレンドグラフに不自然と思われる箇所があっても、当該箇所の波形を確認することができないといった不都合がある。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、ユーザーがＴＷＡを評価し易いＴＷＡ解析結果を提示し得る心電図解析装置を提供する。

本発明の心電図解析装置の一つの態様は、
ＴＷＡ解析を行うＴＷＡ解析部と、
ＴＷＡ解析結果を表示する表示部と、
を有し、
前記表示部は、
ハートレートのトレンドグラフと、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフと、を時間軸を合わせて同一画面に表示するとともに、
前記ハートレートのトレンドグラフと、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフの中の任意の１つのトレンドグラフとが、ユーザー操作に応じて、互いに近づくように再配置可能に表示する。

本発明によれば、ユーザーは複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフのうちハートレートのトレンドグラフと比較したいトレンドグラフを、ハートレートのトレンドグラフに近づけて表示させることができるようになるので、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとハートレートのトレンドグラフとの比較の柔軟性が増し、ＴＷＡを評価し易くなる。

実施の形態に係る運動負荷心電図検査システムの外観図実施の形態の心電図検査装置の要部構成を示すブロック図実施の形態による表示例１を示す図実施の形態による表示例２を示す図実施の形態による表示例３を示す図実施の形態による表示例４を示す図

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

＜全体構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る運動負荷心電図検査システム１０の外観図である。運動負荷心電図検査システム１０は、運動負荷装置２０と、心電図などの生体情報の取得及び運動負荷装置２０の制御を行う心電図検査装置１００と、を有する。本実施の形態の場合、運動負荷装置２０としてトレッドミルが用いられているが、トレッドミルに代えてエルゴメータなどを用いてもよい。心電図検査装置１００と運動負荷装置２０とは専用ケーブル３０によって接続されており、運動負荷装置２０は心電図検査装置１００によって制御される。トレッドミルの場合、ベルトの回転速度及び傾斜が心電図検査装置１００によって制御される。

心電図検査装置１００は、装置本体１００ａと、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなるディスプレイ１０１と、キーボードやマウスなどからなる操作部１０２と、プリンタ１０３と、血圧計１０４と、を有する。

図２は、心電図検査装置１００の要部構成を示すブロック図である。心電図検査装置１００の制御部１１０は、心電図検査装置１００の全体の動作を制御する。ディスプレイ１０１には、メニュー画面や各種の設定画面が表示される。また、ディスプレイ１０１には、心電波形、解析結果などが表示される。

記憶部１１１は、ハードディスクドライブや半導体メモリなどにより構成される。記憶部１１１は、心電波形のデータとその解析データなどを記憶する。また、記憶部１１１は、操作部１０２からオペレータによって入力された、心電図検査装置１００の設定データも記憶される。

プリンタ１０３は、レーザ式やサーマルヘッド式などのプリンタであり、測定により得られた、心電波形とその解析結果などを、オペレータによる指示に従ってプリントする。スピーカ１１２は、負荷検査モード時の喚起音などを発する。

また、心電図検査装置１００は、電極用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２、血圧計用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２３及び運動負荷用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２４を有する。

電極用Ｉ／Ｆ１２２は、被検者（つまり、心電図計測の対象者）に装着される電極部（四肢用電極部及び胸部用電極部など）１３０に接続され、この電極部１３０から入力される測定電圧に増幅処理などを施して、演算部１２１に出力する。血圧計用Ｉ／Ｆ１２３は、血圧計１０４に接続され、血圧計１０４から入力される血圧値信号を演算部１２１に出力する。また、血圧計用Ｉ／Ｆ１２３は、血圧計１０４のカフに供給する圧力を制御するための制御信号を血圧計１０４に出力する。

演算部１２１は、心電図データ処理プログラムを実行することにより、心電波形の解析などを行う。

さらに、演算部１２１は、ＴＷＡ検査モード時には、ＴＷＡ検査プログラムを実行することにより、Ｔ波の交互性の強さ（Ｔ波オルタナンスレベル）を算出する。本実施の形態の場合、周波数ドメイン法によってＴ波オルタナンスレベルを算出する。具体的には、演算部１２１は、例えば１２８拍を単位としてＦＦＴ変換したときの０．５（cycle/beat）の位置のレベルを出力するといった処理を、１拍ずつずらしながら順次行うことにより、所定時間ぶんのＴ波オルタナンスレベルを求める。

