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JP7614584B2 - DETECTION APPARATUS, DETECTION METHOD, AND PROGRAM - Google Patents

DETECTION APPARATUS, DETECTION METHOD, AND PROGRAM Download PDF

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JP7614584B2
JP7614584B2 JP2020138942A JP2020138942A JP7614584B2 JP 7614584 B2 JP7614584 B2 JP 7614584B2 JP 2020138942 A JP2020138942 A JP 2020138942A JP 2020138942 A JP2020138942 A JP 2020138942A JP 7614584 B2 JP7614584 B2 JP 7614584B2
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孝之 齊藤
譲治 石川
和昌 原田
弘一郎 絹川
将 波多野
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Secom Co Ltd
Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology (TMGHIG)
University of Toyama NUC
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Secom Co Ltd
Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology (TMGHIG)
University of Toyama NUC
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Description

本発明は、検出装置、検出方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a detection device, a detection method, and a program.

従来、心電情報や脈波情報に基づいて心不全等の疾患の兆候を検出することが検討されている。例えば、特許文献1には、脈拍間隔の変動の大きさを示す分布情報に基づいて心房細動の発生を検出する手法が記載されている。特許文献1に記載されたような手法により、患者が症状を自覚して自発的に受診することを待たずに心不全等の疾患の兆候である心拍異常を早期に検出して効果的な治療をすることができる。 Conventionally, it has been considered to detect symptoms of diseases such as heart failure based on electrocardiogram information and pulse wave information. For example, Patent Document 1 describes a method for detecting the occurrence of atrial fibrillation based on distribution information that indicates the magnitude of fluctuation in pulse intervals. Using a method such as that described in Patent Document 1, it is possible to detect abnormal heartbeats, which are symptoms of diseases such as heart failure, early and provide effective treatment, without waiting for the patient to become aware of the symptoms and voluntarily visit a doctor.

特開2016-202346号公報JP 2016-202346 A

このような検出手法において、心不全等の疾患の再発の兆候を適切に検出することが求められている。本発明は、上述の課題を解決するべくなされたものであり、心不全の再発の兆候となる心拍異常を適切に検出する検出装置、検出方法及びプログラムを提供することを目的とする。 In such detection methods, there is a demand for the ability to properly detect signs of recurrence of diseases such as heart failure. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a detection device, detection method, and program that properly detects abnormal heartbeats that are signs of recurrence of heart failure.

本発明に係る検出装置は、疾患が治癒した患者の脈波情報と、脈波情報の計測日時とを取得する取得手段と、疾患が治癒した治癒日時を取得して、治癒日時の近傍に安定期間を設定するとともに、安定期間の後に対象期間を設定する設定手段と、計測日時が安定期間に含まれる脈波情報に基づいて第1の特徴量を算出する第1算出手段と、計測日時が対象期間に含まれる脈波情報に基づいて第2の特徴量を算出する第2算出手段と、第1の特徴量と第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する検出手段と、検出の結果を出力する出力手段と、を有することを特徴とする。 The detection device according to the present invention is characterized by having an acquisition means for acquiring pulse wave information of a patient who has been cured of an illness and the measurement date and time of the pulse wave information, a setting means for acquiring the date and time of cure when the illness was cured, setting a stable period near the date and time of cure, and setting a target period after the stable period, a first calculation means for calculating a first characteristic amount based on pulse wave information whose measurement date and time falls within the stable period, a second calculation means for calculating a second characteristic amount based on pulse wave information whose measurement date and time falls within the target period, a detection means for detecting an abnormality in the patient based on the distance between the first characteristic amount and the second characteristic amount, and an output means for outputting the detection result.

また、本発明に係る検出装置において、設定手段は、複数の安定期間を設定し、第1算出手段は、複数の安定期間のそれぞれについて第1の特徴量を算出し、検出手段は、複数の第1の特徴量からなる特徴量群と第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する、ことが好ましい。 In addition, in the detection device according to the present invention, it is preferable that the setting means sets a plurality of stable periods, the first calculation means calculates a first feature amount for each of the plurality of stable periods, and the detection means detects an abnormality in the patient based on the distance between a feature amount group consisting of the plurality of first feature amounts and the second feature amount.

また、本発明に係る検出装置において、設定手段は、複数の対象期間を設定し、第2算出手段は、複数の対象期間のそれぞれについて第2の特徴量を算出し、検出手段は、第2の特徴量のうち、第1の特徴量との間の距離が所定値以上である第2の特徴量の数に基づいて患者の異常を検出する、ことが好ましい。 In addition, in the detection device according to the present invention, it is preferable that the setting means sets a plurality of target periods, the second calculation means calculates the second feature amount for each of the plurality of target periods, and the detection means detects an abnormality in the patient based on the number of second feature amounts that have a distance between the second feature amount and the first feature amount that is equal to or greater than a predetermined value.

また、本発明に係る検出装置は、安定期間及び複数の対象期間における患者の運動状態を取得する運動状態取得手段と、複数の対象期間のうちから、安定期間と類似する運動状態が取得された対象期間を抽出する抽出手段と、をさらに有し、検出手段は、抽出した対象期間について算出された第2の特徴量のうち、第1の特徴量との距離が所定値以上である第2の特徴量の数に基づいて患者の異常を検出する、ことが好ましい。 The detection device according to the present invention further includes a motion state acquisition means for acquiring the motion state of the patient during the stable period and a plurality of target periods, and an extraction means for extracting a target period in which a motion state similar to the stable period was acquired from among the plurality of target periods, and the detection means preferably detects an abnormality in the patient based on the number of second feature amounts, among the second feature amounts calculated for the extracted target periods, whose distance from the first feature amount is equal to or greater than a predetermined value.

また、本発明に係る検出装置は、患者が睡眠中であるか否かを示す睡眠状態を取得する睡眠状態取得手段をさらに有し、設定手段は、安定期間及び対象期間を、患者が睡眠中である時間に含まれるように設定する、ことが好ましい。 The detection device according to the present invention preferably further comprises a sleep state acquisition means for acquiring a sleep state indicating whether the patient is asleep or not, and the setting means sets the stable period and the target period so that they are included in the time when the patient is asleep.

また、本発明に係る検出装置において、取得手段は、患者の心電波形を脈波情報として取得し、設定手段は、患者の退院日時を治癒日時として取得し、第1算出手段及び第2算出手段は、心電波形のRR間隔をローレンツプロットして得られる2次元データの分布のパラメータを、第1の特徴量及び第2の特徴量として算出する、ことが好ましい。 In addition, in the detection device according to the present invention, it is preferable that the acquisition means acquires the patient's electrocardiogram waveform as pulse wave information, the setting means acquires the patient's discharge date and time as the recovery date and time, and the first calculation means and the second calculation means calculate, as the first feature amount and the second feature amount, parameters of the distribution of two-dimensional data obtained by Lorentz plotting the RR interval of the electrocardiogram waveform.

本発明に係る検出方法は、コンピュータによって実行される検出方法であって、疾患が治癒した患者の脈波情報と、脈波情報の計測日時とを取得し、疾患が治癒した治癒日時を取得して、治癒日時の近傍に安定期間を設定するとともに、安定期間の後に対象期間を設定し、計測日時が安定期間に含まれる脈波情報に基づいて第1の特徴量を算出し、計測日時が対象期間に含まれる脈波情報に基づいて第2の特徴量を算出し、第1の特徴量と第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する、ことを含むことを特徴とする。 The detection method according to the present invention is a detection method executed by a computer, and is characterized in that it includes acquiring pulse wave information of a patient who has been cured of a disease and the measurement date and time of the pulse wave information, acquiring the cure date and time when the disease was cured, setting a stable period near the cure date and time and setting a target period after the stable period, calculating a first feature amount based on the pulse wave information whose measurement date and time fall within the stable period, calculating a second feature amount based on the pulse wave information whose measurement date and time fall within the target period, and detecting an abnormality in the patient based on the distance between the first feature amount and the second feature amount.

