JP7562338B2 - Computer-assisted method for non-invasive detection of carbohydrate metabolic disorders from electrocardiograms. - Google Patents
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Description
本発明は、医学に関し、より詳細には、フェルミ・パスタ・ウラム(Fermi-Pasta-Ulam, FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系(open nonlinear self-oscillating system)と見なされる、心臓の心電図(ECG)から炭水化物代謝障害を検出するためにコンピュータが補助する方法に関し、ECGは、FPUの自己回帰の表現である。 The present invention relates to medicine, and more particularly to a computer-assisted method for detecting carbohydrate metabolism disorders from the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by a Fermi-Pasta-Ulam (FPU) autoregression, the ECG being an autoregressive representation of the FPU.
この方法は、炭水化物代謝の障害を診断し、さらに糖尿病の有無を診断するために患者をフォローアップするために使用することができる。この方法は、臨床病院、救急救命センターを含む様々な状況で使用することができ、外来治療での病院外の患者の状態のフォローアップにも使用することができる。 The method can be used to diagnose disorders of carbohydrate metabolism and to follow up patients to diagnose the presence or absence of diabetes. The method can be used in a variety of settings, including clinical hospitals, emergency care centers, and can also be used to follow up the condition of patients outside the hospital in outpatient care.
2型糖尿病(T2D)は、インスリン抵抗性および膵臓のベータ細胞の機能不全の結果として発症する慢性内分泌疾患である。 Type 2 diabetes (T2D) is a chronic endocrine disease that develops as a result of insulin resistance and pancreatic beta cell dysfunction.
2型糖尿病は、インスリンに対する細胞抵抗性(インスリン抵抗性)の増加によって引き起こされる炭水化物の代謝の障害から生じる。組織がグルコースを受け入れ、利用する能力が低下し、高血糖の状態である血漿糖の上昇が発生する。 Type 2 diabetes results from a disturbance in carbohydrate metabolism caused by increased cellular resistance to insulin (insulin resistance). The ability of tissues to accept and utilize glucose is reduced, resulting in elevated plasma glucose, a state of hyperglycemia.
インスリン非依存性糖尿病の検出の難しさは、病気の初期段階で顕著な症状がないことによって説明される。これに関して、危険にさらされている人々および40歳以上のすべての人々は、血漿糖レベルをスクリーニングすることが推奨されている。糖尿病の初期段階だけでなく、糖尿病前の状態も検出することができるので、最も有益なのは検査室診断である。 The difficulty in detecting non-insulin-dependent diabetes mellitus is explained by the absence of noticeable symptoms in the early stages of the disease. In this regard, people at risk and all people over 40 years of age are recommended to have their plasma sugar levels screened. The most informative is laboratory diagnosis, since it allows the detection of not only the early stages of diabetes, but also the prediabetic state.
医療システムの開発に許容できるコストで、様々な病気を有する患者の医療の質を向上させることは、極めて緊急の課題である。この作業の最も重要な方向性は、地域に関係なく、診断、スクリーニング、監視、および患者へのケアの提供のための様々な遠隔医療方法の開発である。これらの病気のうちの1つは、糖尿病である。 It is extremely urgent to improve the quality of medical care for patients with various diseases at an acceptable cost for the development of the health care system. The most important direction of this work is the development of various telemedicine methods for diagnosis, screening, monitoring and delivery of care to patients, regardless of their geography. One of these diseases is diabetes.
患者の非侵襲的診断のための方法および装置が、たとえば、2013年7月20日に発行されたRU2487655C2に開示されている。この方法は、診断センターで患者の生物物理学的パラメータを測定することと、情報を処理し、蓄積するためにパラメータを統合システムに転送することと、患者の測定結果を患者の識別データと一緒にシステムに登録することと、分析し、診断することと、診断を、診断センターに送信されるフィードバック信号に変換することとを含む。診断センターは、各患者の生物物理学的パラメータの固定リストを測定し、現在の診断テストに起因する患者のパラメータの情報ベクトルを形成する。 A method and device for non-invasive diagnosis of patients is disclosed, for example, in RU2487655C2 published on 20 July 2013. The method includes measuring biophysical parameters of patients at a diagnostic center, transferring the parameters to an integrated system for processing and storing information, registering the patient's measurement results in the system together with the patient's identification data, analyzing and diagnosing, and converting the diagnosis into a feedback signal that is sent to the diagnostic center. The diagnostic center measures a fixed list of biophysical parameters for each patient and forms an information vector of the patient's parameters resulting from the current diagnostic test.
診断テストは定期的に実行され、現在および前の診断テストから得られた患者のパラメータの情報ベクトルの差から、患者の状態の変化の程度を評価するために、パラメータの偏差の情報ベクトルが決定され、次いで、変化の程度、患者の識別データ、ならびに病歴および遺伝的要因を反映する情報ベクトルを使用して診断が行われる。診断センターでの明確な診断には情報が不十分である場合、固定リストに含まれていない生物物理学的パラメータの追加測定が行われ、患者のパラメータの追加の情報ベクトルが形成され、追加の情報ベクトルを考慮に入れて診断が行われる。生物物理学的パラメータの測定の結果は、医療支援システムに含まれるすべての患者の統合レジスタに記録される。 Diagnostic tests are performed periodically, and from the difference between the information vectors of the patient's parameters obtained from the current and previous diagnostic tests, an information vector of parameter deviations is determined to assess the degree of change in the patient's condition, then a diagnosis is made using the information vector reflecting the degree of change, the patient's identification data, as well as medical history and genetic factors. If the information is insufficient for a clear diagnosis at the diagnostic center, additional measurements of biophysical parameters not included in the fixed list are made, an additional information vector of the patient's parameters is formed and a diagnosis is made taking into account the additional information vector. The results of the measurements of biophysical parameters are recorded in a unified register of all patients included in the medical support system.