運動負荷用Ｉ／Ｆ１２４は、トレッドミルやエルゴメータなどの運動負荷装置２０に接続される。制御部１１０から運動負荷用Ｉ／Ｆ１２４を介して運動負荷装置２０に、運動負荷装置２０を駆動するための制御信号が出力される。また、運動負荷用Ｉ／Ｆ１２４を介して、運動負荷装置２０からのフィードバック信号が入力される。このフィードバック信号としては、例えば速度信号などがある。心電図検査装置１００の制御部１１０は、運動負荷装置２０からフィードバックされる速度信号に基づいて、運動負荷装置２０を所望の速度に制御できる。

＜実施の形態による表示＞
図３−図６は、本実施の形態によるＴＷＡ解析結果の表示を示す図である。つまり、ＴＷＡ検査後にユーザーが所定の操作を行うと、ディスプレイ１０１に図３−図６に示したようなＴＷＡ解析結果画面が表示される。因みに、ディスプレイ１０１に表示されるＴＷＡ解析結果画面を構成する画像の配置などの制御は、制御部１１０によって行われる。

本実施の形態のＴＷＡ解析結果画面には、ハートレートトレンドグラフ表示領域Ａ１と、Ｔ波オルタナンスレベルトレンドグラフ表示領域Ａ２と、波形表示領域Ａ３と、生体情報表示領域Ａ４と、心拍数表示領域Ａ５と、が含まれる。

ハートレートトレンドグラフ表示領域Ａ１には、ハートレートのトレンドグラフが表示される。

Ｔ波オルタナンスレベルトレンドグラフ表示領域Ａ２には、演算部１２１によって算出されたＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフが表示される。図からも分かるように、このハートレートのトレンドグラフと、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフは、時間軸を合わせて同一画面に表示される。また、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフの下方には、ノイズレベルのトレンドグラフが表示される。つまり、対応する誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとノイズレベルのトレンドグラフが対になって表示される。上述したように、Ｔ波オルタナンスレベルは、例えば１２８拍分のＴ波の高さをＦＦＴで変換したときの、０．５（cycle/beat）の位置の強さであり、ノイズレベルは例えば０．４４〜０．４９（cycle/beat）の位置の平均レベルである。

本実施の形態の心電図検査装置１００は、演算部１２１によって、ＶＭ誘導、Ｘ誘導、Ｙ誘導、Ｚ誘導、Ｖ１誘導、Ｖ２誘導、Ｖ３誘導、Ｖ４誘導、Ｖ５誘導及びＶ６誘導のそれぞれに関する、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとノイズレベルのトレンドグラフとを算出して表示可能となっている。

また、Ｔ波オルタナンスレベルトレンドグラフ表示領域Ａ２には、スクロールバーＢ１が表示されており、ユーザーがスクロールバーＢ１のノブＢ１１又はアローＢ１２をマウスなどによって操作することにより、Ｔ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフを上下方向にスクロールさせることができるようになっている。

これにより、どの誘導のＴ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフを、ハートレートのトレンドグラフに隣り合わせて表示するかを選択できるようになる。つまり、Ｔ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフをスクロールさせることより、ハートレートのトレンドグラフを上部に固定したままで、これに隣り合うＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフを順次変更可能となっている。

図３は、ＶＭ誘導のＴ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフをハートレートのトレンドグラフに隣り合わせて表示した表示例であり、図４は、スクロール操作によりＺ誘導のＴ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフをハートレートのトレンドグラフに隣り合わせて表示した表示例であり、図５は、さらなるスクロール操作によりＶ３誘導のＴ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフをハートレートのトレンドグラフに隣り合わせて表示した表示例であり、図６は、さらなるスクロール操作によりＶ５誘導のＴ波オルタナンスレベル及びノイズレベルのトレンドグラフをハートレートのトレンドグラフに隣り合わせて表示した表示例である。

