JP6747821B2 - 心電計および指標値算出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、可搬型の小型心電計等の心電計、および有用な指標値を算出する機能を心電計に付与する指標値算出プログラムに関する。

近年では、バッテリを内蔵し、ポケットに入る程度にまで小型化された可搬型の心電計が登場してきている。このような小型の心電計は、往診や訪問看護、その他の場面において、その心電計を外に持ち出して健診や検診に有効に利用されている。

心電計は、一般的に、標準の心電図検査としての１２誘導検査のほか、３つのチャネルの波形データを基に不整脈があるかどうかを自動解析する不整脈検査や、１つのチャネルの波形データを基に隣接するＲ波どうしの時間間隔を測定するリズム計測検査等の複数種類の検査を行なうことができるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

リズム計測検査では、隣接するＲ波どうしの時間間隔（Ｒ−Ｒ間隔）が順次計測され、Ｒ−Ｒ間隔を表わす多数の数値データが生成される。医師等の検査者は、それら多数の数値データを眺めて、あるいはそれらの数値データを時系列にプロットしたグラフを眺めて、不整脈が疑われる兆候がないかどうかを判断している。

不整脈が疑われたときは、次には標準の心電図検査、さらにその後、必要に応じて不整脈検査を行なうことになる。

特開２０１５−１０９９１３号公報

上記の通り、リズム計測検査では、医師等の検査者は、多数の数値データやグラフを眺めて、不整脈が疑われる兆候がないかどうかを判断している。そのためには、リズム計測検査の終了を待ってから、そのリズム計測検査で得られた数値データやグラフを眺めて判断する必要があり、非効率的であって、多人数の検査を行なう場面等においては、一定時間内に検査可能な人数が大きく削がれてしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、リズム計測検査において不整脈が疑われる兆候を表わす指標値を算出する機能を備えた心電計、および、その指標値算出の機能を心電計に付与する指標値算出プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の心電計は、
心電計であって、
三角電極が装着されたことが検知されると、設定可能な複数の検査モードのうち、予め定められた検査モードを自動的に設定する検査モード設定部と、
前記予め定められた検査モードにおいて、
心電波形に基づいて、隣接するＲ波の間隔を測定する測定部と、
前記測定部で測定されたＲ波の間隔のばらつきの指標値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記指標値に基づくメッセージを出力する出力部と、を備えたことを特徴とする。

以上の本発明によれば、リズム計測検査において不整脈が疑われる兆候を簡便に知る指標値を算出する機能を備えた心電計が実現する。

本発明の一実施形態としての小型の心電計を示した図である。 図１に外観を示した心電計の内部構成図である。 心電計の電源をオンにしたときの動作フローを示した図である。 ユーザ操作による検査モード設定処理を示した図である。 ユーザ操作によるフィルタ設定処理を示した図である。 ユーザ操作による演算時間設定処理を示した図である。 三角電極装着時の処理フローを示した図である。 ＲＲＶ値が閾値を超えたときの表示画面を表わした図である。 三角電極取外し時の処理フローを示した図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての可搬型の小型の心電計を示した図である。

この心電計１０にはバッテリが内蔵されていて、この心電計１０は、その内蔵バッテリの電力で動作する。この図１には、内蔵バッテリを充電するための充電スタンド２０に装着されている状態の心電計１０が示されている。心電計１０を、この充電スタンド２０に図１に示すように装着すると、心電計１０と充電スタンド２０の接点どうしが接続されて、心電計１０の内蔵バッテリが充電される。なお、ここでは充電スタンド２０が備えている電源ケーブルや電源プラグなどは、図示が省略されている。

この心電計１０には不図示の電極が接続され、この心電計１０では、検査時に、心電波形やその他の生体情報の収集が行われる。

この心電計１０は、その前面に表示画面１１や各種の操作ボタン１２が配置されている。この心電計１０には、操作ボタン１２の操作により、各種のデータや指示が入力される。また、この心電計１０の状態や測定された心電波形等の生体情報は、表示画面１１上に表示される。

図２は、図１に外観を示した心電計の内部構成図である。
この心電計１０は、制御部１００を備えている。この制御部１００は、プログラムを実行する演算機能を有し、各種のプログラムを実行することで、この心電計１０の全体の制御を担っている。

また、この心電計１０は、操作／表示部１１０を備えている。この操作／表示部１１０は、図１に示した表示画面１１および操作ボタン１２を含み、操作ボタン１２の操作を制御部１００に伝え、また、制御部１００の指示に応じて、表示画面１１上に画像を表示する役割を担っている。この操作／表示部１１０からは、後述する検査モードの切替えやフィルタの設定の指示も入力される。さらに、この操作／表示部１１０からは、心電波形等の検査を受ける被検者のＩＤ番号や氏名等からなる被検者情報も入力される。

