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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-01-23
(45)【発行日】2023-01-31
(54)【発明の名称】心電計測システムおよび心電送信機
(51)【国際特許分類】
A61B 5/332 20210101AFI20230124BHJP
A61B 5/33 20210101ALI20230124BHJP
【ＦＩ】
A61B5/332
A61B5/33 300
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020528772
(86)(22)【出願日】2019-06-18
(86)【国際出願番号】 JP2019024104
(87)【国際公開番号】W WO2020008864
(87)【国際公開日】2020-01-09
【審査請求日】2022-04-11
(31)【優先権主張番号】P 2018129081
(32)【優先日】2018-07-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000135036
【氏名又は名称】ニプロ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】592059448
【氏名又は名称】原田電子工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100189555
【弁理士】
【氏名又は名称】徳山 英浩
(74)【代理人】
【識別番号】100100479
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 三喜夫
(72)【発明者】
【氏名】中野 敦行
(72)【発明者】
【氏名】木下 良治
(72)【発明者】
【氏名】比恵島 徳寛
(72)【発明者】
【氏名】内田 智之
(72)【発明者】
【氏名】原田 証英
【審査官】門田 宏
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１６／０２４４９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１３６４０５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／３１８ － ５／３６６
Ａ６１Ｂ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
前記心電送信機は、心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
前記端末は、受信した同期信号から心電信号の統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電計測システム。
【請求項2】
前記端末から無線送信される心電図データを受信して保存するホスト装置をさらに備える請求項１に記載の心電計測システム。
【請求項3】
前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータである請求項１に記載の心電計測システム。
【請求項4】
前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲内である場合でも、予め定めた時間間隔で心電図データの一部を前記端末に送信する請求項１に記載の心電計測システム。
【請求項5】
心電信号を検出する心電信号検出回路と、心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
前記端末によって該同期信号から演算された心電信号の統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする心電送信機。
【請求項6】
前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータである請求項５に記載の心電送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被検者の心臓状態を監視できる心電計測システムおよび該システムで使用される心電送信機に関する。
【背景技術】
【0002】
心臓疾患を有する被検者に、通信機能を備えた携帯型心電計を装着して、心電図データをリアルタイムで移動端末に連続送信し、さらにサーバーが、移動端末から送信される心電図データを受信し、そして被検者に不整拍動が発生した場合、サーバー上で不整拍動発生時刻をマーキングして医師の診断を促進するための心電図監視システムが提案されている（例えば、特許文献１）。
【0003】
また、不整脈が発生した場合、被検者に装着された検出装置が、計測中の心電図内に不整脈を示す異常波形が含まれていることを検出して、検出信号を被検者の周囲の通信端末に向けて送信することによって、被検者の周囲の人に注意を促し、不整脈に対して迅速に対処するよう促すことができるアラームシステムが提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－１９８４０公報
【文献】特開２０１７－２０９４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に係るシステムでは、携帯型心電計は心電図データをリアルタイムで移動端末に連続して送信しているため、消費電力が大きくなる傾向がある。消費電力の増大は、長期間（例えば、１ヶ月以上）連続して測定することの障壁となり、これを実現するためには、電池と電池を内蔵する携帯型心電計の大型化や重量増加が避けられない。長期間連続して身体へ装着される携帯型心電計の大型化や重量増加は、被検者にとって取扱いの不便に繋がる。
【0006】
特許文献２に係るシステムでは、携帯型検出装置は、計測中の心電図内に不整脈を示す異常波形が含まれていることをリアルタイムで検出して、検出信号を使用者の周囲の通信端末に向けて送信している。そのため不整脈を検出するための信号処理やアルゴリズムが極めて複雑になり、同様に消費電力が大きくなる傾向がある。さらに、心電図を外部へ送信する機能がないため、医師が心電図を詳細に診断することはできない。