このシステムは、非侵襲的測定のための診断機器、情報処理および蓄積ユニットを備えた通信チャネル、診断評価ユニット、監視、制御および情報表示ユニット、治療の方法および手段を自動的に決定するためのユニットを収容するm個の診断センターを含む。すべての診断機器は、各診断センターで出力アダプタのそれぞれの入力に接続され、アダプタ出力は、二重通信チャネルを介してシステムの入力アダプタに接続され、入力アダプタは、第1の出力によって、診断評価ユニットの第1の入力ならびに情報処理および蓄積ユニットの第1の入力に接続され、第2の出力によって、患者の状態の追加のフォローアップのためのユニットの第1の入力に接続される。生物物理学的パラメータの追加測定のための診断機器は、通信チャネルを介して、患者の状態をさらにフォローアップするために、ユニットのそれぞれの入力に接続される。本発明は、意思決定プロセスのコンピュータ化により、患者を診断する客観性を向上させる。 The system includes m diagnostic centers housing diagnostic equipment for non-invasive measurements, a communication channel with an information processing and storage unit, a diagnostic evaluation unit, a monitoring, control and information display unit, a unit for automatically determining methods and means of treatment. All diagnostic equipment is connected to the respective inputs of an output adapter at each diagnostic center, the adapter output is connected to the input adapter of the system via a duplex communication channel, the input adapter is connected by a first output to a first input of the diagnostic evaluation unit and to a first input of the information processing and storage unit and by a second output to a first input of a unit for further follow-up of the patient's condition. Diagnostic equipment for additional measurements of biophysical parameters is connected via a communication channel to the respective inputs of the units for further follow-up of the patient's condition. The invention increases the objectivity of diagnosing a patient through computerization of the decision-making process.
この装置の欠点は、診断センターを訪問する必要性、それに基づいて、および遺伝的要因を考慮して診断が行われる、患者の状態の変化の程度を決定するためのパラメータの偏差を検出するための診断テストの繰り返しを含む。 The disadvantages of this device include the need to visit a diagnostic center, on the basis of which a diagnosis is made and taking into account genetic factors, repetition of diagnostic tests to detect deviations in parameters to determine the degree of changes in the patient's condition.
本発明に最も密接に関連しているのは、たとえば、2017年7月4に公開されたRU2615721C2に開示されている患者の状態の心電図モニタリングのための装置である。装置は、モニタ、インターフェース、患者の身体から心電図信号を取得するためのECG電極を含み、これは、1次信号処理ユニットの入力に接続され、このユニットの別の入力は、時間サンプリングユニットの出力に接続され、1次信号処理ユニットの出力は、チャネル切替えユニットに接続されている。チャネル切替えユニットの出力は、出力が研究中の信号の高調波の振幅、周波数、位相の値を含む離散フーリエ変換ユニット、および患者データ入力ユニットに接続されている。高調波は、研究中の信号の高調波の振幅を必要な時間量の間記憶し、出力する心電図レコーダで処理される。高調波の振幅は、心電図画像識別子に送られ、これは、ECG電極から受信された画像を、信頼区間および指定された信頼性レベルを考慮して、心電図画像ベースからの画像と比較する。 Most closely related to the present invention is a device for electrocardiographic monitoring of a patient's condition, disclosed, for example, in RU2615721C2 published on July 4, 2017. The device includes a monitor, an interface, ECG electrodes for acquiring electrocardiographic signals from the patient's body, which are connected to an input of a primary signal processing unit, another input of which is connected to an output of a time sampling unit, the output of which is connected to a channel switching unit. The output of the channel switching unit is connected to a discrete Fourier transform unit, the output of which contains the values of the amplitude, frequency and phase of the harmonics of the signal under study, and to a patient data input unit. The harmonics are processed in an electrocardiogram recorder, which stores and outputs the amplitudes of the harmonics of the signal under study for the required amount of time. The amplitudes of the harmonics are sent to an electrocardiogram image identifier, which compares the images received from the ECG electrodes with those from an electrocardiogram image base, taking into account the confidence interval and the specified confidence level.
識別子の出力は、状態を登録し、その変遷を分析するためのユニットの入力に接続され、患者の病気の診断は、信頼区間および指定された信頼性レベルを考慮して、ECG電極からの心電図画像のセットを、心臓診断ベースからの病気の診断を特徴付けるセットと比較することによって、すべてのECG電極からの心電図画像のデータから形成される。同じユニットが、診断の信頼性、患者の以前の検査に応じた診断の変遷、および診断を行う時を決定する。データはモニタ上に表示され、他の技術的手段での保管および検査のためにインターフェース、および患者データ入力ユニットに転送され、そこでそれぞれの患者アーカイブに記憶される。 The output of the identifier is connected to the input of a unit for registering the state and analyzing its evolution, and a diagnosis of the patient's disease is formed from the data of the electrocardiogram images from all ECG electrodes by comparing the set of electrocardiogram images from the ECG electrodes with a set characterizing the diagnosis of the disease from the cardiac diagnostic base, taking into account the confidence interval and the specified confidence level. The same unit determines the reliability of the diagnosis, the evolution of the diagnosis depending on the patient's previous examinations, and the time to make the diagnosis. The data are displayed on the monitor and transferred to the interface for storage and examination in other technical means, and to the patient data input unit, where they are stored in the respective patient archive.
この装置は複雑な設計であり、この開示は、患者の心臓の状態に基づいて炭水化物代謝障害を評価するために使用される基準には言及していない。 The device is a complex design, and the disclosure does not address the criteria used to assess carbohydrate metabolic disorders based on the patient's cardiac condition.
本発明の目的は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)からの炭水化物代謝障害の非侵襲的検出のためにコンピュータが補助する方法を提供することであって、ECGは、FPUの自己回帰の表現である。本発明のさらなる目的は、炭水化物代謝障害の兆候を有する人を識別するために集団をスクリーニングするためにコンピュータが補助する方法、および患者の炭水化物代謝障害のレベルを監視するためにコンピュータが補助する方法を提供することである。 The object of the present invention is to provide a computer-assisted method for non-invasive detection of carbohydrate metabolic disorders from the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by the autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being a representation of the autoregression of the FPU. A further object of the present invention is to provide a computer-assisted method for screening a population to identify those with signs of carbohydrate metabolic disorders, and a computer-assisted method for monitoring the level of carbohydrate metabolic disorders in patients.
本発明は、心電図から炭水化物代謝障害をより良好に検出するために患者の心臓の状態を評価する精度を高め、診断、集団のスクリーニング、ならびに患者の炭水化物代謝障害のレベルを監視するためのコストおよび時間を削減することを目的とする。 The present invention aims to improve the accuracy of assessing a patient's cardiac condition to better detect carbohydrate metabolic disorders from electrocardiograms, and to reduce the cost and time required for diagnosis, population screening, and monitoring the level of carbohydrate metabolic disorders in patients.