また、この心電計１０は、電極装着部１２０、フィルタリング部１３０、生体情報取得部１４０、内蔵メモリ１５０、および無線ＬＡＮ送信部１６０を備えている。

電極装着部１２０は、この心電計１０への電極の装着を担う部分である。この電極装着部１２０には、通常の電極のほか、リズム計測検査用の三角電極を装着することも可能である。制御部１００には、三角電極検知部１０１が備えられていて、この三角電極検知部１０１では電極装着部１２０への三角電極の着脱が検知される。

また、フィルタリング部１３０は、電極装着部１２０に装着された電極でピックアップされた信号をフィルタリングしてその信号に混入しているノイズを抑える機能を有する。本実施形態では、このフィルタリング部１３０で作用させるフィルタとして、ドリフトフィルタ、ＡＣフィルタ、および筋電フィルタが用意されている。ドリフトフィルタは、電極装着部１２０を経由してきた信号のドリフトを抑えるフィルタである。また、ＡＣフィルタは、ＡＣ電源に起因するハムノイズを抑えるフィルタである。前述の通り、この心電計は内蔵バッテリで動作する構成となっているが、電極の近くにＡＣ電源やそのＡＣ電源で動作する機器が存在すると、ハムノイズが混入するおそれがある。また、筋電フィルタは、被検者の筋肉の動きに起因して生じるノイズを抑えるフィルタである。本実施形態の心電計１０には、これら３種類のフィルタであって、かつ、それぞれについて「強」と「弱」のフィルタが用意されている。「強」と「弱」のフィルタを用意しているのは、フィルタを作用させるとそのフィルタに応じたノイズが抑えられるが、それと同時に、信号自体も減衰する。このため、小さい信号しか得られない場面にまで強いフィルタを作用させると信号が小さくなり過ぎるおそれがあるからである。

制御部１００には、フィルタ設定部１０２が用意されていて、このフィルタ設定部１０２では、操作／表示部１１０でのユーザ操作に応じて、３種類のフィルタのそれぞれを、かつ「強」と「弱」のいずれかを、電極装着部１２０で作用させるべく設定され、あるいは、そのフィルタの作用を停止させるべく設定される。また、このフィルタ設定部１０２では、三角電極検知部１０１により、電極装着部１２０への三角電極の装着や取外しが検知されると、その検知に応じても、フィルタリング部１３０へのフィルタの設定を切り替える。詳細は後述する。

また、生体情報取得部１４０は、フィルタリング部１３０を通過してきた信号を基にしての、心電波形等の生体情報の取得を担っている。

本実施形態の心電計１０には、標準の心電図検査（１２誘導検査）を行なう標準検査モードと、不整脈検査を行なう不整脈検査モードと、リズム計測検査を行なうリズム計測検査モードとが用意されている。

制御部１００には、それらの検査モードを切り替える検査モード切替部１０３が設けられている。この検査モード切替部１０３は、操作／表示部１１０におけるユーザ操作に応じて、生体情報取得部１４０での生体情報取得の処理のモードを、上記の３つの検査モードのうちのいずれかの検査モードに設定する。生体情報取得部１４０では、設定された検査モードに応じた検査アルゴリズムによる、検査モードに応じた生体情報の取得が行われる。また、この検査モード切替部１０３は、三角電極検知部１０１による、電極装着部１２０への三角電極の装着や取外しが検知されると、その検知に応じても、生体情報取得部１４０への検査モードの設定を切り替える。詳細は後述する。

また、内蔵メモリ１５０は、生体情報取得部１４０で取得した生体情報を一時的に蓄積しておくメモリである。生体情報取得部１４０で取得した生体情報は、操作／表示部１１０から入力したＩＤ番号や氏名等と対応付けられて内蔵メモリ１５０に格納される。

さらに、無線ＬＡＮ送信部１６０は、制御部１００の指示に応じて、内蔵メモリ１５０に蓄積されている生体情報を、無線ＬＡＮ用の内臓アンテナ１６１を使って、無線で、生体情報を蓄積しておくデータサーバに向けて送信する。本実施形態では、ユーザ操作に応じて送信を行なうほか、この心電計１０が充電スタンド２０（図１参照）に装着されたタイミングでも行われる。