本発明に係るプログラムは、疾患が治癒した患者の脈波情報と、脈波情報の計測日時とを取得し、疾患が治癒した治癒日時を取得して、治癒日時の近傍に安定期間を設定するとともに、安定期間の後に対象期間を設定し、計測日時が安定期間に含まれる脈波情報に基づいて第1の特徴量を算出し、計測日時が対象期間に含まれる脈波情報に基づいて第2の特徴量を算出し、第1の特徴量と第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する、ことをコンピュータに実行させることを特徴とする。 The program according to the present invention causes a computer to execute the following operations: acquire pulse wave information of a patient who has been cured of an illness and the measurement date and time of the pulse wave information; acquire the cure date and time when the illness was cured; set a stable period near the cure date and time and set a target period after the stable period; calculate a first feature amount based on the pulse wave information whose measurement date and time falls within the stable period; calculate a second feature amount based on the pulse wave information whose measurement date and time falls within the target period; and detect an abnormality in the patient based on the distance between the first feature amount and the second feature amount.

本発明に係る検出装置、検出方法及びプログラムは、心不全の再発の兆候となる心拍異常を適切に検出することを可能とする。 The detection device, detection method, and program of the present invention make it possible to properly detect abnormal heartbeats that are a sign of recurrence of heart failure.

検出システム1の概略構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a detection system 1. 検出装置2の概略構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a detection device 2. 心電波形テーブル211のデータ構造の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of the data structure of an electrocardiogram waveform table 211. FIG. 運動状態テーブル212のデータ構造の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of the data structure of an exercise state table 212. FIG. RR間隔テーブル213のデータ構造の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of the data structure of an RR interval table 213. FIG. 特徴量テーブル214のデータ構造の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the data structure of a feature amount table 214. 検出処理の流れの一例を示すフロー図である。FIG. 11 is a flow diagram showing an example of the flow of a detection process. 特徴量の算出について説明するための模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram for explaining calculation of a feature amount.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。本発明の技術的範囲はこれらの実施形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Below, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Please note that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the inventions described in the claims and their equivalents.

図1は、本発明に係る検出システム1の概略構成の一例を示す図である。検出システム1は、例えば、心不全等の循環器系疾患が治癒した患者についての、疾患の再発の兆候となる心拍異常を検出するために用いられる。検出システム1は、検出装置2、心電計3及び活動量計4を有する。検出装置2、心電計3及び活動量計4は、ネットワーク5を介して相互に通信可能に接続される。 Fig. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a detection system 1 according to the present invention. The detection system 1 is used, for example, to detect abnormal heartbeats that are a sign of recurrence of a circulatory system disease, such as heart failure, in a patient who has been cured of the disease. The detection system 1 has a detection device 2, an electrocardiograph 3, and an activity meter 4. The detection device 2, the electrocardiograph 3, and the activity meter 4 are connected to each other via a network 5 so as to be able to communicate with each other.

心電計3は、患者の胸部等に装着され、患者の心電波形を計測する。心電計3は、数時間以上にわたる計測が可能なホルター型心電計であることが好ましいが、他の任意の心電計であってもよい。心電計3は通信機能を有し、ネットワーク5を介して、患者の心電波形を示す時系列データを検出装置2に送信する。なお、心電波形は脈波情報の一例である。 The electrocardiograph 3 is attached to the patient's chest or the like and measures the patient's electrocardiogram waveform. The electrocardiograph 3 is preferably a Holter-type electrocardiograph capable of measuring for several hours or more, but may be any other electrocardiograph. The electrocardiograph 3 has a communication function and transmits time-series data indicating the patient's electrocardiogram waveform to the detection device 2 via the network 5. The electrocardiogram waveform is an example of pulse wave information.

活動量計4は、患者の肢体等に装着され、患者の運動状態及び睡眠状態を計測する。運動状態は、各計測時刻における患者の体動の大きさを示すデータであり、睡眠状態は、各計測時刻において患者が睡眠中であるか否かを示すデータである。活動量計4は、後述するように患者の運動状態及び睡眠状態を計測する。活動量計4は通信機能を有し、ネットワーク5を介して、患者の運動状態及び睡眠状態を示すデータを検出装置2に送信する。 The activity meter 4 is attached to the patient's limbs, etc., and measures the patient's motion and sleep states. The motion state is data indicating the magnitude of the patient's body movement at each measurement time, and the sleep state is data indicating whether the patient is asleep at each measurement time. The activity meter 4 measures the patient's motion and sleep states as described below. The activity meter 4 has a communication function, and transmits data indicating the patient's motion and sleep states to the detection device 2 via the network 5.

図2は、検出装置2の概略構成の一例を示す図である。検出装置2は、例えばPC(Personal Computer)、サーバ、携帯電話、多機能携帯電話(スマートフォン)、タブレット端末等の情報処理装置である。検出装置2は、心電計3が計測した心電波形に基づいて特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて患者の異常を検出する。そのために、検出装置2は、記憶部21、通信部22及び処理部23を有する。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the detection device 2. The detection device 2 is an information processing device such as a PC (Personal Computer), a server, a mobile phone, a multi-function mobile phone (smartphone), a tablet terminal, etc. The detection device 2 calculates features based on the electrocardiogram waveform measured by the electrocardiograph 3, and detects abnormalities in the patient based on the calculated features. To this end, the detection device 2 has a memory unit 21, a communication unit 22, and a processing unit 23.

記憶部21は、データ及びプログラムを記憶するための構成であり、例えば半導体メモリを備える。記憶部21は、処理部23による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。プログラムは、CD(Compact Disc)-ROM(Read Only Memory)等のコンピュータ読み取り可能且つ非一時的な可搬型記憶媒体から、セットアッププログラム等を用いて記憶部21にインストールされる。 The storage unit 21 is configured to store data and programs, and includes, for example, a semiconductor memory. The storage unit 21 stores operating system programs, driver programs, application programs, data, etc., used for processing by the processing unit 23. Programs are installed into the storage unit 21 using a setup program or the like from a computer-readable, non-transient portable storage medium such as a CD (Compact Disc)-ROM (Read Only Memory).

記憶部21は、心電波形テーブル211、運動状態テーブル212、RR間隔テーブル213及び特徴量テーブル214をデータとして記憶する。 The memory unit 21 stores an electrocardiogram waveform table 211, a motion state table 212, an RR interval table 213, and a feature table 214 as data.

通信部22は、検出装置2をインターネット又はイントラネット等のネットワークを介して他の装置と通信可能にするための構成であり、例えば通信インタフェース回路を備える。通信部22が備える通信インタフェース回路は、例えば有線LAN(Local Area Network)又は無線LAN等の通信インタフェース回路である。通信部22は、処理部23から供給されたデータを他の装置に送信するとともに、他の装置から受信したデータを処理部23に供給する。 The communication unit 22 is configured to enable the detection device 2 to communicate with other devices via a network such as the Internet or an intranet, and includes, for example, a communication interface circuit. The communication interface circuit included in the communication unit 22 is, for example, a communication interface circuit for a wired LAN (Local Area Network) or a wireless LAN. The communication unit 22 transmits data supplied from the processing unit 23 to other devices, and also supplies data received from other devices to the processing unit 23.