この目的は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)からの炭水化物代謝障害の非侵襲的検出のためにコンピュータが補助する方法であって、ECGが、FPUの自己回帰の表現であり、少なくともI誘導の少なくとも1つの心電図(ECG)をとるステップと、前記少なくとも1つのECGについてフーリエ変換を実行して、前記少なくとも1つのECGのフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、前記少なくとも1つのECGのフーリエ振幅スペクトルを離散化して、前記少なくとも1つのECGの元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、取得されたDECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、を含む、コンピュータが補助する方法を提供することによって達成される。 The object is to provide a computer-assisted method for the non-invasive detection of carbohydrate metabolism disorders from an electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being a representation of the autoregression of the FPU, comprising the steps of taking at least one electrocardiogram (ECG) of at least I lead , performing a Fourier transform on said at least one ECG to obtain a Fourier amplitude spectrum of said at least one ECG, discretizing the Fourier amplitude spectrum of said at least one ECG to obtain a discretized Fourier amplitude spectrum of the original Fourier amplitude spectrum of said at least one ECG. This is achieved by providing a computer-assisted method comprising the steps of: acquiring a delta ECG (DECG); and using the acquired DECG for computer processing, the computer processing including analyzing the DECG to detect the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by determining similarities/differences between the DECG of a patient with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECG of a healthy subject from the set of annotated ECGs, wherein similarity between the analyzed DECG and the DECG of a CHMD patient and lack of similarity with the DECG of a healthy subject are indicative of carbohydrate metabolism disorder.
好ましくは、離散化することは、平均化された形式でフーリエ変換された少なくともI誘導の少なくとも1つのECGの包絡線を構築することを含む。 Preferably, the discretizing comprises constructing at least one ECG envelope of at least lead I that has been Fourier transformed in an averaged form.
好ましくは、離散化することは、フーリエ変換された少なくともI誘導の少なくとも1つのECGの高調波ピーク包絡線を構築することを含む。 Preferably, the discretizing includes constructing a harmonic peak envelope of at least one ECG of at least Lead I that has been Fourier transformed.
この目的は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)からの炭水化物代謝障害の兆候を有する人を識別するために集団をスクリーニングするためにコンピュータが補助する方法であって、ECGが、FPUの自己回帰の表現であり、スクリーニングのためのターゲット感度および特異度の値を指定するステップと、スクリーニングを準備するステップであって、前記準備することが、指定されたターゲット感度および特異度の値を考慮に入れて、1人の被験者についてとられるべき心電図(ECG)の最小必要数、および、各年齢別研究グループのCHMDの兆候を有するECGの数のしきい値を表から決定することを含み、この数のしきい値を超えると、グループの患者においてCHMDがあることが認識される、ステップと、炭水化物代謝障害の兆候を有する人を識別するために集団をスクリーニングするステップと、を含み、前記スクリーニングすることが、表から決定された、1人の被験者の最小必要数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をとるステップと、決定された数のECGからとられた各ECGについてフーリエ変換を実行して、とられた各ECGのフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、前記とられた各ECGのフーリエ振幅スペクトルを離散化して、前記とられた各ECGの元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、DECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、スクリーニング結果の統計分析を実行するステップであって、前記統計分析が、1人の被験者のECGの最小数から、CHMDの兆候を有するECGの数を決定し、CHMDの兆候を有するECGの数と所定のしきい値とを比較することを含み、スクリーニング結果の統計分析に基づいて、被検者に炭水化物代謝障害があることが判断される、ステップと、を含む、コンピュータが補助する方法を提供することによってさらに達成される。 The object is to provide a computer-assisted method for screening a population to identify persons with indications of carbohydrate metabolism disorders from the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being an autoregressive representation of the FPU, comprising the steps of specifying target sensitivity and specificity values for the screening, preparing the screening, said preparing comprising determining from a table the minimum required number of electrocardiograms (ECGs) to be taken for one subject, taking into account the specified target sensitivity and specificity values, and a threshold value for the number of ECGs with indications of CHMD for each age-specific study group, above which the presence of CHMD is recognized in a patient of the group, and screening the population to identify persons with indications of carbohydrate metabolism disorders, said screening comprising determining from a table the minimum required number of I- leads of one subject, determined from the table, performing a Fourier transform on each ECG taken from the determined number of ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum of each taken ECG; discretizing the Fourier amplitude spectrum of each taken ECG to obtain a discrete form of the original Fourier amplitude spectrum (DECG) of each taken ECG; using the DECGs for computer processing, the computer processing including analyzing the DECGs to detect the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by determining similarity/difference between DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and DECGs of healthy subjects from the set of annotated ECGs, where similarity between the analyzed DECGs and the DECGs of CHMD patients and lack of similarity with the DECGs of healthy subjects are indicative of carbohydrate metabolism disorder; and performing a statistical analysis of the screening results, the statistical analysis determining the number of ECGs with signs of CHMD from a minimum number of ECGs of one subject; This is further achieved by providing a computer-assisted method comprising the steps of: determining that the subject has a carbohydrate metabolism disorder based on a statistical analysis of the screening results , including comparing the number of ECGs with signs of CHMD with a predetermined threshold.
好ましくは、この方法は、しきい値を超えた1人の被験者のCHMDの兆候を有するECGの数に基づいて、炭水化物代謝障害の重症度を判断し、重症度に基づいて、糖尿病を予備診断するステップをさらに含む。 Preferably, the method further comprises determining the severity of the carbohydrate metabolism disorder based on the number of ECGs with signs of CHMD in a subject that exceed a threshold value, and making a preliminary diagnosis of diabetes based on the severity.