図３は、心電計の電源をオンにしたときの動作フローを示した図である。

心電計１０のの電源スイッチ（不図示）をオンに操作すると、心電計１０の内蔵バッテリから心電計１０内の各部に電力が供給され、図３に示す初期設定処理が実行される。

ここでは標準の心電図検査（１２誘導検査）を行なう標準検査モードに設定され（ステップＳ３０１）、３種類用意されているフィルタは全てオフに設定される（ステップＳ３０２）。ここで、フィルタをオフに設定するとは、フィルタリング部１３０（図２参照）においてそのフィルタが作用しないように設定することをいう。

ただし、この図３に示す動作フローは、電源をオンにしたときの初期設定であり、ユーザ操作により検査モードの変更やフィルタのオン、オフの変更が可能である。

ここではさらに、三角電極検知部１０１（図２参照）での検知結果に基づいて、三角電極が装着済みか否かが判定される（ステップＳ３０３）。電極を装着してから電源をオンにする場面もあり得るからである。そして、三角電極が既に装着されていたときは、三角電極装着時のルーチン（図７参照）が起動される（ステップＳ３０４）。三角電極装着時のルーチン（図７）については、後述する。

図４は、ユーザ操作による検査モード設定処理を示した図である。

ユーザは、操作／表示部１１０（図１に示す操作ボタン１２）を操作して、３種類用意されている検査モード（標準検査モード、不整脈検査モード、およびリズム計測検査モード）の中の任意の検査モードを設定することができる（ステップＳ４０１）。

図５はユーザ操作によるフィルタ設定処理を示した図である。

ユーザは、操作／表示部１１０（図１に示す操作ボタン１２）を操作して、３種類用意されているフィルタ（ドリフトフィルタ、ＡＣフィルタ、および筋電フィルタ）のそれぞれについて、オン、オフを設定することができる（ステップＳ５０１）。３種類のフィルタのそれぞれには、「強」と「弱」とがあり、「強」、「弱」についてもユーザが任意に設定することができる。ここで、フィルタをオンに設定するとは、フィルタリング部１３０（図２参照）において、入力されてきた信号にそのフィルタが作用するように設定することをいう。

図６は、ユーザ操作による演算時間設定処理を示した図である。

三角電極装着時のルーチン（図７）内のステップＳ７０７では、後述する演算が行われるが、ここでは、その演算時間が設定される。この演算時間は、初期状態では最短の１５秒間に設定されているが、ユーザ操作により、その演算時間を、２０秒間など、さらに長い時間に設定することができる。長い時間に設定すると、その演算結果の信頼性が向上する。ここで設定された演算時間は、電源がオフされても保存されていて、ユーザ操作により演算時間が次に変更されるまで有効である。

図７は、三角電極装着時の処理フローを示した図である。

図２に示す電極装着部１２０に三角電極が装着されると、三角電極が装着されたことが三角電極検知部１０１で検知され、この図７に示す処理フローが実行される。

ここでは先ず、現在の検査モードが３種類の検査モードのうちのどの検査モードであるか、という情報が保存される（ステップＳ７０１）。ここでいう「現在の検査モード」は、電源をオンにした後、検査モード変更の操作（図４参照）をしていなければ、電源オン時に初期設定された標準検査モードであり（図３参照）、電源オンの後で検査モードが変更されていたときは、その変更後の検査モードである。

さらに、この検査モードの保存と同様に、現在のフィルタの設定状態、すなわち、３種類のフィルタのオン、オフおよび「強」、「弱」の設定状態が保存される（ステップＳ７０２）。電源オン時の初期設定では、３種類のフィルタのいずれもがオフに設定される（図３参照）。したがって、電源をオンにした後、フィルタ設定の操作（図５参照）がなされていないときは、このステップＳ７０２では、ドリフトフィルタ、ＡＣフィルタ、および筋電フィルタの全てがオフであるという情報が保存される。電源オンの後でフィルタの設定操作（図５参照）がなされていたときは、このステップＳ７０２では、その設定操作後のフィルタの状態が保存される。

次に、検査モードがリズム計測検査モードに設定される（ステップＳ７０３）。また、本実施形態では、「強」のドリフトフィルタがオンに設定される（ステップＳ７０４）。リズム計測検査では、ほとんどの場合、信号波形のドリフトを強く抑えるのが有効だからである。