また、ハートレートトレンドグラフ表示領域Ａ１及びＴ波オルタナンスレベルトレンドグラフ表示領域Ａ２には、ハートレートのトレンドグラフとＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとの時間軸に直交するように、ハートレートのトレンドグラフとＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとを貫く、時間指定ラインＬ１が表示される。この時間指定ラインＬ１は、マウスなどを用いたユーザー操作によって時間方向に移動可能とされている。

波形表示領域Ａ３には、時間指定ラインＬ１の時間位置の各誘導の心電波形が表示される。図の例では、心電波形として、時間指定ラインＬ１の近傍の複数拍（例えば１６拍）の１２誘導アベレージ波形が表示されている。また、各誘導について時間指定ラインＬ１の時間位置の心電波形に重ねて、ＴＷＡ検査前に測定された各誘導の基準波形が表示される。時間指定ラインＬ１の時間位置の心電波形とＴＷＡ検査前の心電波形（基準波形）は異なる色で表示される。

これにより、ユーザーは、ハートレートのトレンドグラフや、Ｔ波オルタナンスのトレンドグラフ、ノイズレベルのトレンドグラフにおいて気になった箇所があった場合、当該箇所に時間指定ラインＬ１を合わせることで、当該箇所の心電波形形状を確認することができる。例えば、Ｔ波以外のＲ波等の形状も確認できるようになる。

また、従来は、一般的に、Ｔ波オルタナンスレベルが最大（ＴＷＡＭＡＸ）の位置は自動的に検出され、印刷されるＴＷＡ結果レポートにはＴＷＡＭＡＸの位置でのＴ波オルタナンスの値やノイズの値などが記載されているが、本実施の形態では、印刷されるＴＷＡ結果レポートに時間指定ラインＬ１で指定した位置でのＴ波オルタナンスの値やノイズの値などを記載することもできるようになる。つまり、ユーザーが実際のＴ波オルタナンスレベルやハートレート、心電波形形状を見ながらＴＷＡＭＡＸの位置を変更することもできるようになる。これにより、ＶＰＣ（心室期外収縮）などが現れている位置を排除するなどの操作もできるようになる。

なお、時間指定ラインＬ１は、完全な線でなくてもよく、要はハートレートのトレンドグラフとＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフの対応する時間位置を指し示しているポインタであればよい。このようなポインタは、実質的に時間指定ラインＬ１上に存在することになるので、本明細書ではこれらのポインタも含めて時間指定ラインと表現する。

生体情報表示領域Ａ４には、ＴＷＡ検査時に取得された生体情報のトレンドグラフが表示される。例えば生体情報として、ＳｐＯ_２やＳＴレベルなどを表示可能である。この生体情報は、心電図検査装置１００によって測定したものであってもよいし、他の生体情報測定装置によって測定され心電図検査装置１００に入力されたものであってもよい。生体情報表示領域Ａ４にどの生体情報のトレンドグラフを表示させるかはユーザーによって設定可能となっている。生体情報表示領域Ａ４に表示される生体情報のトレンドグラフは、ハートレートトレンドグラフ表示領域Ａ１及びＴ波オルタナンスレベルトレンドグラフ表示領域Ａ２に表示されているトレンドグラフと対応する時間のトレンドグラフである。また、生体情報表示領域Ａ４には、時間指定ラインＬ１に対応する時間位置に時間指定ラインＬ２が表示される。つまり、時間指定ラインＬ１と時間指定ラインＬ２は同一の時間を示すように連動するようになっており、時間指定ラインＬ１を移動させれば時間指定ラインＬ２もそれに応じて移動し、逆に時間指定ラインＬ２を移動させれば時間指定ラインＬ１もそれに応じて移動する。これにより、ユーザーは、時間指定ラインＬ１に対応する時間に他の生体情報がどのような状態であったかを容易に確認できる。