この目的は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)に基づいて患者の炭水化物代謝障害のレベルを監視するためにコンピュータが補助する方法であって、ECGが、FPUの自己回帰の表現であり、複数の監視された患者からの各患者について、患者の識別子でマークされた、患者の一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をデータベースに収集するステップであって、前記一連のECGは、観察期間全体を通して以前に収集された複数の患者の一連のECGに、前記識別子でマークされた新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成される、ステップと、記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換を実行して、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを離散化して、記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、取得されたDECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、分析されたDECGと健常者のDECGとの間の相違の程度を計算し、程度を炭水化物代謝障害の統合指標として使用するステップと、炭水化物代謝障害の統合指標の時間的変動に基づいて、監視された患者の炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動を評価するステップと、炭水化物代謝障害の統合指標の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、監視された患者の炭水化物代謝障害のレベルを予測するステップと、を含む、コンピュータが補助する方法を提供することによっても達成される。 The object is to provide a computer-assisted method for monitoring the level of carbohydrate metabolism disorders in a patient based on the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being a representation of the autoregression of the FPU, comprising the steps of: collecting in a database, for each patient from a plurality of monitored patients, a series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I of the patient, marked with a patient identifier, said series of ECGs being generated by adding each newly recorded patient ECG marked with said identifier to a series of ECGs of a plurality of patients previously collected throughout an observation period; performing a Fourier transform on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs; discretizing the Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs to obtain a discrete form of the original Fourier amplitude spectrum (DECG) of each of the recorded ECGs; and, This is also achieved by providing a computer-assisted method comprising the steps of: using the ECG for computer processing, the computer processing including detecting the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECG to determine similarities/differences between the DECG of a patient with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECG of a healthy subject from the set of annotated ECGs, wherein a similarity/difference between the analyzed DECG and the DECG of a CHMD patient and a lack of similarity with the DECG of a healthy subject are indicative of carbohydrate metabolism disorder; calculating the degree of difference between the analyzed DECG and the DECG of the healthy subject and using the degree as an integrated index of carbohydrate metabolism disorder; evaluating the temporal variation of the level of carbohydrate metabolism disorder of the monitored patient based on the temporal variation of the integrated index of carbohydrate metabolism disorder; and predicting the level of carbohydrate metabolism disorder of the monitored patient based on a "follow-up history" including recorded temporal variations in previous values of the integrated index of carbohydrate metabolism disorder.
この目的は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放
型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)に基づいて患者の炭水化物代謝障
害のレベルを監視するためにコンピュータが補助する方法であって、ECGが、FPUの自己回帰の表現であり、複数の監視された患者からの各患者について、患者の識別子でマークされた、患者の一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をデータベースに収集するステップであって、前記一連のECGは、観察期間全体を通して以前に収集された複数の患者の一連のECGに、前記識別子でマークされた新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成される、ステップと、記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換を実行して、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを離散化して、記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、取得されたDECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、CHMDの兆候を有する心電図の発生率に基づいて、監視された患者の炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動を評価するステップと、CHMDの兆候を有する心電図の発生率の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、監視された患者の炭水化物代謝障害のレベルを予測するステップと、を含む、コンピュータが補助する方法を提供することによってさらに達成される。
The object is to provide a computer-assisted method for monitoring the level of carbohydrate metabolism disorders in a patient based on the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being a representation of the autoregression of the FPU, comprising the steps of: collecting in a database, for each patient from a plurality of monitored patients, a series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I of the patient, marked with a patient identifier, said series of ECGs being generated by adding each newly recorded patient ECG marked with said identifier to a series of ECGs of a plurality of patients previously collected throughout an observation period; performing a Fourier transform on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs; discretizing the Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs to obtain the original Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs. and using the acquired DECG for computer processing, the computer processing including detecting the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder by analyzing the DECG to determine similarities/differences between the DECG of a patient with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECG of a healthy subject from the set of annotated ECGs, where a similarity/difference between the analyzed DECG and the DECG of a CHMD patient and a lack of similarity with the DECG of a healthy subject is an indication of carbohydrate metabolism disorder; evaluating the temporal variation of the level of carbohydrate metabolism disorder of the monitored patient based on the incidence of ECGs with signs of CHMD; and predicting the level of carbohydrate metabolism disorder of the monitored patient based on a "follow-up history" including recorded temporal variations in previous values of the incidence of ECGs with signs of CHMD.
本発明は、心電図からの炭水化物代謝の障害の非侵襲的検出のための信頼できる方法を提供する。 The present invention provides a reliable method for non-invasive detection of disorders of carbohydrate metabolism from the electrocardiogram.
本発明は、患者が状態の予備的な自己診断を行い、心電図に基づいて炭水化物代謝障害を迅速かつ明確に登録することを可能にする。 The invention allows the patient to perform a preliminary self-diagnosis of the condition and quickly and clearly register carbohydrate metabolism disorders based on the electrocardiogram.
以下、添付の図面を参照して、本発明について好ましい実施形態の説明によって解説する。 The present invention will now be described by way of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
本方法の理論的根拠
1954年に、科学者のフェルミ、パスタ、およびウラムは、非線形系がシングルモード励起の状態からエネルギーが一様に分布した状態に必然的に遷移することを数値的に実証しようとした。
Rationale for the method
In 1954, scientists Fermi, Pasta, and Ulam attempted to numerically demonstrate that a nonlinear system necessarily transitions from a state of single-mode excitation to a state in which the energy is uniformly distributed.
発明者らは、あるバージョンのフェルミ・パスタ・ウラムの回帰モデル(FPUの自己回帰)を提案し、数学的に説明し、検出されたFPUの自己回帰現象内の心臓の電気力学の適切な説明を仮定した。自己回帰は、非線形システムの状態が時間的に繰り返されるパターンである。心電図(ECG)の形式で正常に機能している心臓の電気力学に対応するFPUの自己回帰のソリューションの変遷は、コンピュータモデル研究によって取得された(Schmid A., Berezin A., Novopashin M. "Fermi-Pasta-Ulam auto recurrence in the description of the electrical activity of the heart", Journal Medical Hypothesis, 101 (2017) 17~22頁を参照されたい)。 The inventors proposed a version of the Fermi-Pasta-Ulam regression model (FPU autorecurrence), mathematically explained it, and hypothesized a suitable description of the cardiac electrodynamics within the detected FPU autoregressive phenomenon. Autoregression is a pattern in which the states of a nonlinear system are repeated in time. The evolution of the solutions of the FPU autoregression, which correspond to the electrodynamics of a normally functioning heart in the form of an electrocardiogram (ECG), was obtained by computer modeling studies (see Schmid A., Berezin A., Novopashin M. "Fermi-Pasta-Ulam auto recurrence in the description of the electrical activity of the heart", Journal Medical Hypothesis, 101 (2017) pp. 17-22).