このステップＳ７０４ではドリフトフィルタのみが対象であって、ＡＣフィルタと筋電フィルタは対象外である。すなわち、ＡＣフィルタと筋電フィルタについては、三角電極装着前の状態がそのまま維持される。換言すると、電源をオンにした後、フィルタ設定の操作（図５参照）がなされていないときは、ドリフトフィルタ、ＡＣフィルタ、および筋電フィルタの全てがオフであるため、このステップＳ７０４ではＡＣフィルタと筋電フィルタについてはオフのまま、「強」のドリフトフィルタがオンに設定される。電源をオンにした後、フィルタ設定の操作（図５参照）がなされたときは、ＡＣフィルタと筋電フィルタについてはその設定操作後の状態のままとなる。ドリフトフィルタについては、オフのままであっても、「弱」のドリフトフィルタが設定されていたときであっても、ステップＳ７０４では、「強」のドリフトフィルタがオンに設定される。

ここで、検査モードやフィルタのユーザ操作による設定（図４，図５参照）は、三角電極装着後であっても可能である。ユーザの操作を優先するためである。ただし、ここでは、三角電極装着後のユーザ操作による検査モードやフィルタ設定変更は行われないものとして説明を続ける。

次には、被検者情報が入力される（ステップＳ７０５）。ここでは、図１に示す操作ボタン１２の操作により、被検者情報、すなわち、被検者のＩＤ番号、性別、年齢、氏名、身長、体重などが入力される。

次いで、リズム計測検査が行われる（ステップＳ７０６）。

ここでは、順次隣接するＲ波どうしの時間間隔（Ｒ−Ｒ間隔）の測定が行われてＲ−Ｒ間隔を表わす多数のデータ（ＲＲデータ）が収集される。

さらに、本実施形態では、隣接するＲ波どうしの時間間隔（Ｒ−Ｒ間隔）のばらつきを表わす指標値が算出される（ステップＳ７０７）。その指標値として、本実施形態では、以下の式に示すＲＲＶ値が採用されている。

このＲＲＶ値の算出にあたっては、複数のＲＲデータの取得が必要であり、データ収集にある程度の時間を要する。ここではその時間は、初期値としては１５秒間、その時間をユーザが変更していたときは（図６参照）、その変更後の時間である。なお、このＲＲＶ値算出の演算は、最初の１回のみ行ってもよく、リズム計測検査を行っている間、繰り返し行ってもよい。

ここで、本実施形態では、Ｒ−Ｒ間隔の測定は生体情報取得部１４０で行われ、その測定で得られたＲ―Ｒ間隔を表わすデータ（ＲＲデータ）が制御部１００に渡される。制御部では、その受け取ったＲＲデータを基にＲＲＶ値を算出する。したがって、生体情報取得部１４０は測定部の一例であり、制御部１００は、算出部の一例である。
また、ＲＲＶ値が算出されると、制御部１００において、その算出されたＲＲＶ値が、予め定められている閾値と比較され、ＲＲＶ値が閾値を超えているか否かが判定される（ステップＳ７０８）。ＲＲＶ値は、Ｒ−Ｒ間隔のばらつきを表わしており、このＲＲＶ値が閾値を超えるということは、不整脈の懸念があることを意味している。

そこで、ＲＲＶ値が閾値を超えると、制御部１００は、操作／表示部１１０の表示画面１１（図１参照）上にその旨を表示させる（ステップＳ７０９）。

図８は、ＲＲＶ値が閾値を超えたときの表示画面を表わした図である。

画面中央にはリズム計測波形が表示されていて、ＲＲＶ値が閾値を超えると、その画面の左下に、「ＲＲが不整です」の文字が表示される。この表示とともにブザー音等で通知してもよい。また、ＲＲＶ値が閾値以下のときも、ＲＲは正常です、などの表示を行ってもよい。また、ＲＲＶ値算出の演算を繰り返し行った場合、１回のＲＲＶ値算出のたびに表示を更新してもよく、あるいは、ＲＲＶ値が１度でも閾値を超えた場合に「ＲＲが不整です」の文字を表示し続けてもよい。

また、この図８に示す画面の右上には、「ＤＦ」の文字が表示されている。これは、ドリフトフィルタがオンになっていることを意味している。

図７に戻って説明を続ける。

ユーザ操作により検査終了が指示されると（ステップＳ７１０）、今回の検査で得られた一連のＲ−Ｒ間隔を表わすデータ（ＲＲデータ）が、ステップＳ７０５で入力された被検者情報や検査日時の情報、さらには、ステップＳ７０７で算出されたＲＲＶ値やステップＳ７０８での判定結果などからなる付属情報と対応付けられて、内蔵メモリ１５０（図２参照）に保存される（ステップＳ７１１）。