【0007】
本発明の目的は、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる心電計測システムを提供することである。
【0008】
また本発明の目的は、消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られる心電送信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
また本発明は、心電信号を検出する心電信号検出回路、および心電信号を無線送信する無線通信回路を含み、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機と、
前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
前記心電送信機は、心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
前記端末は、受信した同期信号から心電信号の統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
前記心電送信機から無線送信される心電信号を受信する端末と、を備えた心電計測システムであって、
前記心電送信機は、心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
前記端末は、受信した同期信号から心電信号の統計量を演算し、該統計量が予め定めた範囲外であるか否かを判断し、
前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、心電信号を統計処理して統計量を演算しているため、信号処理やアルゴリズムが簡素化できる。また、統計量が予め定めた範囲内（例えば、正常な範囲内）である場合には心電図データを端末に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。そのため、消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られ、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視することが可能になる。
【0013】
本発明において、前記端末から無線送信される心電図データを受信して保存するホスト装置をさらに備えることが好ましい。
【0014】
本態様によれば、ホスト装置に心電図データが保存されるため、ホスト装置を心電送信機および端末から遠隔な場所に設置した場合でも、医師が被検者の心電図を遠隔的かつ詳細に診断することが可能になる。
【0015】
本発明において、前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータであることが好ましい。
【0016】
本態様によれば、これらの統計量は、簡素な信号処理やアルゴリズムで演算できるため、消費電力を低減できる。
【0017】
本発明において、前記心電送信機は、前記統計量が予め定めた範囲内である場合でも、予め定めた時間間隔で心電図データの一部を前記端末に送信することが好ましい。
【0018】
本態様によれば、統計量が予め定めた範囲内である場合でも、予め定めた時間間隔で心電図データの一部を端末に送信することによって、被検者の心電図を簡略的に診断することが可能になる。
【0021】
また本発明は、
心電信号を検出する心電信号検出回路と、
心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
前記端末によって該同期信号から演算された心電信号の統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
心電信号を検出する心電信号検出回路と、
心電信号を外部の端末に無線送信する無線通信回路とを備え、被検者の身体に装着される装着型の心電送信機であって、
心電信号に同期した同期信号を生成し、該同期信号を前記端末に送信し、
前記端末によって該同期信号から演算された心電信号の統計量が予め定めた範囲外である場合に心電信号に基づいた心電図データを前記端末に送信し、一方、前記統計量が予め定めた範囲内である場合には該心電図データを前記端末に送信しないことを特徴とする。
【0022】
本発明によれば、心電信号を統計処理して統計量を演算しているため、信号処理やアルゴリズムが簡素化できる。また、統計量が予め定めた範囲内（例えば、正常な範囲内）である場合には心電図データを端末に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。そのため、消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られ、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視することが可能になる。
【0023】
本発明において、前記統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータであることが好ましい。
【0024】
本態様によれば、これらの統計量は、簡素な信号処理やアルゴリズムで演算できるため、消費電力を低減できる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる心電計測システムを提供できる。また消費電力が少なく、電池および装置の小型化、軽量化が図られる心電送信機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】図１Ａは、本発明に係る心電送信機の一実施形態を示す斜視図であり、図１Ｂは、心電送信機が被検者の胸部に装着された状態の一例を示す説明図であり、図１Ｃは、端末のディスプレイに心電図が表示される状態の一例を示す説明図である。
【図3】心電送信機の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図4】本発明に係る心電計測システムの一実施形態を示す構成図である。