心臓は開放型非線形自励振動系であり、これは、2結合ファンデルポール方程式の系によって、いくつかの制限の下でモデル化できることが知られている。 The heart is an open nonlinear self-oscillating system that can be modeled, subject to certain restrictions, by a system of two coupled van der Pol equations.
CardioQwarkインターネット心電計の少なくともI誘導のECGのビッグデータ技術を使用した大規模な研究により、患者のグループを、数カ月間、常時監視して収集し、前記モデルに当てはまらず、健常者と何らかの心臓病を有する患者の両方に特徴的ないくつかの規則性が明らかになった。 A large-scale study using big data technology of at least lead I ECGs from the CardioQwark Internet electrocardiogram collected from a group of patients over several months of constant monitoring has revealed some regularities that do not fit the above model and are characteristic of both healthy people and patients with some kind of heart disease.
仮説をテストするために、健常者と炭水化物代謝障害を有する患者の両方の20,000を超えるECGが検査された。 To test the hypothesis, over 20,000 ECGs from both healthy individuals and patients with carbohydrate metabolism disorders were examined.
健常者のECGアレイを処理した結果、健常者のECGの特徴的なタイプのフーリエスペクトルが決定された。 By processing the ECG arrays of healthy subjects, the characteristic types of Fourier spectra of healthy subject ECGs were determined.
ECGをシミュレートするために、心臓が自励振動モードで機能することが考慮され、これは、心臓活動のシミュレーションに使用される、FPUの回帰構造に同様の原理の変遷が存在することを意味する。 To simulate the ECG, it is taken into account that the heart works in a self-oscillating mode, which means that there are similar principle evolutions in the recursive structure of the FPU used to simulate cardiac activity.
研究の結果、正常に機能している心臓の電気的活動の変遷はFPUの自己回帰現象によって解釈することができることがわかり、一方、炭水化物代謝障害は、FPUの自己回帰の低周波の高調波と高周波の高調波との間でエネルギーが流れるときにノイズが現れることによって特徴付けられる。 The results show that the electrical activity of a normally functioning heart can be interpreted by the autoregressive phenomenon of the FPU, while carbohydrate metabolism disorders are characterized by the appearance of noise when energy flows between the low- and high-frequency harmonics of the autoregressive FPU.
数学的シミュレーションは、心臓の電気的活動が、発明者によって最初に定式化されたFPUの自己回帰を表すことを示しており、これは個人の性質であり、その構造には心臓の生理学的状態および身体の病理学的プロセスの図を含み、そのパターンは、自己回帰のフーリエスペクトルに定期的に現れる。 Mathematical simulations have shown that the electrical activity of the heart represents an autoregression of the FPU, originally formulated by the inventor, which is of an individual nature and whose structure contains a picture of the physiological state of the heart and pathological processes in the body, the patterns of which appear periodically in the Fourier spectrum of the autoregression.
健常者のECGのフーリエスペクトルの自己回帰は、標準的なFPUの回帰に対応する1~5Hzの範囲の低周波部分と、高周波FPUの回帰に対応する20~35Hzの範囲の高周波部分の両方を含む。したがって、ECGは、完全なFPUの自己回帰の生物学的な例である。 The autoregression of the Fourier spectrum of the ECG of a healthy subject contains both a low-frequency part in the range of 1-5 Hz, corresponding to the regression of a standard FPU, and a high-frequency part in the range of 20-35 Hz, corresponding to the regression of a high-frequency FPU. Thus, the ECG is a biological example of a complete FPU autoregression.
シミュレーション結果に基づいて、1人または複数人の患者の異なる心電図から取得された周波数パターンのセットは、無秩序な分布を有しておらず、したがって、いくつかの周波数パターンのセットは、何らかの近接度によって区別できることが示唆された。 Based on the simulation results, it is suggested that the sets of frequency patterns obtained from different electrocardiograms of one or more patients do not have a random distribution, and therefore some sets of frequency patterns can be distinguished by some degree of proximity.
これは、クラスタリングアルゴリズムを複数のECG周波数パターンに適用することができ、特定の患者と共通の特徴について選択された患者グループの両方の状態の安定した周波数パターンを取得することができることを意味する。 This means that the clustering algorithm can be applied to multiple ECG frequency patterns and stable frequency patterns can be obtained for both the condition of a particular patient and for groups of patients selected for common features.
研究の目的として、発明者らは、州予算医療機関「City Clinical Hospital No. 52」および州予算医療機関「Moscow Clinical Scientific Center named after A. Loginov」の内分泌センターの5日間以上の滞在の128人の患者の1,997の心電図のデータ、および参照グループとして、炭水化物代謝障害(CHMD)のない様々な年齢グループの59人の患者の741の心電図のデータを使用した。 For the purposes of the study, the inventors used data from 1,997 electrocardiograms of 128 patients with a stay of 5 days or more at the Endocrinology Center of the State Budgetary Medical Institution "City Clinical Hospital No. 52" and the State Budgetary Medical Institution "Moscow Clinical Scientific Center named after A. Loginov", and as a reference group, data from 741 electrocardiograms of 59 patients of various age groups without carbohydrate metabolism disorders (CHMD).
発明者らは、CardioQVARKシステム(カーディオモニタ+ソフトウェア)を使用して、炭水化物代謝障害(CHMD)を有する患者の入院患者のフォローアップ中に施された治療の背景に対するECG波形の偏差、およびCHMDのない被験者(参照グループ)のECG波形とCHMD患者のECG波形との間の相違を研究した。 The inventors used the CardioQVARK system (cardio monitor + software) to study the deviations of ECG waveforms against the background of treatment administered during inpatient follow-up of patients with carbohydrate metabolism disorders (CHMD), as well as the differences between ECG waveforms of subjects without CHMD (reference group) and ECG waveforms of CHMD patients.
健常者の心電図(ECG)のフーリエスペクトル(図1)および炭水化物代謝障害(CHMD)の兆候を有する心電図(ECG)のフーリエスペクトル(図2)が取得された。 Fourier spectra of electrocardiograms (ECGs) of healthy subjects (Figure 1) and subjects with signs of carbohydrate metabolic disorder (CHMD) (Figure 2) were obtained.
CHMDの兆候を有するECGのフーリエスペクトルは、周波数高調波の顕著な強度によって特徴付けられ、一方、健常者のECGのフーリエスペクトルは、周波数高調波の顕著な強度がないことによって特徴付けられる。 The Fourier spectrum of an ECG with signs of CHMD is characterized by a significant intensity of frequency harmonics, whereas the Fourier spectrum of an ECG from a healthy subject is characterized by a lack of significant intensity of frequency harmonics.