被検者情報の入力（ステップＳ７０５）から内蔵メモリ１５０への保存（ステップＳ７１１）までの処理は、検査人数分だけ繰り返される（ステップＳ７１２）。

内蔵メモリ１５０に保存されたデータは、前述の通り、ユーザ操作により、あるいは充電スタンド２０（図１参照）への心電計１０の装着により、データサーバ（不図示）に向けて送信される。

図９は、三角電極取外し時の処理フローを示した図である。
電極装着部１２０（図２参照）に装着されていた三角電極が取り外されると、三角電極が取り外されたことが三角電極検知部１０１で検知され、この図９に示す処理フローが実行される。

ここでは先ず、三角電極装着時に図７のステップＳ７０１において保存しておいた検査モード情報に基づいて、三角電極装着前の検査モードが復元される（ステップＳ９０１）。また、これと同様にして、三角電極装着時に図７のステップＳ７０２において保存しておいたフィルタ設定情報に基づいて、三角電極装着前のフィルタ設定状態が復元される（ステップＳ９０２）。

その後は、その復元された検査モードによる検査が行われ、あるいは、電源オフにより、この心電計１０による今回の検査が終了する。

標準検査モードによる検査および不整脈検査モードによる検査は、従来から広く知られた検査であり、また、本実施形態における特有の点もないので、ここでの説明は省略する。

なお、上記の実施形態では、三角電極の装着により、リズム計測検査モードに切り替えるとともに、ドリフトフィルタ（強）をオンにしているが、フィルタについてはユーザ操作による設定に委ねてもよい。

また、上記の実施形態では、上述のＲＲＶ値を算出しているが、ＲＲＶ値には限られず、Ｒ−Ｒ間隔のばらつきを表わす他の指標値を採用してもよい。

さらに、上記の実施形態では、ＲＲＶ値の算出に当たり、リズム計測検査の終了を待つことなく、例えば１５秒間等の予め定められた時間を経過した時点で演算を終了しているが、リズム計測検査の終了を待って、その検査の間の全部のＲＲデータを使ってＲＲＶ値を算出してもよい。あるいは、図６を参照して説明した演算時間が、ＲＲＶ値算出の演算時間であるとともにリズム計測検査終了の時間でもあり、ＲＲＶ値算出とともにリズム計測検査を自動的に終了させてもよい。

１０ 心電計
１１ 表示画面
１２ 操作ボタン
２０ 充電スタンド
１００ 制御部
１０１ 三角電極検知部
１０２ フィルタ設定部
１０３ 検査モード切替部
１１０ 操作／表示部
１２０ 電極装着部
１３０ フィルタリング部
１４０ 生体情報取得部
１５０ 内蔵メモリ
１６０ 無線ＬＡＮ送信部
１６１ 内臓アンテナ

Claims (5)

1. 心電計であって、
   三角電極が装着されたことが検知されると、設定可能な複数の検査モードのうち、予め定められた検査モードを自動的に設定する検査モード設定部と、
   前記予め定められた検査モードにおいて、
   心電波形に基づいて、隣接するＲ波の間隔を測定する測定部と、
   前記測定部で測定されたＲ波の間隔のばらつきの指標値を算出する算出部と、
   前記算出部で算出された前記指標値に基づくメッセージを出力する出力部と、を備えたことを特徴とする心電計。
2. 前記予め定められた検査モードにおいて、
   前記算出部が、前記測定部での測定と並行して前記指標値を算出し、
   前記出力部が、前記算出部で算出された前記指標値に基づくメッセージを、前記測定部による測定時間の終了を待つことなく出力することを特徴とする請求項１に記載の心電計。
3. 前記予め定められた検査モードにおいて、
   前記算出部が、下記式
   

   

   に基づくＲＲＶ値を前記指標値として算出し、
   前記出力部は、前記ＲＲＶ値が閾値を超えた場合に前記メッセージを出力することを特徴とする請求項１または２に記載の心電計。
4. 三角電極が装着されたことが検知された場合には、前記心電波形に適用可能な第１のドリフトフィルタおよび第２のドリフトフィルタのうち、強度の強い一方が適用されるように自動的に設定することを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の心電計。
5. プログラムを実行する演算機能を備えた心電計内で実行され、該心電計を、
   三角電極が装着されたことが検知されると、設定可能な複数の検査モードのうち、予め定められた検査モードを自動的に設定する検査モード設定部と、
   前記予め定められた検査モードにおいて、
   心電波形に基づいて、隣接するＲ波の間隔を測定する測定部と、
   前記測定部で測定されたＲ波の間隔のばらつきの指標値を算出する算出部と、
   前記算出部で算出された前記指標値に基づくメッセージを出力する出力部と、を備えた心電計として動作させることを特徴とする指標値算出プログラム。

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