処理部23は、検出装置2の動作を統括的に制御する構成であり、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部23は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、LSI(Large Scale Integration)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を備える。処理部23は、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等を備えてもよい。処理部23は、記憶部21に記憶されているプログラムに基づいて検出装置2の処理が適切に実行されるように検出装置2の各構成の動作を制御するとともに、処理を実行する。 The processing unit 23 is configured to comprehensively control the operation of the detection device 2, and includes one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 23 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), an LSI (Large Scale Integration), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The processing unit 23 may also include a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc. The processing unit 23 controls the operation of each component of the detection device 2 so that the processing of the detection device 2 is performed appropriately based on the program stored in the memory unit 21, and executes the processing.

処理部23は、第1取得手段231、第2取得手段232、設定手段233、抽出手段234、第1算出手段235、第2算出手段236、検出手段237及び出力手段238を機能ブロックとして有する。これらの機能ブロックは、処理部23が実行するプログラムによって実現される機能モジュールである。これらの機能ブロックは、ファームウェアとして検出装置2に実装されることにより実現されてもよい。なお、第2取得手段は、運動状態取得手段及び睡眠状態取得手段の一例である。 The processing unit 23 has a first acquisition means 231, a second acquisition means 232, a setting means 233, an extraction means 234, a first calculation means 235, a second calculation means 236, a detection means 237, and an output means 238 as functional blocks. These functional blocks are functional modules realized by a program executed by the processing unit 23. These functional blocks may be realized by being implemented in the detection device 2 as firmware. The second acquisition means is an example of an exercise state acquisition means and a sleep state acquisition means.

図3は、記憶部21に記憶される心電波形テーブル211のデータ構造の一例を示す図である。心電波形テーブル211は、心電波形及びその計測日時を相互に関連付けて記憶する。心電波形は心臓の活動を示す時系列データである。図3に示す例では、心電波形は、心臓の活動に伴って患者の身体に装着された心電計3の電極に生じた電位の時間変化を示すデータである。 Figure 3 is a diagram showing an example of the data structure of the electrocardiogram waveform table 211 stored in the memory unit 21. The electrocardiogram waveform table 211 stores electrocardiogram waveforms and their measurement dates and times in association with each other. The electrocardiogram waveform is time-series data indicating cardiac activity. In the example shown in Figure 3, the electrocardiogram waveform is data indicating the change over time in the electric potential generated at the electrodes of the electrocardiograph 3 attached to the patient's body in association with cardiac activity.

心電計3は、各計測日について、あらかじめ定められた時間帯(例えば、22時~翌朝5時)にわたって患者の心電波形を計測することにより心電波形テーブル211のデータを生成する。検出装置2は、通信部22を介してあらかじめ心電計3から心電波形テーブル211のデータを受信し、記憶部21に記憶する。 The electrocardiograph 3 generates data for the electrocardiogram waveform table 211 by measuring the patient's electrocardiogram waveform over a predetermined time period (e.g., from 10 p.m. to 5 a.m. the following morning) for each measurement day. The detection device 2 receives the data for the electrocardiogram waveform table 211 in advance from the electrocardiograph 3 via the communication unit 22 and stores it in the memory unit 21.

図4は、記憶部21に記憶される運動状態テーブル212のデータ構造の一例を示す図である。運動状態テーブル212は、運動状態、睡眠状態及びその計測日時を相互に関連付けて記憶する。運動状態は、各計測時刻における患者の体動の大きさを示す時系列データである。睡眠状態は、各計測時刻において患者が睡眠中であるか否かを示す時系列データである。 Figure 4 is a diagram showing an example of the data structure of the exercise state table 212 stored in the memory unit 21. The exercise state table 212 stores the exercise state, sleep state, and their measurement date and time in association with each other. The exercise state is time series data indicating the magnitude of the patient's body movement at each measurement time. The sleep state is time series data indicating whether the patient is sleeping or not at each measurement time.

活動量計4は、各計測日について、あらかじめ定められた時間帯にわたって患者の運動状態及び睡眠状態を計測することにより運動状態テーブル212のデータを生成する。活動量計4は、加速度センサを備え、活動量計4が装着された患者の肢体の加速度を取得することにより患者の運動状態及び睡眠状態を計測する。 The activity meter 4 generates data for the exercise state table 212 by measuring the patient's exercise state and sleep state over a predetermined time period for each measurement day. The activity meter 4 is equipped with an acceleration sensor, and measures the patient's exercise state and sleep state by acquiring the acceleration of the patient's limbs on which the activity meter 4 is worn.

例えば、計測時刻の前後において加速度センサが第1閾値以上の加速度を検知した場合には、活動量計4は、その計測時刻において患者が睡眠中でなく且つ体動が大きいことを示すデータを生成する。計測時刻の前後において加速度センサが第1閾値未満且つ第2閾値以上の加速度を検知した場合には、活動量計4は、その計測時刻において患者が睡眠中でなく且つ体動が小さいことを示すデータを生成する。計測時刻の前後において加速度センサが第2閾値未満の加速度のみを検知した場合には、活動量計4は、その計測時刻において患者が睡眠中であることを示すデータを生成する。 For example, if the acceleration sensor detects acceleration equal to or greater than the first threshold value before and after the measurement time, the activity meter 4 generates data indicating that the patient was not asleep and had large body movements at that measurement time. If the acceleration sensor detects acceleration less than the first threshold value and equal to or greater than the second threshold value before and after the measurement time, the activity meter 4 generates data indicating that the patient was not asleep and had small body movements at that measurement time. If the acceleration sensor detects only acceleration less than the second threshold value before and after the measurement time, the activity meter 4 generates data indicating that the patient was asleep at that measurement time.

なお、活動量計4は、加速度センサに加えて体温や脈拍の測定センサを備え、患者の体温や脈拍に基づいて運動状態及び睡眠状態のデータを生成してもよい。また、活動量計4は、運動状態として、検知された加速度の大きさに応じた数値データを生成してもよく、睡眠状態として、推定される睡眠の深さに応じた数値データを生成してもよい。 The activity meter 4 may include sensors for measuring body temperature and pulse in addition to the acceleration sensor, and generate data on the patient's exercise state and sleep state based on the patient's body temperature and pulse. The activity meter 4 may also generate, as the exercise state, numerical data corresponding to the magnitude of the detected acceleration, and, as the sleep state, numerical data corresponding to the estimated depth of sleep.

図5は、記憶部21に記憶されるRR間隔テーブル213のデータ構造の一例を示す図である。RR間隔テーブル213は、RR間隔及びその計測日時を相互に関連付けて記憶する。RR間隔は、心電波形において隣接するR波の時間間隔である。図5に示す例では、計測時間が5分間ごとに区分され、5分間におけるRR間隔の平均値が記憶されている。RR間隔テーブル213のデータは、後述する検出処理において、心電波形テーブル211に基づいて検出装置2によって生成される。 Figure 5 is a diagram showing an example of the data structure of the RR interval table 213 stored in the storage unit 21. The RR interval table 213 stores RR intervals and their measurement dates and times in association with each other. The RR interval is the time interval between adjacent R waves in an electrocardiogram waveform. In the example shown in Figure 5, the measurement time is divided into five-minute intervals, and the average value of the RR interval over the five minutes is stored. The data in the RR interval table 213 is generated by the detection device 2 based on the electrocardiogram waveform table 211 in the detection process described below.