心電図は、フーリエスペクトルの高調波によって特徴付けられる反復信号である。低周波(LF)範囲と高周波(HF)範囲との間のエネルギー伝達は、それらの間のノイズの量によって特徴付けられる。ノイズのレベルが高い場合、エネルギーが前後に流れるプロセスが進行中であることを意味する。エネルギーフローのプロセスの同期の違反が見られる場合、発明者らは、これを炭水化物代謝障害の兆候であると考える。 The electrocardiogram is a repetitive signal characterized by harmonics in the Fourier spectrum. The energy transfer between the low frequency (LF) and high frequency (HF) ranges is characterized by the amount of noise between them. If the level of noise is high, it means that a process of energy flowing back and forth is ongoing. If a violation of the synchronization of the energy flow process is observed, the inventors consider this to be a sign of carbohydrate metabolism disorders.
自己回帰は、高周波数スペクトルと低周波数スペクトルとの間のエネルギーの前後の流れである。 Autoregression is the flow of energy back and forth between the high and low frequency spectra.
1つのECGでエネルギーがある方向に流れ、もう1つのECGでいくぶん異なる方法に流れることを比較するために、いくつかのECGを有する必要はない。一度心電図をとれば、エネルギーが流れるかどうかをノイズレベルで判断することが可能である。 You don't need to have several ECGs to compare that in one ECG the energy flows one way and in another ECG it flows in a somewhat different way. Once you have an ECG, it's possible to determine by noise level whether energy is flowing or not.
どこからどこに流れが向かうのかを決定することは不可能である。複数のECGを比較する場合でも、常に静止画像しか見ることができない。 It is impossible to determine where the flow is coming from and where it is going. Even when comparing multiple ECGs, you always only see a static image.
複数のECGにおいて、1つのECGのLF部分が減少し、HF部分が上昇することが連続して見られる。しかし、実際にはそれらは異なって上昇し、すなわち、LF高調波の一部は上昇し、一部は低下し得る。 In multiple ECGs, it is seen successively that the LF part of one ECG decreases and the HF part increases. But in reality they increase differently, i.e. some of the LF harmonics may increase and some decrease.
スペクトルごとに、カオス化の割合は、高調波分布によって計算することができる。人が健康である場合、その高調波分布曲線は凸型になり(軸Yはカオス化の割合、軸Xは周波数である)、一方、糖尿病患者の場合、曲線のくぼみ(凹面)が取得され、糖尿病予備軍の場合、くぼみは小さい。 For each spectrum, the percentage of chaoticity can be calculated by the harmonic distribution. If a person is healthy, his harmonic distribution curve will be convex (axis Y is the percentage of chaoticity, axis X is the frequency), while for diabetics, a dip (concave) of the curve is obtained, and for prediabetics, the dip is smaller.
すべての状態がトレースされるわけではなく、多くの場合、状態(遷移状態)を変更するプロセスがトレースされる。複数の状態をトレースするには、多くの心電図をとる必要がある。 Not all states are traced, but often processes that change states (transition states) are traced. To trace multiple states, many ECGs must be taken.
1つのECGは、患者がこの状態にあり、この状態が一般化していることを示し得る。別のECGは、患者がある状態から別の状態に移行することを示し得る。高周波が増加するか減少するかに関係なく、これは時間的に発展するプロセス全体の別のフレームにすぎない。 One ECG may show that the patient is in this state and that this state is generalizing. Another ECG may show that the patient is passing from one state to another. Whether the high frequencies increase or decrease, this is just another frame of an entire process evolving in time.
脳の機能的活動はグルコースの使用と密接に関連しており、したがって、脳血管の血流中のグルコース濃度が低下すると、血流強度を高めるために、脳から心臓をトリガするインパルスの振幅を増加させる必要がある。これは、洞結節に入る脳で生成されたインパルスの振幅が大幅に増加するためであり、炭水化物代謝障害の患者で見られる、狭い台座を有するECGスペクトルのフーリエ高調波のより堅固な形の形成につながる。これにより、次に、スペクトルのカオス化の割合が低下し、これは、炭水化物代謝障害の診断的兆候として役立つ可能性がある。このモードの心臓活動は、秩序無秩序型のギンツブルグ・ランダウ・ストリングの、ある解に対応している。脳血流中のグルコース濃度の減少に伴うフィードバックの遅れの大きさは、低血糖性昏睡の発症時の脳の反応時間に匹敵する可能性があることに留意されたい。 The functional activity of the brain is closely linked to the use of glucose, and therefore, when the glucose concentration in the bloodstream of the cerebral vessels decreases, it is necessary to increase the amplitude of the impulses triggering the heart from the brain in order to increase the blood flow intensity. This is due to a significant increase in the amplitude of the brain-generated impulses entering the sinus node, which leads to the formation of a more rigid shape of the Fourier harmonics of the ECG spectrum with a narrow pedestal, which is seen in patients with carbohydrate metabolism disorders. This, in turn, reduces the percentage of chaoticity in the spectrum, which may serve as a diagnostic sign of carbohydrate metabolism disorders. This mode of cardiac activity corresponds to a certain solution of the order-disorder type of Ginzburg-Landau string. It should be noted that the magnitude of the feedback delay with the decrease in the glucose concentration in the cerebral bloodstream may be comparable to the reaction time of the brain at the onset of hypoglycemic coma.
機能の概日リズムに加えて、膵臓は、1~2Hzに等しい、心臓の収縮の主周波数と同期する機能のリズムも有する。FPUの自己回帰スペクトルの変遷のコンピュータ研究によって示されているように、膵臓のこのリズムの違背は、炭水化物代謝障害を有する患者のスペクトルで見られる、スペクトルの最低周波数の高調波のエネルギーの減少につながる。 In addition to the circadian rhythm of function, the pancreas also has a functional rhythm synchronized with the main frequency of cardiac contraction, which is equal to 1-2 Hz. Violations of this rhythm of the pancreas, as shown by computer studies of the evolution of the autoregressive spectra of FPUs, lead to a decrease in the energy of the lowest frequency harmonics of the spectrum, which can be seen in the spectra of patients with carbohydrate metabolism disorders.