【図5】心電送信機および端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【図6】心電送信機および端末の動作の他の例を示すフローチャートである。
【図7】心電送信機および端末の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図8】心電送信機および端末の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図10】心電送信機および端末の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。
【図11】心拍計および端末の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【0028】
図１Ａは、本発明に係る心電送信機１の一実施形態を示す斜視図である。図１Ｂは、心電送信機１が被検者ＰＡの胸部に装着された状態の一例を示す説明図である。図１Ｃは、端末５０のディスプレイ５１に心電図が表示される状態の一例を示す説明図である。
【0029】
心電送信機１の本体１０には電源スイッチ１１が設けられており、本体１０の裏面側には３つの電極パッド２，３，４を装着することができる。こうした心電送信機１は、電極パッド２，３，４が被検者ＰＡの胸部と電気的に接続されるように装着され、心電信号を計測することが可能になる。なお、被検者ＰＡの心電信号を計測することが可能であれば、心電送信機１の外観形状は何ら限定されず、例えば、電極パッド２，３，４は本体１０と着脱できない一体型であってもよく、電極パッドの数は２つ乃至３つ以上であってもよい。心電送信機１は、例えば、ブルートゥース（登録商標）(Bluetooth（登録商標)）、ＮＦＣ(Near Field Communication)、パーソナルエリアネットワーク(Personal Area Network: PAN)、無線ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷｉＦｉ(Wireless Fidelity)など、比較的近距離を想定した無線通信規格を経由して端末５０と無線接続される。
【0030】
端末５０は、例えば、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、タブレットＰＣ、デスクトップＰＣなどで構成され、種々のソフトウェアがインストール可能であり、そのうち本発明に係る心電計測システムに特化した専用ソフトウェアをインストールすることによって、心電送信機１から無線送信される心電信号を受信して信号処理を施し、被検者ＰＡの心電図や各種心電パラメータ（例えば、呼吸数ＲＲ、心拍数ＨＲなど）をメモリに保存したり、ディスプレイ５１に表示したり、外部のホスト装置（不図示）に転送することができる。端末５０は、例えば、無線ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷｉＦｉ(Wireless Fidelity)、３Ｇ、４Ｇ（ＬＴＥ）、５Ｇ、インターネットなど、比較的遠距離を想定した無線通信規格を経由してホスト装置と無線接続される。
【0031】
【0032】
心電送信機１の本体１０は、全体的に隅丸三角形状をなし、側面にはスライド式の電源スイッチ１１が設けられる。図２Ｂに示すように、底面には電極パッド２，３，４と電気的にそれぞれ接続される端子１２，１３，１４が設けられ、各端子１２，１３，１４の近傍には電極パッド２，３，４と機械的にそれぞれ接続される一対のファスナ１２ａ，１３ａ，１４ａが設けられる。底面の中央には電池（例えば、ボタン型電池）を収納するための電池カバー１５が設けられる。
【0033】
図３は、心電送信機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。心電送信機１は、心電信号検出回路として、端子１２，１３，１４と接続された差動アンプ２１と、フィルタ２２と、アンプ２３と、Ｒ波検出回路２４とを備え、さらに、振動センサ２５と、Ａ／Ｄ（アナログデジタル）変換器３１およびメモリ３２を内蔵したＣＰＵ（中央処理装置）３０と、無線通信回路２６と、アンテナ２７と、電源回路３３などを備える。
【0034】
差動アンプ２１は、中央に位置する電極パッド３で生ずる電位をグランド電位として、電極パッド２で生ずる電位と電極パッド４で生ずる電位との差分を増幅して、心電信号を検出する機能を有する。これによりノイズである同相成分を抑制し、信号である逆相成分を増幅できる。
【0035】
フィルタ２２は、ドリフトノイズなどの低周波ノイズを抑制するハイパスフィルタと、筋電図信号などの高周波ノイズを抑制するローパスフィルタと、商用電源ノイズなどの特定の周波数成分を抑制するノッチフィルタなどを備える。
【0036】
アンプ２３は、心電信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換器３１の入力レンジに整合させる機能を有する。Ａ／Ｄ変換器３１は、心電信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号はメモリ３２に保存される。
【0037】
Ｒ波検出回路２４は、心電図波形（図９Ａ）のうち最も急峻なピークを有するＲ波の位置を検出して、その同期パルスＳＹＮ（図９Ｂ）を生成してＣＰＵ３０に提供する。ＣＰＵ３０は、検出したＲ波の位置に基づいて、Ｒ波のピーク間隔であるＲＲ（ミリ秒: ms）、単位時間当りの心拍数ＨＲ（拍動／分: bpm）などの各種心電パラメータを算出できる。ＣＰＵ３０はまた、Ｒ波に同期した同期パルスＳＹＮを無線通信回路２６を経由して端末５０に無線送信することも可能である。
【0038】
振動センサ２５は、３軸加速度センサを備え、被検者ＰＡの呼吸数、歩数、活動レベルなど検出して、Ａ／Ｄ変換器３１を介してＣＰＵ３０に提供する。
【0039】
ＣＰＵ３０は、予め設定されたプログラムに従って動作し、心電信号などの信号処理および装置全体の動作を制御する機能を有する。
【0040】
無線通信回路２６は、ブルートゥース（登録商標）など、上述した無線通信規格に従って、心電信号などのデジタル信号やＣＰＵ３０の通信コマンドを高周波信号に変調したり、端末５０から受信した高周波信号をデジタル信号に復調する機能を有する。