図6は、記憶部21に記憶される特徴量テーブル214のデータ構造の一例を示す図である。特徴量テーブル214は、期間及び特徴量を相互に関連付けて記憶する。特徴量テーブル214のデータは、後述する検出処理において、RR間隔テーブル213に基づいて検出装置2によって生成される。図6に示す例では、特徴量は、計測日ごとに算出されている。特徴量の内容及び算出方法については後述する。 Figure 6 is a diagram showing an example of the data structure of the feature amount table 214 stored in the storage unit 21. The feature amount table 214 stores periods and feature amounts in association with each other. The data of the feature amount table 214 is generated by the detection device 2 based on the RR interval table 213 in the detection process described below. In the example shown in Figure 6, the feature amount is calculated for each measurement date. The content of the feature amount and the calculation method will be described later.

図7は、検出装置2によって実行される検出処理の流れの一例を示すフロー図である。検出処理は、上述した各テーブル及び患者の治癒日時があらかじめ記憶部21に記憶された状態で、患者の異常を検出する際に実行される。検出処理は、記憶部21によって実行されるプログラムに基づいて、処理部23が検出装置2の各構成要素と協働することにより実現される。 Figure 7 is a flow diagram showing an example of the flow of the detection process executed by the detection device 2. The detection process is executed when detecting an abnormality in a patient, with the above-mentioned tables and the date and time of the patient's recovery stored in advance in the memory unit 21. The detection process is realized by the processing unit 23 working in cooperation with each component of the detection device 2 based on a program executed by the memory unit 21.

まず、第1取得手段231は、疾患が治癒した患者の心電波形と、心電波形の計測日時とを取得する(S11)。第1取得手段231は、患者の心電波形及びその計測日時として、心電波形テーブル211を記憶部21から取得する。 First, the first acquisition means 231 acquires the electrocardiogram waveform of a patient whose disease has been cured and the measurement date and time of the electrocardiogram waveform (S11). The first acquisition means 231 acquires the electrocardiogram waveform table 211 from the storage unit 21 as the patient's electrocardiogram waveform and its measurement date and time.

続いて、第2取得手段232は、患者の運動状態及び睡眠状態を取得する(S12)。第2取得手段232は、患者の運動状態及び睡眠状態として、運動状態テーブル212を記憶部21から取得する。 Next, the second acquisition means 232 acquires the patient's exercise state and sleep state (S12). The second acquisition means 232 acquires the exercise state table 212 from the memory unit 21 as the patient's exercise state and sleep state.

続いて、設定手段233は、患者の疾患が治癒した治癒日時を取得して、治癒日時の近傍に安定期間を設定するとともに、安定期間の後に対象期間を設定する(S13)。 Next, the setting means 233 acquires the date and time of cure when the patient's disease was cured, sets a stable period near the date and time of cure, and sets a target period after the stable period (S13).

設定手段233は、治癒日時として、患者の退院日時を記憶部21から取得する。設定手段233は、退院日時の直後に安定期間を設定する。例えば、設定手段233は、退院日時の翌日から始まる所定期間(例えば、14日間)の各日について、運動状態テーブル212に記憶された睡眠状態に基づいて、患者が睡眠中である期間を安定期間として設定する。 The setting means 233 acquires the patient's discharge date and time from the memory unit 21 as the recovery date and time. The setting means 233 sets a stable period immediately after the discharge date and time. For example, the setting means 233 sets the period during which the patient is asleep as the stable period for each day of a specified period (e.g., 14 days) starting from the day after the discharge date and time, based on the sleep state stored in the exercise state table 212.

例えば、ある計測日の所定時間(例えば、22時~翌5時)の全部にわたって患者が睡眠中である場合、設定手段233は、その所定時間をその計測日についての安定期間として設定する。所定時間のうちの一部の時間(例えば、24時~翌5時)にわたって患者が睡眠中であった場合、設定手段233は、その一部の時間をその計測日についての安定期間として設定する。所定時間の全部にわたって患者が睡眠中でなかった場合、設定手段233は、その計測日についての安定期間を設定しない。 For example, if the patient is asleep for the entirety of a specified time on a certain measurement date (e.g., from 10 p.m. to 5 a.m. the following morning), the setting means 233 sets the specified time as the stable period for that measurement date. If the patient is asleep for a portion of the specified time (e.g., from midnight to 5 a.m. the following morning), the setting means 233 sets the portion of the time as the stable period for that measurement date. If the patient is not asleep for the entirety of the specified time, the setting means 233 does not set a stable period for that measurement date.

なお、安定期間は、患者の容体に大きな変化がないと見込まれる期間であれば、上述したような、退院日時の翌日から始まる期間に限られない。例えば、設定手段233は、安定期間として治癒日時の三日後等、治癒日時と離隔した日から始まる期間を設定してもよい。また、複数の安定期間は相互に離隔した日ごとに設定されてもよい。例えば、設定手段233は、安定期間を一日おきに設定してもよい。 The stable period is not limited to the period starting the day after the discharge date and time as described above, so long as it is a period during which there is expected to be no significant change in the patient's condition. For example, the setting means 233 may set the stable period to a period starting on a date separated from the date and time of cure, such as three days after the date and time of cure. In addition, multiple stable periods may be set on days separated from each other. For example, the setting means 233 may set the stable period to every other day.

また、治癒日時は、上述したような退院日時に限られず、医師によって心不全が治癒したと診断された日時でもよい。この場合、設定手段233は、治癒日時の直前の期間(例えば、治癒日時の前日)を含む期間を安定期間として設定してもよい。 The date and time of recovery is not limited to the date and time of discharge as described above, but may be the date and time when a doctor diagnoses that the patient has been cured of heart failure. In this case, the setting means 233 may set the period including the period immediately prior to the date and time of recovery (e.g., the day before the date and time of recovery) as the stable period.

設定手段233は、設定した安定期間の後に、対象期間を設定する。例えば、設定手段233は、安定期間の最終日の翌日から始まる所定期間(例えば、14日間)の各日について、運動状態テーブル212に記憶された睡眠状態に基づいて、患者が睡眠中である期間を対象期間として設定する。対象期間は、安定期間と同様の時間帯(例えば、22時~翌5時)に含まれるように設定されることが好ましい。 The setting means 233 sets a target period after the set stable period. For example, for each day of a predetermined period (e.g., 14 days) starting from the day after the last day of the stable period, the setting means 233 sets the period during which the patient is asleep as the target period based on the sleep state stored in the exercise state table 212. It is preferable that the target period is set to be included in the same time period as the stable period (e.g., from 10 p.m. to 5 a.m. the following morning).

なお、設定手段233は、対象期間として、安定期間と離隔した日(例えば、安定期間の最終日の一か月後)から始まる期間を設定してもよい。また、複数の対象期間は相互に離隔した日ごとに設定されてもよい。 The setting means 233 may set the target period to a period starting on a date separated from the stable period (for example, one month after the last day of the stable period). In addition, multiple target periods may be set on dates separated from each other.