心拍数表示領域Ａ５には、時間指定ラインＬ１に対応する時間の心拍数「１１１」などが表示される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ハートレートのトレンドグラフと、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフと、を時間軸を合わせて同一画面に表示するとともに、ハートレートのトレンドグラフと、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフの中の任意の１つのトレンドグラフとが、ユーザー操作に応じて、互いに近づくように再配置可能に表示したことにより、ユーザーは複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフのうちハートレートのトレンドグラフと比較したいトレンドグラフを、ハートレートのトレンドグラフに近づけて表示させることができるようになるので、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとハートレートのトレンドグラフとの比較の柔軟性が増し、ＴＷＡを評価し易くなる。

つまり、ＴＷＡの評価では、各誘導のＴ波オルタナンスレベルと、そのときのハートレートとを比較したいという要望がある。本実施の形態では、いずれの誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフも、ハートレートのトレンドグラフに隣り合わせに表示させることができるので、全ての誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフをハートレートのトレンドグラフと比較し易くなる。

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

上述の実施の形態では、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフをスクロールすることで、所望の誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフをハートレートのトレンドグラフに隣り合わせて表示する場合について述べたが、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフからハートレートのトレンドグラフに隣り合うトレンドグラフを選択する方法はスクロールに限らない。要は、ハートレートのトレンドグラフと、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフの中の任意の１つのトレンドグラフとが、ユーザー操作に応じて、互いに近づくように再配置可能に表示すればよい。例えば、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフを固定表示し、ハートレートのトレンドグラフを、比較しようとする誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフに近づけるように移動させてもよい。

また上述の実施の形態では、演算部１２１が周波数ドメイン方式によるＴＷＡ解析を行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、タイムドメイン方式のＴＷＡ解析を行った場合に適用しても同様の効果を得ることができる。

さらに上述の実施の形態では、本発明を運動負荷心電図検査システム１０の心電図検査装置１００に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＴＷＡ解析機能を有する心電図解析装置に広く適用可能である。本発明は、例えばホルター心電計により記録された心電図をＴＷＡ解析する心電図解析装置として用いることもでき、生体情報モニターに組み込んでＴＷＡ解析を行う場合などにも適用できる。

本発明の心電図解析装置は、ＴＷＡ解析機能を有する心電図解析装置に好適である。

１０運動負荷心電図検査システム
２０運動負荷装置
１００心電図検査装置
１００ａ装置本体
１０１ディスプレイ
１０２操作部
１０３プリンタ
１０４血圧計
１１０制御部
１２１演算部

Claims

ＴＷＡ解析を行うＴＷＡ解析部と、
ＴＷＡ解析結果を表示する表示部と、
を有し、
前記表示部は、
ハートレートのトレンドグラフと、Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフと、を時間軸を合わせて同一画面に表示するとともに、
（ｉ）前記ハートレートのトレンドグラフを固定表示し、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフをユーザー操作に応じてスクロール表示する、又は、（ｉｉ）前記複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフを固定表示し、前記ハートレートのトレンドグラフをユーザー操作に応じて比較しようとする誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフに近づけることで、前記ハートレートのトレンドグラフと、複数誘導のＴ波オルタナンスレベルのトレンドグラフの中の任意の１つのトレンドグラフとを、ユーザー操作に応じて、互いに近づくように再配置可能に表示する、
心電図解析装置。
前記表示部は、
前記ハートレートのトレンドグラフと、前記Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフと、に加えて、ノイズレベルのトレンドグラフを、時間軸を合わせて同一画面に表示する、
請求項１に記載の心電図解析装置。
前記表示部は、
前記ハートレートのトレンドグラフと、前記Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフと、の時間軸に直交するように、前記ハートレートのトレンドグラフと、前記Ｔ波オルタナンスレベルのトレンドグラフとを貫き、ユーザーによって時間方向に移動操作可能である時間指定ラインを表示するとともに、
当該時間指定ラインによって指定された時間の心電波形を表示する、
請求項１又は請求項２に記載の心電図解析装置。
前記表示部は、
前記時間指定ラインによって指定された時間の心電波形に重ねて、ＴＷＡ検査前の心電波形を表示する、
請求項３に記載の心電図解析装置。