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公開番号2024119632
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023026684
出願日2023-02-22
発明の名称不整脈種別判定装置、不整脈種別判定方法、不整脈種別判定プログラム
出願人日立造船株式会社,国立研究開発法人国立循環器病研究センター
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類A61B 8/02 20060101AFI20240827BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】心臓を撮影した画像から、不整脈の種別を精度良く判定する。
【解決手段】不整脈種別判定装置(1)は、心臓を撮影した画像に含まれる、左心房、左心室、右心房、および右心室の各領域の面積の時系列変化を示す信号波形の周波数スペクトルにおけるピーク周波数のうちピーク値が大きい上位の1または複数のピーク周波数に関するピーク情報を取得する取得部(101)と、ピーク情報に基づいて不整脈の種別を判定する判定部(102)と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
心臓を撮影した画像に含まれる、左心房、左心室、右心房、および右心室の各領域の面積の時系列変化を示す信号波形の周波数スペクトルにおけるピーク周波数のうちピーク値が大きい上位の１または複数の前記ピーク周波数に関するピーク情報を取得する取得部と、
前記ピーク情報に基づいて不整脈の種別を判定する判定部と、を備える不整脈種別判定装置。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記判定部は、
ピーク値が最大となる前記ピーク周波数である第１ピーク周波数が、正常範囲として予め定められた基準周波数帯に存在する前記周波数スペクトルの個数である第１個数と、
前記第１ピーク周波数が前記基準周波数帯より値が大きい周波数帯に存在する前記周波数スペクトルの個数である第２個数と、
前記第１ピーク周波数が前記基準周波数帯より値が小さい周波数帯に存在する前記周波数スペクトルの個数である第３個数と、
の大小関係に基づいて前記種別を分類する、請求項１に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、
前記第２個数が前記第３個数より多い場合、心房粗動および上室性頻拍の少なくともいずれかの可能性があると判定し、
前記第３個数が前記第２個数より多く、かつ、前記第３個数が前記第１個数以上である場合、完全房室ブロックおよび洞性徐脈の少なくともいずれかの可能性があると判定し、
前記第１個数が前記第２個数以上、かつ、前記第１個数が前記第３個数以上である場合、期外収縮、完全房室ブロック、および、正常の少なくともいずれかの可能性がある、と判定する、請求項２に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項４】
前記判定部は、
左心房および右心房の少なくとも一方の前記周波数スペクトルにおいて、ピーク値が最大となる前記ピーク周波数である第１ピーク周波数が、正常範囲として予め定められた基準周波数帯の最大周波数の所定倍以上である場合、
左心房および右心房の少なくとも一方の前記周波数スペクトルにおける、前記基準周波数帯より値が大きい第１周波数帯における最大のピーク値と、前記第１周波数帯より値が大きい第２周波数帯における最大のピーク値と、が所定関係を満たす場合、および、
左心房および右心房の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１周波数帯および前記第２周波数帯にピークが存在し、かつ、左心室および右心室の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１周波数帯および前記第２周波数帯の少なくとも一方にピークが存在しない場合、
の少なくともいずれかの場合、心房粗動の可能性があると判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、
右心房の前記周波数スペクトルにおける、正常範囲として予め定められた基準周波数帯より値が大きい第１周波数帯における最大のピーク値に対する、前記第１周波数帯より値が大きい第２周波数帯における最大のピーク値の割合と、右心室の前記周波数スペクトルにおける、前記第１周波数帯における最大のピーク値に対する、前記第２周波数帯における最大のピーク値の割合と、が所定関係を満たす場合、および、
左心房の前記周波数スペクトルにおける、前記基準周波数帯より値が大きい第１周波数帯における最大のピーク値に対する、前記第１周波数帯より値が大きい第２周波数帯における最大のピーク値の割合と、左心室の前記周波数スペクトルにおける、前記第１周波数帯における最大のピーク値に対する、前記第２周波数帯における最大のピーク値の割合と、が前記所定関係を満たす場合、
の少なくともいずれかの場合、上室性頻拍の可能性があると判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項６】
前記判定部は、
左心房および右心房の少なくとも一方の前記周波数スペクトルにおいて、ピーク値が最大となる前記ピーク周波数である第１ピーク周波数が正常範囲として予め定められた基準周波数帯内に存在し、かつ、左心室および右心室の少なくとも一方の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１ピーク周波数が前記基準周波数帯より小さい場合、および、
左心房および右心房の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１ピーク周波数が前記基準周波数帯より小さく、かつ、左心房および右心房の前記周波数スペクトルにおいて、前記基準周波数帯内に２番目に大きいピーク値の前記ピーク周波数である第２ピーク周波数が存在し、かつ、左心房および右心房の少なくとも一方の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１ピーク周波数におけるピーク値と前記第２ピーク周波数におけるピーク値との割合が、所定関係を満たす場合、
の少なくともいずれかの場合、完全房室ブロックの可能性があると判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項７】
前記判定部は、
左心房および右心房の前記周波数スペクトルにおいて、ピーク値が最大となる前記ピーク周波数である第１ピーク周波数が正常範囲として予め定められた基準周波数帯より小さく、かつ、左心室および右心室の少なくとも一方の前記周波数スペクトルにおいて、前記基準周波数帯内に２番目に大きいピーク値の前記ピーク周波数である第２ピーク周波数が存在しない場合、および、