続いて、抽出手段234は、運動状態テーブル212を参照し、複数の対象期間のうちから、安定期間と類似する運動状態が取得された対象期間を抽出する(S14)。図4に示す例では、運動状態として患者の体動が大きいことを示す情報及び患者の体動が小さいことを示す情報の何れかが記憶されている。この場合、抽出手段234は、ある対象期間において患者の体動が大きいと示された時間の割合と、安定期間において患者の体動が大きいと示された時間の割合との差が所定値以下である場合に、その対象期間を安定期間と類似する運動状態が取得された対象期間として抽出する。 Next, the extraction means 234 refers to the motion state table 212 and extracts, from among the multiple target periods, a target period in which a motion state similar to the stable period was obtained (S14). In the example shown in FIG. 4, either information indicating that the patient's body movement is large or information indicating that the patient's body movement is small is stored as the motion state. In this case, if the difference between the proportion of time during which the patient's body movement is indicated as large in a certain target period and the proportion of time during which the patient's body movement is indicated as large in a stable period is equal to or less than a predetermined value, the extraction means 234 extracts the target period as a target period in which a motion state similar to the stable period was obtained.

続いて、第1算出手段235は、計測日時が安定期間に含まれる心電波形に基づいて第1の特徴量を算出する(S15)。第1算出手段235は、各安定期間について、心電波形テーブル211から、計測日時が各安定期間に含まれる心電波形を取得する。第1算出手段235は、取得した心電波形におけるR波の発生時刻を特定し、RR間隔を算出する。第1算出手段235は、各安定期間を所定時間(例えば、5分)ごとの単位期間に分割し、各単位期間に発生したR波のRR間隔の平均値を、その単位期間のRR間隔として算出する。第1算出手段235は、算出した各単位期間のRR間隔をRR間隔テーブル213として記憶部21に記憶する。 Then, the first calculation means 235 calculates a first feature based on the electrocardiogram waveform whose measurement date and time is included in the stable period (S15). For each stable period, the first calculation means 235 acquires the electrocardiogram waveform whose measurement date and time is included in each stable period from the electrocardiogram waveform table 211. The first calculation means 235 identifies the occurrence time of the R wave in the acquired electrocardiogram waveform and calculates the RR interval. The first calculation means 235 divides each stable period into unit periods of a predetermined time (e.g., 5 minutes), and calculates the average value of the RR intervals of the R waves occurring in each unit period as the RR interval of that unit period. The first calculation means 235 stores the calculated RR intervals of each unit period in the storage unit 21 as the RR interval table 213.

第1算出手段235は、算出したRR間隔をローレンツプロットすることにより得られる2次元データの分布のパラメータを第1の特徴量として算出する。 The first calculation means 235 calculates the parameters of the distribution of the two-dimensional data obtained by Lorentz plotting the calculated RR intervals as the first feature.

図7は、特徴量の算出について説明するための模式図である。各安定期間のn番目の単位期間におけるRR間隔の平均値をR(n)とし、n+1番目の単位期間におけるRR間隔の平均値をR(n+1)とする。第1算出手段235は、XY平面上において、各単位期間について、(R(n),R(n+1))を座標とする点をプロットする。これにより、各安定期間について、図7に示すような、y=xの式で表される直線Lに概ね沿って位置する2次元データの分布が得られる。 Figure 7 is a schematic diagram for explaining the calculation of the feature quantity. The average value of the RR interval in the nth unit period of each stable period is R(n), and the average value of the RR interval in the n+1th unit period is R(n+1). The first calculation means 235 plots a point with coordinates (R(n), R(n+1)) for each unit period on the XY plane. This provides a two-dimensional data distribution for each stable period that is located approximately along a straight line L expressed by the equation y = x, as shown in Figure 7.

第1算出手段235は、得られた2次元データの平均、直線Lに沿った方向の分散σ+及び直線Lに直交する方向の分散σ-をそれぞれ算出する。なお、分散σ+及びσ-は、原点を中心として2次元データを-45度回転した場合におけるx座標及びy座標の分散にそれぞれ相当する。第1算出手段235は、2次元データの分布のパラメータである、2次元データの平均値及びπ×(σ+)×(σ-)の値をそれぞれ、各安定期間における第1の特徴量として算出する。なお、平均値は、得られた2次元データの分布の形状を楕円Oとみなした場合の楕円Oの中心に相当し、π・σ+・σ-は、楕円Oの面積に相当するから、以降では、これらの特徴量をそれぞれ中心及び面積と称することがある。 The first calculation means 235 calculates the average of the obtained two-dimensional data, the variance σ+ in the direction along the line L, and the variance σ- in the direction perpendicular to the line L. The variances σ+ and σ- correspond to the variances of the x and y coordinates, respectively, when the two-dimensional data is rotated -45 degrees around the origin. The first calculation means 235 calculates the average value of the two-dimensional data and the value of π×(σ+)×(σ-), which are parameters of the distribution of the two-dimensional data, as the first feature amount in each stable period. The average value corresponds to the center of the ellipse O when the shape of the distribution of the obtained two-dimensional data is regarded as an ellipse O, and π, σ+, and σ- correspond to the area of the ellipse O, so hereinafter these feature amounts may be referred to as the center and area, respectively.

第1算出手段235は、各安定期間について算出した第1の特徴量を各安定期間の計測日と関連付けて特徴量テーブル214に記憶する。なお、図7に示したように楕円の中心は概ねy=xの式で表される直線上に位置するから、第1算出手段235は、楕円の中心として、x座標又はy座標の何れか一方のみを記憶するようにしてもよい。 The first calculation means 235 stores the first feature calculated for each stable period in the feature table 214 in association with the measurement date of each stable period. As shown in FIG. 7, since the center of the ellipse is approximately located on a straight line expressed by the formula y=x, the first calculation means 235 may store only either the x coordinate or the y coordinate as the center of the ellipse.

第2算出手段236は、第1算出手段235と同様にして、抽出された各対象期間に計測日時が含まれる心電波形に基づいて第2の特徴量を算出する(S16)。第2算出手段236は、算出した第2の特徴量を各対象期間の計測日と関連付けて特徴量テーブル214に記憶する。 The second calculation means 236, in the same manner as the first calculation means 235, calculates the second feature based on the electrocardiogram waveform whose measurement date and time are included in each extracted target period (S16). The second calculation means 236 stores the calculated second feature in the feature table 214 in association with the measurement date of each target period.

続いて、検出手段237は、第1の特徴量と第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する(S17)。例えば、検出手段237は、複数の安定期間のそれぞれについて算出された複数の第1の特徴量からなる特徴量群と、抽出手段234によって抽出された各対象期間について算出された第2の特徴量との間の距離をそれぞれ算出する。検出手段237は、算出した各距離が所定の検出水準に基づいて定められる閾値以上であるか否かを判定する。 Then, the detection means 237 detects an abnormality in the patient based on the distance between the first feature amount and the second feature amount (S17). For example, the detection means 237 calculates the distance between a feature amount group consisting of a plurality of first feature amounts calculated for each of a plurality of stable periods and a second feature amount calculated for each target period extracted by the extraction means 234. The detection means 237 determines whether each calculated distance is equal to or greater than a threshold value determined based on a predetermined detection level.