【0041】
アンテナ２７は、無線通信回路２６からの高周波信号を送信したり、端末５０からの高周波信号を受信する機能を有する。
【0042】
電源回路３３は、電源スイッチ１１、電池などを備える。
【0043】
図４は、本発明に係る心電計測システムの一実施形態を示す構成図である。心電計測システムは、上述した心電送信機１と、心電送信機１と無線通信する端末５０と、端末５０と無線通信するホスト装置７０とを備える。心電送信機１および端末５０は、患者の近くに設置され、一方、ホスト装置７０は、通常は患者から遠隔の場所に待機している医療従事者の近くに設置される。
【0044】
図４を参照して、システム全体の動作について説明する。最初に、１）心電送信機１は、心電信号を統計処理して、予め定めた時間内における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する。心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖが異常である場合、心電送信機１は、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続送信する。２）端末５０は、心電図データを受信して、そのままホスト装置７０に転送する。３）ホスト装置７０は、転送された心電図データを保存し、医療従事者の診断のために提供する。
【0045】
図５は、心電送信機１および端末５０の動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、端末５０が平均値ＨＲａｖの正常または異常を判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップａ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｂ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。これら初期設定された数値のうち、少なくとも、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値は、例えば、被検者ＰＡや医療従事者など人によって任意で設定される場合がある。なお、ブルートゥース（登録商標）の場合、初期化およびデータ送信の際に心電送信機１と端末５０との間の通信確立が行われる（他のフローチャートも同様）。
【0046】
次に心電送信機１は、ステップａ２において心電信号の計測を開始し、ステップａ３において予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算し、端末５０に送信する。
【0047】
端末５０は、ステップｂ２において心電送信機１から送信された心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを受信し、続いてステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｂ６（詳細は後述する）を経由してステップｂ２に戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
【0048】
一方、ステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｂ４に移行して、端末５０は、心電図データの送信を心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップａ４において心電図データの要求命令を受信した後、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｂ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
【0049】
次にステップｂ６について説明する。ここでは、平均値ＨＲａｖが正常範囲内であっても、心電図データの一部を端末５０に送信する。即ち、端末５０は、ステップｂ６において心電図データの未送信時間が予め定めた時間Ｔ１（例えば、１時間）を超えたか否かを判断する。心電図データの未送信時間が時間Ｔ１を超えた場合、ステップｂ７に移行して、端末５０は、心電図データの一部（例えば、１０拍分）を送信することを心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップａ５において心電図データの要求命令を受信した後、心電図データの一部だけを端末５０に送信する。続いて端末５０は、ステップｂ８において心電図データの一部を受信し、そのままホスト装置７０に転送した後、ステップｂ２に戻る。こうして医療従事者は、被検者ＰＡの心電図を簡略的に診断することが可能になる。
【0050】
なお、ここでは心電送信機１が心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する場合を説明したが、心電送信機１が計測したＲ波の数等の生体信号情報を端末５０に送信し、端末５０で受信した生体信号情報を用いて、端末５０内のソフトウェアが心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを算出することもできる。
【0051】
図６は、心電送信機１および端末５０の動作の他の例を示すフローチャートである。ここでは、心電送信機１が平均値ＨＲａｖの正常または異常を判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。なお、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲は、端末５０で入力し、心電送信機１に送信することによって初期設定することも可能である。
【0052】
次に心電送信機１は、ステップｃ２において心電信号の計測を開始し、ステップｃ３において予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算し、端末５０に送信する。端末５０は、ステップｄ２において心電送信機１から送信された心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを受信する。