左心房、右心房、左心室および右心室の前記周波数スペクトルの各々において、前記第１ピーク周波数が前記基準周波数帯より小さい場合、
の少なくともいずれかの場合、洞性徐脈の可能性があると判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項８】
前記判定部は、
左心房および右心房の前記周波数スペクトルにおいて、ピーク値が最大となる前記ピーク周波数である第１ピーク周波数が正常範囲として予め定められた基準周波数帯内に存在し、かつ、左心室および右心室の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１ピーク周波数が前記基準周波数帯より小さく、かつ、左心室および右心室の前記周波数スペクトルにおいて、前記第１ピーク周波数におけるピーク値と２番目に大きいピーク値との割合が所定関係を満たす場合、完全房室ブロックの可能性があると判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記周波数スペクトルにおいてピーク値が最大となる前記ピーク周波数である第１ピーク周波数の値が、前記信号波形を時間周波数解析して得られる時間周波数解析データにおいて所定割合以上に変化した期間が存在する場合、期外収縮であると判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の不整脈種別判定装置。
【請求項１０】
前記判定部は、前記第１ピーク周波数の値が前記所定割合以上に減少し始める時間から、前記減少後の値から前記所定割合以上に増加し終わる時間までを、上記期間として特定する、請求項９に記載の不整脈種別判定装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、不整脈の種別を判定する技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
心臓の超音波診断動画像から、心臓の左右間の関連、および房室間の関連を把握する技術が広く利用されている。例えば、特許文献１には、超音波動画像において複数の心腔における境界位置群を特定し、該境界位置群の追跡結果に基づいて、少なくとも１心拍以上の区間に亘る複数の心腔の境界位置を取得する超音波診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１４９０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、不整脈診断には主に心電図が使用されるが、発生した不整脈の種別を判定することが困難な場合があり、判定精度の面で改善の余地があった。
【０００５】
本発明の一態様は、心臓を撮影した画像から、不整脈の種別を精度良く判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る不整脈種別判定装置は、心臓を撮影した画像に含まれる、左心房、左心室、右心房、および右心室の各領域の面積の時系列変化を示す信号波形の周波数スペクトルにおけるピーク周波数のうちピーク値が大きい上位の１または複数の前記ピーク周波数に関するピーク情報を取得する取得部と、前記ピーク情報に基づいて不整脈の種別を判定する判定部と、を備える。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る不整脈種別判定方法は、１または複数の情報処理装置により実行される不整脈種別判定方法であって、心臓を撮影した画像に含まれる、左心房、左心室、右心房、および右心室の各領域の面積の時系列変化を示す信号波形の周波数スペクトルにおけるピーク周波数のうちピーク値が大きい上位の１または複数の前記ピーク周波数に関するピーク情報を取得する取得ステップと、前記ピーク情報に基づいて不整脈の種別を判定する判定ステップと、を含む。
【０００８】
本発明の各態様に係る不整脈種別判定装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記不整脈種別判定装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記不整脈種別判定装置をコンピュータにて実現させる前記情報処理装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、心臓を撮影した画像から、不整脈の種別を精度良く判定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態に係る不整脈種別判定システムの構成例を示す図である。
本発明の実施形態に係る不整脈種別判定装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る情報処理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る学習装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る不整脈検出装置の要部構成の一例を示すブロック図である。
心臓を撮影した画像における検出対象となる領域の例を示す図である。
情報処理装置が行う処理の一例を説明するための図である。
各心房および各心室の面積の時系列変化を示す信号波形の一例を示す図である。
各心房および各心室の面積の時系列変化を示す信号波形の周波数スペクトルから抽出されるピーク情報の例を説明するための図である。
心臓の各領域の面積の時系列変化を示す信号波形を時間周波数解析して得られる時間周波数解析データのデータ構造の一例、および時間周波数解析データから生成したヒートマップの一例を示す図である。
各心房および各心室の面積の時系列変化を示す信号波形のウェーブレット解析の結果の補正方法の一例を示す図である。
各心房および各心室の面積の時系列変化を示す信号波形のウェーブレット解析の結果に基づいて、期外収縮を判定した場合を説明するための図である。
不整脈種別判定システムが行う処理の一例を示すシーケンス図である。
不整脈種別判定装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。
不整脈種別判定装置による不整脈の種別の分類基準の一例を示す図である。
不整脈種別判定装置による不整脈の種別の分類結果の一例を示す図である。
不整脈種別判定装置による不整脈の種別の判定結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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