特徴量群と第2の特徴量との距離は、例えば、次の数式で表されるマハラノビス距離d(x)である。

Figure 0007614584000001
The distance between the feature group and the second feature is, for example, the Mahalanobis distance d(x) expressed by the following formula.
Figure 0007614584000001

ただし、xは第2の特徴量を示す列ベクトルであり、上述した例では特定した対象期間について算出された楕円の中心及び面積を要素とする2変数の列ベクトルである。また、μは第1の特徴量の平均を示す列ベクトルであり、上述した例では複数の安定期間のそれぞれについて算出された楕円の中心の平均値及び面積の平均値を要素とする2変数の列ベクトルである。また、Σは第1の特徴量の分散共分散行列であり、上述した例では複数の安定期間のそれぞれについて算出された楕円の中心及び面積の分散並びに中心と面積との共分散を要素とする2行2列の行列である。また、上付きのTは転置を、上付きの-1は逆行列をそれぞれ示す。 where x is a column vector indicating the second feature, and in the above example, is a two-variable column vector whose elements are the centers and areas of the ellipses calculated for the specified target period. μ is a column vector indicating the average of the first feature, and in the above example, is a two-variable column vector whose elements are the average values of the centers and areas of the ellipses calculated for each of the multiple stable periods. Σ is a variance-covariance matrix of the first feature, and in the above example, is a 2-row, 2-column matrix whose elements are the variances of the centers and areas of the ellipses and the covariance between the centers and areas calculated for each of the multiple stable periods. The superscript T indicates transpose, and the superscript -1 indicates an inverse matrix.

閾値は、以下のとおり算出される。すなわち、特徴量が多次元正規分布(上述した例では2次元正規分布)に従うと仮定すると、マハラノビス距離の二乗の分布はカイ二乗分布により近似される。したがって、あらかじめ設定された検出水準α(例えば、5パーセントの異常を検出する場合は、0.95)の異常を検出するための閾値tは次の数式に基づいて算出される。ただし、χ2 M(u)は自由度Mのカイ二乗分布の確率密度関数である。

Figure 0007614584000002
The threshold is calculated as follows. That is, if it is assumed that the feature quantity follows a multidimensional normal distribution (two-dimensional normal distribution in the above example), the distribution of the square of the Mahalanobis distance is approximated by a chi-square distribution. Therefore, the threshold t for detecting anomalies with a preset detection level α (for example, 0.95 when detecting 5 percent anomalies) is calculated based on the following formula. Here, χ 2 M (u) is the probability density function of the chi-square distribution with M degrees of freedom.
Figure 0007614584000002

検出手段237は、各対象期間についての第2の特徴量のうち、距離が閾値以上である第2の特徴量の数に基づいて患者の異常を検出する。例えば、検出手段237は、距離が閾値以上である第2の特徴量の数が所定数以上である場合に、患者の異常を検出する。所定数は、例えば対象期間7日あたり2個といったように、対象期間の数(すなわち、第2の特徴量の全数)に応じて決定される。所定数は、対象期間の数にかかわらず決定されてもよい。 The detection means 237 detects abnormalities in the patient based on the number of second feature amounts for which the distance is equal to or greater than the threshold value among the second feature amounts for each target period. For example, the detection means 237 detects abnormalities in the patient when the number of second feature amounts for which the distance is equal to or greater than the threshold value is equal to or greater than a predetermined number. The predetermined number is determined according to the number of target periods (i.e., the total number of second feature amounts), such as two per seven-day target period. The predetermined number may be determined regardless of the number of target periods.

続いて、出力手段238は、検出手段237による検出の結果を出力し(S18)、検出処理を終了する。例えば、出力手段238は、通信部22を介して、異常が検出されたか否かを示す情報を他の装置に送信することにより、検出の結果を出力する。 Next, the output means 238 outputs the result of the detection by the detection means 237 (S18) and ends the detection process. For example, the output means 238 outputs the result of the detection by transmitting information indicating whether or not an abnormality has been detected to another device via the communication unit 22.

以上説明したように、検出装置2は、患者の疾患が治癒した治癒日時の近傍に安定期間を設定するとともに、安定期間の後に対象期間を設定する。また、検出装置2は、計測日時が安定期間に含まれる脈波情報に基づく第1の特徴量と、計測日時が対象期間に含まれる脈波情報に基づく第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する。これにより、検出装置2は、心不全の再発の兆候となる心拍異常を適切に検出することを可能とする。 As described above, the detection device 2 sets a stable period near the date and time when the patient's disease was cured, and sets a target period after the stable period. Furthermore, the detection device 2 detects abnormalities in the patient based on the distance between a first feature based on pulse wave information whose measurement date and time falls within the stable period, and a second feature based on pulse wave information whose measurement date and time falls within the target period. This enables the detection device 2 to appropriately detect heart rate abnormalities that are a sign of recurrence of heart failure.

すなわち、一般に正常時の心拍は患者ごとに異なる。検出装置2は、各患者の心拍を心不全が再発していない蓋然性が高い、治癒日時の近傍の安定期間におけるその患者の心拍と比較することにより心拍異常を検出する。これにより、検出装置2は、正常時の心拍が異なる複数の患者に対しても、適切に心拍異常を検出することができる。 That is, normal heart rates generally differ from patient to patient. Detection device 2 detects abnormal heart rates by comparing each patient's heart rate with the patient's heart rate during a stable period near the time of recovery, when there is a high probability that heart failure has not recurred. This allows detection device 2 to appropriately detect abnormal heart rates even for multiple patients with different normal heart rates.

また、検出装置2は、複数の安定期間を設定し、複数の安定期間のそれぞれについて算出された複数の第1の特徴量からなる特徴量群と第2の特徴量との間の距離に基づいて患者の異常を検出する。これにより、検出装置2は、安定期間における特徴量の分布を考慮して、より適切に心拍異常を検出することを可能とする。 The detection device 2 also sets multiple stable periods and detects abnormalities in the patient based on the distance between a feature group consisting of multiple first feature amounts calculated for each of the multiple stable periods and the second feature amount. This enables the detection device 2 to more appropriately detect heart rate abnormalities by taking into account the distribution of feature amounts during the stable periods.

また、検出装置2は、複数の対象期間を設定し、第2の特徴量のうち、第1の特徴量との間の距離が所定値以上である第2の特徴量の数に基づいて患者の異常を検出する。これにより、検出装置2は、心拍異常を誤検出する可能性を低減しながら、適切に心拍異常を検出することを可能とする。 The detection device 2 also sets multiple target periods and detects abnormalities in the patient based on the number of second feature quantities that have a distance between them and the first feature quantities that is equal to or greater than a predetermined value. This enables the detection device 2 to appropriately detect heart rate abnormalities while reducing the possibility of falsely detecting heart rate abnormalities.

また、検出装置2は、複数の対象期間のうちから、安定期間と類似する運動状態が取得された対象期間を抽出し、抽出した対象期間について算出された第2の特徴量に基づいて患者の異常を検出する。これにより、検出装置2は、安定期間と類似した条件下で計測された脈波情報のみを用いて、より適切に心拍異常を検出することを可能とする。 The detection device 2 also extracts, from among the multiple target periods, a target period in which a motion state similar to that of the stable period was acquired, and detects abnormalities in the patient based on the second feature calculated for the extracted target period. This enables the detection device 2 to more appropriately detect heart rate abnormalities using only pulse wave information measured under conditions similar to those of the stable period.

また、検出装置2は、安定期間及び対象期間を、患者が睡眠中である時間に含まれるように設定する。これにより、検出装置2は、患者の動作に影響されている可能性が低い脈波情報のみを用いて、より適切に心拍異常を検出することを可能とする。 The detection device 2 also sets the stable period and the target period to be included in the time when the patient is sleeping. This enables the detection device 2 to more appropriately detect heart rate abnormalities using only pulse wave information that is unlikely to be affected by the patient's movements.