【0053】
続いて心電送信機１は、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｃ３に戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
【0054】
一方、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｃ５に移行して、心電送信機１は、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖが異常であることを端末５０に通知する。端末５０は、ステップｄ４において心電図データの送信を心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップｃ６において心電図データの要求命令を受信した後、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｄ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
【0055】
次にステップｄ３について説明する。ここでは、平均値ＨＲａｖが正常範囲内であっても、心電図データの一部を端末５０に送信する。即ち、端末５０は、ステップｄ３において心電図データの未送信時間が予め定めた時間Ｔ１（例えば、１時間）を超えたか否かを判断する。心電図データの未送信時間が時間Ｔ１を超えた場合、ステップｄ６に移行して、端末５０は、心電図データの一部（例えば、１０拍分）を送信することを心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップｃ７において心電図データの要求命令を受信した後、心電図データの一部だけを端末５０に送信する。続いて端末５０は、ステップｄ７において心電図データの一部を受信し、そのままホスト装置７０に転送した後、ステップｄ２に戻る。こうして医療従事者は、被検者ＰＡの心電図を簡略的に診断することが可能になる。
【0056】
なお、ここでは心電送信機１が心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する場合を説明したが、心電送信機１が計測したＲ波の数等の生体信号情報を端末５０に送信し、端末５０が受信した生体信号情報を用いて、端末５０内のソフトウェアで心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを算出することもできる。
【0057】
図７は、心電送信機１および端末５０の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図６のフローチャートにおいてステップｄ２を省略し、ステップｃ３の代わりに、予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算するが、データ送信を省略したステップｃ３ａを行う。心電送信機１は、次のステップｃ４において平均値ＨＲａｖの閾値判断を行うが、平均値ＨＲａｖが正常である場合には端末５０に何も送信しない。但し、心電図データの部分送信は実施する（ステップｃ７）。これによりデータ通信の頻度が減少して、消費電力の削減、電池の長寿命化が図られる。
【0058】
図８は、心電送信機１および端末５０の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。ここでは、心電送信機１が平均値ＨＲａｖの正常または異常を判断するとともに、心電図データの未送信時間も判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｃ１において初期化が行われ、例えば、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。なお、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲は、端末５０で入力し、心電送信機１に送信することによって初期設定することも可能である。
【0059】
次に心電送信機１は、ステップｃ２において心電信号の計測を開始し、ステップｃ３ａにおいて予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算するが、データ送信は行わない。
【0060】
続いて心電送信機１は、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｃ４ａ（詳細は後述する）を経由してステップｃ３ａに戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
【0061】
一方、ステップｃ４において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｃ６に移行して、心電送信機１は、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｄ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
【0062】
次にステップｃ４ａについて説明する。ここでは、平均値ＨＲａｖが正常範囲内であっても、心電図データの一部を端末５０に送信する。即ち、心電送信機１は、ステップｃ４ａにおいて心電図データの未送信時間が予め定めた時間Ｔ１（例えば、１時間）を超えたか否かを判断する。心電図データの未送信時間が時間Ｔ１を超えた場合、ステップｃ７に移行して、心電送信機１は、心電図データの一部（例えば、１０拍分）だけを端末５０に送信する。続いて端末５０は、ステップｄ７において心電図データの一部を受信し、そのままホスト装置７０に転送した後、ステップｄ１の後に戻る。こうして医療従事者は、被検者ＰＡの心電図を簡略的に診断することが可能になる。
【0063】