好ましい実施形態の説明
本発明によれば、心臓の心電図(ECG)からの炭水化物代謝障害の非侵襲的検出のためにコンピュータが補助する方法が提供される。上述のように、心臓は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされ、ECGは、FPUの自己回帰の表現である。この方法は、次のステップを含む。
Description of the Preferred Embodiments According to the present invention, a computer-assisted method is provided for non-invasive detection of carbohydrate metabolism disorders from a cardiac electrocardiogram (ECG). As described above, the heart is considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by a Fermi-Pasta-Ulam (FPU) autoregression, and the ECG is a representation of the FPU autoregression. The method includes the following steps:
少なくともI誘導の少なくとも1つの心電図がとられる。CMHDの存在を検出するには、単一の心電図があれば十分である。 At least one ECG is taken, at least in lead I. A single ECG is sufficient to detect the presence of CMHD.
前記少なくとも1つのECGのフーリエ振幅スペクトルを取得するために、少なくとも1つのECGの各々についてフーリエ変換が実行される(図1および図2)。 A Fourier transform is performed on each of the at least one ECG to obtain a Fourier amplitude spectrum of the at least one ECG (Figures 1 and 2).
前記少なくとも1つのECGの元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するために、前記少なくとも1つのECGのフーリエ振幅スペクトルが離散化される(図1または図2の太い実線)。得られたDECGは、コンピュータ処理のために使用され、コンピュータ処理は、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからのCHMD患者のDECG(図3B)と、注釈付きECGのセットからの健常者のDECG(図3A)との類似性/相違を決定することによって、炭水化物代謝障害(CHMD)の心臓兆候の有無を検出することを含む。 The Fourier amplitude spectrum of the at least one ECG is discretized (thick solid line in Fig. 1 or Fig. 2) to obtain a discrete form of the original Fourier amplitude spectrum (DECG) of the at least one ECG. The obtained DECG is used for computer processing, which includes analyzing the DECG to detect the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorders (CHMD) by determining similarities/differences between the DECG of CHMD patients from the set of annotated ECGs (Fig. 3B) and the DECG of healthy controls from the set of annotated ECGs (Fig. 3A).
分析されたDECGとCMHD患者のDECGとの間に類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが炭水化物代謝障害の兆候である。 The similarity between the analyzed DECG and that of CMHD patients, and the lack of similarity with that of healthy controls, is an indication of a carbohydrate metabolism disorder.
この方法では、たとえば、平均化された形式でフーリエ変換された少なくとも1つのECGの包絡線を構築することによって、離散化が実行される(図1および図2の太い実線)。 In this method, the discretization is performed, for example , by constructing at least one envelope of the ECG that has been Fourier transformed in averaged form (thick solid line in Figs. 1 and 2).
離散化は、フーリエ変換された少なくとも1つのECGの高調波ピーク包絡線を構築することによって実行することができる(図1および図2の太い点)。 The discretization can be performed by constructing the Fourier transformed harmonic peak envelope of at least one ECG (bold dots in Figures 1 and 2).
本発明によれば、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)に基づいて炭水化物代謝障害の兆候を有する人を検出するために集団をスクリーニングするためにコンピュータが補助する方法も提供され、ECGは、FPUの自己回帰の表現である。スクリーニング方法は以下のように実行される。 According to the present invention, there is also provided a computer-assisted method for screening a population to detect individuals with indications of carbohydrate metabolism disorders based on the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by the autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being a representation of the autoregression of the FPU. The screening method is carried out as follows:
方法の効率を評価するために必要なスクリーニング感度および特異度の目標値が指定されている。 Screening sensitivity and specificity targets required to evaluate the efficiency of the method are specified.
研究の感度は、分析された人の2つの状態、健常者と病理を有する人との間を区別する能力であり、感度は、方法の正の陽性の結論と患者のグループの最終診断の総数との間の比率を定量的に反映する。 The sensitivity of a study is its ability to distinguish between two states of the analyzed individuals, healthy individuals and those with pathology, and sensitivity quantitatively reflects the ratio between the positive positive conclusion of the method and the total number of final diagnoses in a group of patients.
特異度とは、病気をはねつける能力、すなわち、病気が実際に存在しない場合にその病気がないことを述べる能力である。特異度は、病気のない人のグループにおける陰性の結論の割合を定量的に反映する。 Specificity is the ability to dismiss a disease, i.e., to state the absence of a disease when in fact it is not present. Specificity quantitatively reflects the proportion of negative conclusions in a group of disease-free individuals.
感度および特異度を決定するために、各人が健康であるか病気であるかがわかっている人のグループが調査される。 To determine sensitivity and specificity, a group of people is studied where each person is known to be healthy or diseased.
感度、特異度、および陽性結果の予測値(PPR)は、次の式を使用して計算される。 Sensitivity, specificity, and predictive value for a positive result (PPR) are calculated using the following formula:
式中、Aは、正の陽性の結論の数、Bは偽陽性の結論の数、Cは偽陰性の結論の数、Dは正の陰性の結論の数である。 In the formula, A is the number of true positive conclusions, B is the number of false positive conclusions, C is the number of false negative conclusions, and D is the number of true negative conclusions.
炭水化物代謝障害を有する患者の心電図障害を検出するための感度および特異度を計算するために、2つのグループが形成された。
病人-少なくとも2回ECGをとった2型糖尿病を有する市臨床病院第52号MKSCの入院患者(127人)。
健常者-少なくとも2回ECGをとった糖尿病のない、糖尿病でない人を有する市臨床病院第52号MKSCのスタッフ(59人)。
To calculate the sensitivity and specificity for detecting ECG disorders in patients with carbohydrate metabolism disorders, two groups were formed.
Patients - Inpatients at City Clinical Hospital No. 52 MKSC with type 2 diabetes who had an ECG taken at least twice (127 patients).
Healthy subjects-staff of Municipal Clinical Hospital No. 52 MKSC with non-diabetic and non-diabetic subjects who had ECG taken at least twice (59 people).
表1は、単一のECGで方法を適用した結果を示している。 Table 1 shows the results of applying the method on a single ECG.