また、検出装置2は、患者の退院日時の直後に安定期間を設定する。患者が入院していた場合、入院中と退院後とでは生活習慣が大きく異なる。したがって、入院中に計測された脈波情報を用いた場合、生活習慣の変化に伴う心拍の変動により、異常が誤検出される可能性がある。検出装置2は、退院日時の直後に安定期間を設定することにより、生活習慣の変化に伴う影響を受けることなく、適切に心拍異常を検出することを可能とする。 Detection device 2 also sets a stable period immediately after the patient's discharge date and time. When a patient is hospitalized, their lifestyle changes significantly during hospitalization compared to after they are discharged. Therefore, if pulse wave information measured during hospitalization is used, there is a possibility that abnormalities will be erroneously detected due to fluctuations in heart rate associated with changes in lifestyle. By setting a stable period immediately after the discharge date and time, detection device 2 makes it possible to properly detect abnormal heart rate without being affected by changes in lifestyle.

また、検出装置2は、RR間隔をローレンツプロットして得られる2次元データの分布のパラメータを、第1の特徴量及び第2の特徴量として算出する。これにより、検出装置2は、RR間隔の時間変化に関する特徴に基づいて、心拍異常を適切に検出することを可能とする。特に、上述した例において検出装置2が特徴量として用いた楕円の中心はRR間隔の計測日単位の変化を表し、面積の算出に用いられるσ-及びσ+はRR間隔の5分間単位のばらつきを表す。したがって、検出装置2は、楕円の中心と面積を用いることで、多様な時間単位における心拍の変化に基づいて適切に心拍異常を検出することを可能とする。 Furthermore, the detection device 2 calculates parameters of the distribution of two-dimensional data obtained by Lorentz plotting the RR interval as the first feature amount and the second feature amount. This enables the detection device 2 to appropriately detect heartbeat abnormalities based on features related to the time change of the RR interval. In particular, the center of the ellipse used by the detection device 2 as a feature amount in the above example represents the change in the RR interval on a daily measurement basis, and σ- and σ+ used to calculate the area represent the variation in the RR interval on a five-minute basis. Therefore, by using the center and area of the ellipse, the detection device 2 can appropriately detect heartbeat abnormalities based on changes in the heartbeat in various time units.

なお、検出装置2は、検出処理のS12において運動状態を取得しなくてもよい。この場合、検出装置2は、S14を実行しない。また、検出装置2は、S12において睡眠状態を取得しなくてもよい。この場合、検出装置2は、S13において患者が睡眠中であるか否かにかかわらず所定時間に安定期間及び対象期間を設定してもよい。 The detection device 2 may not acquire the motion state in S12 of the detection process. In this case, the detection device 2 does not execute S14. The detection device 2 may not acquire the sleep state in S12. In this case, the detection device 2 may set the stable period and the target period to a predetermined time regardless of whether the patient is asleep or not in S13.

上述した説明では、第1算出手段235及び第2算出手段236は、RR間隔をローレンツプロットして得られた楕円の中心及び面積を特徴量として算出するものとしたが、このような例に限られない。例えば、第1算出手段235及び第2算出手段236は、RR間隔の平均値及び標準偏差(又は分散値)を特徴量として用いてもよい。また、第1算出手段235及び第2算出手段236は、RR間隔の中央値及び四分位範囲を特徴量として用いてもよい。また、中央値に代えて最頻値が用いられてもよく、四分位範囲に代えてレンジ(最大値と最小値との差)が用いられてもよい。上述した特徴量の例は何れもRR間隔の代表的な値とばらつきの指標との組合せであるが、RR間隔の分布の尖度や歪度等の指標がさらに特徴量として用いられてもよい。 In the above description, the first calculation means 235 and the second calculation means 236 calculate the center and area of an ellipse obtained by Lorentz plotting the RR interval as the feature amount, but this is not limited to this example. For example, the first calculation means 235 and the second calculation means 236 may use the average value and standard deviation (or variance value) of the RR interval as the feature amount. Also, the first calculation means 235 and the second calculation means 236 may use the median and interquartile range of the RR interval as the feature amount. Also, the most frequent value may be used instead of the median, and the range (the difference between the maximum value and the minimum value) may be used instead of the interquartile range. All of the above-mentioned examples of feature amounts are combinations of a representative value of the RR interval and an index of variation, but an index such as kurtosis or skewness of the distribution of the RR interval may be further used as a feature amount.

上述した説明では、第1算出手段235及び第2算出手段236は、RR間隔の5分間平均を用いて特徴量を算出するものとしたが、このような例に限られない。第1算出手段235及び第2算出手段236は、任意の期間におけるRR間隔の平均を用いてもよい。第1算出手段235及び第2算出手段236は、平均をとることなく、計測されたRR間隔をそのまま用いてもよい。 In the above description, the first calculation means 235 and the second calculation means 236 calculate the feature amount using the 5-minute average of the RR interval, but this is not limited to an example. The first calculation means 235 and the second calculation means 236 may use the average of the RR interval over an arbitrary period. The first calculation means 235 and the second calculation means 236 may use the measured RR interval as is without taking the average.

上述した説明では、検出手段237は、マハラノビス距離に基づいて異常を検出するものとしたが、このような例に限られない。検出手段237は、第1の特徴量と第2の特徴量との間のユークリッド距離又はマンハッタン距離等に基づいて異常を検出してもよい。例えば、検出手段237は、k-近傍法、局所外れ因子法又はOCSVM(One-Class Support Vector Machine)等を用いて、ユークリッド距離又はマンハッタン距離等に基づいて異常を検出してもよい。また、検出手段237は、第1の特徴量と第2の特徴量との間のユークリッド距離等が閾値以上であるか否かに基づいて異常を検出してもよい。 In the above description, the detection means 237 detects an abnormality based on the Mahalanobis distance, but this is not limited to the example. The detection means 237 may detect an abnormality based on the Euclidean distance or Manhattan distance between the first feature amount and the second feature amount. For example, the detection means 237 may detect an abnormality based on the Euclidean distance or Manhattan distance using the k-nearest neighbor method, the local outlier method, or the OCSVM (One-Class Support Vector Machine), etc. Furthermore, the detection means 237 may detect an abnormality based on whether the Euclidean distance between the first feature amount and the second feature amount is equal to or greater than a threshold value.

上述した説明では、設定手段233は複数の安定期間を設定するものとしたが、このような例に限られず、設定手段233は一つの安定期間のみを設定するものとしてもよい。また、設定手段233は一つの対象期間のみを設定するものとしてもよい。 In the above description, the setting means 233 sets multiple stable periods, but this is not limited to the example, and the setting means 233 may set only one stable period. Also, the setting means 233 may set only one target period.

上述した説明では、第1算出手段235及び第2算出手段236は、心電波形に基づいて特徴量を算出するものとしたが、このような例に限られない。第1算出手段235及び第2算出手段236は、光電脈波計等を用いて計測された脈波信号に基づいて特徴量を算出してもよい。 In the above description, the first calculation means 235 and the second calculation means 236 calculate the feature amount based on the electrocardiogram waveform, but this is not limited to the example. The first calculation means 235 and the second calculation means 236 may calculate the feature amount based on a pulse wave signal measured using a photoplethysmograph or the like.

当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した各部の処理は、本発明の範囲において、適宜に異なる順序で実行されてもよい。また、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。 Those skilled in the art should understand that various changes, substitutions, and modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention. For example, the processing of each part described above may be performed in a different order as appropriate within the scope of the present invention. Furthermore, the above-described embodiments and modifications may be implemented in combination as appropriate within the scope of the present invention.