図１０は、心電送信機１および端末５０の動作のさらに他の例を示すフローチャートである。ここでは、心電送信機１が心電図波形の同期パルスＳＹＮを生成して無線送信し、端末５０がこの同期パルスＳＹＮから平均値ＨＲａｖを計算し、その正常または異常を判断する場合を説明する。心電送信機１を被検者ＰＡの胸部に装着して、電源スイッチ１１をオンにすると、ステップａ１において初期化が行われ、例えば、Ｒ波の検出閾値などが初期設定される。また、端末５０にインストールされた専用ソフトウェアを起動すると、ステップｂ１において初期化が行われ、例えば、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算する間隔、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値、心電図データの一部送信のデータ量などが初期設定される。これら初期設定された数値のうち、少なくとも、心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖの正常範囲の上限および下限、心電図データの未送信時間の閾値は、例えば、被検者ＰＡや医療従事者など人によって任意で設定される場合がある。
【0064】
次に心電送信機１は、ステップａ２において心電信号の計測を開始し、ステップａ３ａにおいてＲ波の同期パルスＳＹＮを生成して端末５０に送信する。
【0065】
端末５０は、ステップｂ２ａにおいて心電送信機１から送信された同期パルスＳＹＮを受信し、次にステップｂ２ｂにおいてこの同期パルスＳＹＮから心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算し、続いてステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲（例えば、３０～１６０bpm）内であるか否かが判断される。平均値ＨＲａｖが正常範囲内であれば、ステップｂ６（詳細は図５のステップｂ６～ｂ８に関する説明を参照）を経由してステップｂ２に戻る。こうして平均値ＨＲａｖが正常である場合、被検者ＰＡは小康状態であると判断できるため、膨大なデータ量を有する心電図データを端末５０に送信しないことによって、データ送信に要する電力を節約できる。
【0066】
一方、ステップｂ３において平均値ＨＲａｖが正常範囲外である場合、被検者ＰＡは重篤状態であると判断できるため、ステップｂ４に移行して、端末５０は、心電図データの送信を心電送信機１に要求する。心電送信機１は、ステップａ４において心電図データの要求命令を受信した後、心電信号に基づいた心電図データを端末５０に連続的に送信する。端末５０は、ステップｂ５において連続的に送信される心電図データを受信し、そのままホスト装置７０に転送する。こうして平均値ＨＲａｖが異常である場合、被検者ＰＡの心電図データをもれなく医療従事者に提供することが可能になる。
【0067】
なお、ここではＲ波に同期した同期パルスＳＹＮを生成する場合を例示したが、代替として、図９Ａに示す心電図波形のＰ波、Ｑ波、Ｓ波またはＴ波に同期した同期パルスＳＹＮを生成することも可能である。
【0068】
次に心電送信機１を応用した通信型の心拍計について説明する。心拍計は、心電信号の代わりに、血管内の血流量の変化を光学的に検出して心拍数を計測する機能を有し、例えば、胸、手首、腕、首などに装着される。図１１は、心拍計および端末の動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、図６のフローチャートにおいてステップｃ６，ｃ７，ｄ２～ｄ７を省略し、ステップｃ２の代わりに、心拍数の計測を開始するステップｃ２ａを行い、さらにステップｃ３の代わりに、予め定めた時間内（例えば、１分間）における心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを計算するが、データ送信を省略したステップｃ３ａを行う。心拍計は、次のステップｃ４において平均値ＨＲａｖの閾値判断を行うが、平均値ＨＲａｖが正常である場合には端末５０に何も送信せず、平均値ＨＲａｖが異常である場合には、異常であることを端末５０に通知し（ステップｃ５）、端末５０は平均値ＨＲａｖの異常通知を受信する（ステップｄ１０）。これによりデータ通信の頻度がさらに減少して、消費電力の削減、電池の長寿命化が図られる。
【0069】
上述の実施形態では、心電信号の統計量として心拍数ＨＲの平均値ＨＲａｖを用いて被検者ＰＡの状態を簡易的に監視する手法を例示したが、こうした統計量は、予め定めた時間内における心拍数の平均値、最小値、最大値、メジアン値、最頻値、分散および標準偏差からなるグループから選択された少なくとも１つのパラメータを使用してもよい。なお、平均値は、データの合計値をデータ数で除算した値である。最小値は、データの中で最も小さな値である。最大値は、データの中で最も大きな値である。メジアン値は、データを小さい順に並べたとき中央に位置する値であり、データが偶数個の場合は中央に近い２つの値の平均をとる。最頻値は、度数が最も多く現れるデータの値である。分散は、平均値と個々のデータとの差の２乗の平均値である。標準偏差は、分散の正の平方根である。
【産業上の利用可能性】
【0070】
本発明は、被検者の心臓状態を長期間に渡って監視できる点で、産業上極めて有用である。
【符号の説明】
【0071】
１ 心電送信機、 ２，３，４ 電極パッド、 １０ 本体、
１１ 電源スイッチ、 １２，１３，１４ 端子、
１２ａ，１３ａ，１４ａ ファスナ、 １５ 電池カバー、
２１ 差動アンプ、 ２２ フィルタ、 ２３ アンプ、
２４ Ｒ波検出回路、 ２５ 振動センサ、 ２６ 無線通信回路、
２７ アンテナ、 ３０ ＣＰＵ、 ３１ Ａ／Ｄ変換器、
３２ メモリ、 ３３ 電源回路、 ５０ 端末、
５１ ディスプレイ、 ７０ ホスト装置、 ＰＡ 被検者、
ＳＹＮ 同期パルス
１１ 電源スイッチ、 １２，１３，１４ 端子、
１２ａ，１３ａ，１４ａ ファスナ、 １５ 電池カバー、
２１ 差動アンプ、 ２２ フィルタ、 ２３ アンプ、
２４ Ｒ波検出回路、 ２５ 振動センサ、 ２６ 無線通信回路、
２７ アンテナ、 ３０ ＣＰＵ、 ３１ Ａ／Ｄ変換器、
３２ メモリ、 ３３ 電源回路、 ５０ 端末、
５１ ディスプレイ、 ７０ ホスト装置、 ＰＡ 被検者、
ＳＹＮ 同期パルス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】