2 検出装置
231 第1取得手段
232 第2取得手段
233 設定手段
234 抽出手段
235 第1算出手段
236 第2算出手段
237 検出手段
238 出力手段
2 Detection device 231 First acquisition means 232 Second acquisition means 233 Setting means 234 Extraction means 235 First calculation means 236 Second calculation means 237 Detection means 238 Output means

Claims (7)

疾患が治癒した患者の脈波情報と、前記脈波情報の計測日時とを取得する取得手段と、
前記疾患が治癒した治癒日時を取得して、前記治癒日時の近傍に複数の安定期間を設定するとともに、前記安定期間の後に対象期間を設定する設定手段と、
前記計測日時が前記安定期間に含まれる脈波情報に基づいて第1の特徴量を算出する第1算出手段と、
前記計測日時が前記対象期間に含まれる脈波情報に基づいて第2の特徴量を算出する第2算出手段と、
前記複数の安定期間のそれぞれの前記第1の特徴量からなる特徴量群の分布と前記第2の特徴量との間のマハラノビス距離に基づいて前記患者の異常を検出する検出手段と、
前記検出の結果を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする検出装置。
An acquisition means for acquiring pulse wave information of a patient whose disease has been cured and the measurement date and time of the pulse wave information;
A setting means for acquiring a date and time when the disease was cured, setting a plurality of stable periods in the vicinity of the date and time when the disease was cured, and setting a target period after the stable periods;
a first calculation means for calculating a first characteristic amount based on the pulse wave information whose measurement date and time is included in the stable period;
a second calculation means for calculating a second characteristic amount based on the pulse wave information whose measurement date and time is included in the target period;
a detection means for detecting an abnormality in the patient based on a Mahalanobis distance between a distribution of a group of feature amounts consisting of the first feature amounts for each of the plurality of stable periods and the second feature amount;
an output means for outputting the result of the detection;
A detection device comprising:
前記設定手段は、複数の前記対象期間を設定し、
前記第2算出手段は、前記複数の対象期間のそれぞれについて前記第2の特徴量を算出し、
前記検出手段は、前記第2の特徴量のうち、前記特徴量群の分布との間の前記マハラノビス距離が所定値以上である第2の特徴量の数に基づいて前記患者の異常を検出する、
請求項1に記載の検出装置。
The setting means sets a plurality of the target periods,
The second calculation means calculates the second feature amount for each of the plurality of target periods;
the detection means detects an abnormality in the patient based on the number of second feature amounts whose Mahalanobis distance from a distribution of the group of feature amounts is equal to or greater than a predetermined value, among the second feature amounts.
The detection device according to claim 1 .
前記安定期間及び前記複数の対象期間における前記患者の運動状態を取得する運動状態取得手段と、
前記複数の対象期間のうちから、前記安定期間と類似する運動状態が取得された対象期間を抽出する抽出手段と、をさらに有し、
前記検出手段は、前記抽出した対象期間について算出された第2の特徴量のうち、前記特徴量群の分布との前記マハラノビス距離が所定値以上である第2の特徴量の数に基づいて前記患者の異常を検出する、
請求項に記載の検出装置。
an exercise status acquisition means for acquiring an exercise status of the patient during the stable period and the plurality of target periods;
and an extraction means for extracting a target period in which a motion state similar to the stable period has been acquired from the plurality of target periods,
the detection means detects an abnormality in the patient based on the number of second feature amounts, among the second feature amounts calculated for the extracted target period, whose Mahalanobis distance from a distribution of the group of feature amounts is equal to or greater than a predetermined value.
3. The detection device according to claim 2 .
前記患者が睡眠中であるか否かを示す睡眠状態を取得する睡眠状態取得手段をさらに有し、
前記設定手段は、前記安定期間及び前記対象期間を、前記患者が睡眠中である時間に含まれるように設定する、
請求項1-の何れか一項に記載の検出装置。
The sleep state acquiring means further acquires a sleep state indicating whether the patient is asleep or not,
the setting means sets the stable period and the target period so as to be included in a time during which the patient is sleeping.
A detection device according to any one of claims 1 to 3 .
前記取得手段は、前記患者の心電波形を前記脈波情報として取得し、
前記設定手段は、前記患者の退院日時を前記治癒日時として取得し、
前記第1算出手段及び前記第2算出手段は、前記心電波形のRR間隔をローレンツプロットして得られる2次元データの分布のパラメータを、前記第1の特徴量及び前記第2の特徴量として算出する、
請求項1-の何れか一項に記載の検出装置。
The acquiring means acquires an electrocardiogram waveform of the patient as the pulse wave information,
The setting means acquires a discharge date and time of the patient as the recovery date and time,
the first calculation means and the second calculation means calculate, as the first feature amount and the second feature amount, parameters of a distribution of two-dimensional data obtained by performing a Lorentz plot of an R-R interval of the electrocardiogram waveform.
A detection device according to any one of claims 1 to 4 .
コンピュータによって実行される検出方法であって、
疾患が治癒した患者の脈波情報と、前記脈波情報の計測日時とを取得し、
前記疾患が治癒した治癒日時を取得して、前記治癒日時の近傍に複数の安定期間を設定するとともに、前記安定期間の後に対象期間を設定し、
前記計測日時が前記安定期間に含まれる脈波情報に基づいて第1の特徴量を算出し、
前記計測日時が前記対象期間に含まれる脈波情報に基づいて第2の特徴量を算出し、
前記複数の安定期間のそれぞれの前記第1の特徴量からなる特徴量群の分布と前記第2の特徴量との間のマハラノビス距離に基づいて前記患者の異常を検出し、
前記検出の結果を出力する、
ことを含むことを特徴とする検出方法。
1. A computer implemented detection method comprising:
Obtaining pulse wave information of a patient whose disease has been cured and the measurement date and time of the pulse wave information;
Obtaining a cure date and time when the disease is cured, setting a plurality of stable periods in the vicinity of the cure date and time, and setting a target period after the stable periods;
calculating a first characteristic amount based on the pulse wave information whose measurement date and time is included in the stable period;
calculating a second characteristic amount based on the pulse wave information whose measurement date and time is included in the target period;
detecting an abnormality in the patient based on a Mahalanobis distance between a distribution of a feature group consisting of the first feature amounts for each of the plurality of stable periods and the second feature amount;
outputting the result of said detection;
A detection method comprising:
疾患が治癒した患者の脈波情報と、前記脈波情報の計測日時とを取得し、
前記疾患が治癒した治癒日時を取得して、前記治癒日時の近傍に複数の安定期間を設定するとともに、前記安定期間の後に対象期間を設定し、
前記計測日時が前記安定期間に含まれる脈波情報に基づいて第1の特徴量を算出し、
前記計測日時が前記対象期間に含まれる脈波情報に基づいて第2の特徴量を算出し、
前記複数の安定期間のそれぞれの前記第1の特徴量からなる特徴量群の分布と前記第2の特徴量との間のマハラノビス距離に基づいて前記患者の異常を検出し、
前記検出の結果を出力する、
ことをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
Obtaining pulse wave information of a patient whose disease has been cured and the measurement date and time of the pulse wave information;
Obtaining a cure date and time when the disease is cured, setting a plurality of stable periods in the vicinity of the cure date and time, and setting a target period after the stable periods;
calculating a first characteristic amount based on the pulse wave information whose measurement date and time is included in the stable period;
calculating a second characteristic amount based on the pulse wave information whose measurement date and time is included in the target period;
detecting an abnormality in the patient based on a Mahalanobis distance between a distribution of a feature group consisting of the first feature amounts for each of the plurality of stable periods and the second feature amount;
outputting the result of said detection;
A program that causes a computer to execute the following:
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