感度および特異度の値は、患者の単一のECGではなく、複数のECGに基づいて結論を出すことによって大幅に増加させることができる。研究結果に基づいて、指定された数の心電図、CMHDの兆候を含む心電図の最小数のしきい値、ならびに感度および特異度の対応する値が表に作成される(表2)。 The values of sensitivity and specificity can be significantly increased by basing conclusions on several ECGs of a patient, rather than on a single one. Based on the results of the study, thresholds for the specified number of ECGs, the minimum number of ECGs containing signs of CMHD, as well as the corresponding values of sensitivity and specificity are created in a table (Table 2).
次いで、スクリーニングの準備が行われ、これは、感度および特異度の指定された目標値を考慮して、1人の被験者の心電図(ECG)の最小必要数、および監視対象の各年齢グループのCMHDの兆候を有するECGの数のしきい値を、表2から決定することを含む。 Preparation for screening is then carried out, which involves determining from Table 2 the minimum required number of electrocardiograms (ECGs) per subject, taking into account the specified target values of sensitivity and specificity, and the thresholds for the number of ECGs with signs of CMHD for each age group to be monitored.
次いで、炭水化物代謝障害の兆候を有する人を識別するためにその集団をスクリーニングする。スクリーニングは、
表から決定された、1人の被験者の最小必要数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をとることと、
とられた各ECGについてフーリエ変換を実行して、とられた各ECGのフーリエ振幅スペクトルを取得することと、
とられた各ECGのフーリエ振幅スペクトルを離散化して、とられた各ECGの元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得することと、
DECGをコンピュータ処理のために使用することと、を含み、当該使用することが、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが炭水化物代謝障害の兆候である。
The population is then screened to identify individuals with symptoms of impaired carbohydrate metabolism.
Obtaining the minimum required number of electrocardiograms (ECGs) of at least lead I for each subject, as determined from a table;
performing a Fourier transform on each taken ECG to obtain a Fourier magnitude spectrum of each taken ECG;
discretizing the Fourier magnitude spectrum of each taken ECG to obtain a discrete form of the original Fourier magnitude spectrum (DECG) of each taken ECG;
and using the DECG for computer processing, the using including detecting the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECG to determine similarities/differences between the DECG of a patient with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECG of a healthy subject from the set of annotated ECGs, wherein similarity between the analyzed DECG and the DECG of a CHMD patient and lack of similarity with the DECG of a healthy subject is an indication of carbohydrate metabolism disorder.
次いで、スクリーニング結果の統計分析が実行され、これは、1人の被験者のECGの最小必要数から、CHMDの兆候を有するECGの数を決定し、それを(表2から)スクリーニングの準備中に指定されたしきい値と比較し、統計分析に基づいて、被検者に炭水化物代謝障害があることを判断することを含む。 A statistical analysis of the screening results is then performed, which involves determining the number of ECGs with signs of CHMD from the minimum required number of ECGs per subject, comparing it with the thresholds specified during the preparation of the screening (from Table 2), and determining, based on the statistical analysis, that the subject has a carbohydrate metabolism disorder.
この方法は、しきい値を超えた1人の被検者のCHMDの兆候を有するECGの数から炭水化物代謝障害の重症度を決定し、決定結果に基づいて糖尿病を予備診断することをさらに含むことができる。 The method may further include determining the severity of carbohydrate metabolic disorder from the number of ECGs with signs of CHMD in a subject that exceed a threshold, and making a preliminary diagnosis of diabetes based on the determined result.
本発明によれば、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)に基づいて患者の炭水化物代謝障害のレベルを監視するためにコンピュータが補助する方法も提供され、ECGは、FPUの自己回帰の表現である。監視方法は以下のように実行される。 According to the present invention, there is also provided a computer-assisted method for monitoring the level of carbohydrate metabolism disorders in a patient based on the electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by the autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), the ECG being a representation of the autoregression of the FPU. The monitoring method is carried out as follows:
複数の監視された患者からの各患者について、患者の識別子でマークされた、一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)がデータベースに蓄積される。一連のECGは、識別子でマークされた、観察期間を通して以前に収集された患者の一連の複数のECGに、患者の新しく記録された各ECGを追加することによって生成される。 For each patient from the plurality of monitored patients, a series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I marked with a patient identifier is stored in a database. The series of ECGs is generated by adding each newly recorded ECG of the patient to a series of ECGs of the patient previously collected throughout an observation period marked with the identifier.
収集された複数のECGの各ECGのフーリエ振幅スペクトルを取得するために、患者の収集された複数のECGの各ECGについてフーリエ変換が実行される。 A Fourier transform is performed on each of the patient's collected ECGs to obtain a Fourier magnitude spectrum of each of the collected ECGs.
収集された複数のECGの各ECGのフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するために、各収集されたECGのフーリエ振幅スペクトルが離散化される(図1および図2の太線)。 The Fourier amplitude spectrum of each collected ECG is discretized (thick lines in Figures 1 and 2) to obtain a discrete form of the Fourier amplitude spectrum (DECG) of each ECG of the collected ECGs.
得られたDECGは、コンピュータ処理のために使用され、コンピュータ処理は、DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが炭水化物代謝障害の兆候である。 The obtained DECGs are used for computer processing, which includes detecting the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECGs to determine similarities/differences between the DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECGs of healthy subjects from the set of annotated ECGs, where similarity between the analyzed DECGs of CHMD patients and lack of similarity with the DECGs of healthy subjects is an indication of carbohydrate metabolism disorder.
次いで、一実施形態では、炭水化物代謝障害(CMHD)の統合指標の時間的変動によって、または別の実施形態では、患者の心電図におけるCMHDの兆候の発生率の変動によって、経時的な患者の状態を監視することができる。 The patient's condition can then be monitored over time, in one embodiment, by the temporal variation of an integrated indicator of carbohydrate metabolism disorder (CMHD), or in another embodiment, by the variation of the incidence of CMHD signs in the patient's electrocardiogram.
DECGの統合指標の時間的変化に基づいて患者の状態を監視するとき、分析されたDECGと健常者のDECGとの相違の程度が計算され、炭水化物代謝障害の統合指標として使用される。 When monitoring a patient's condition based on the time-dependent changes in the integrated DECG index, the degree of difference between the analyzed DECG and that of healthy individuals is calculated and used as an integrated index of carbohydrate metabolism disorders.
炭水化物代謝障害の統合指標の時間的変動に基づいて、監視された患者の炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動が評価される。 Based on the time variation of the integrated indicator of carbohydrate metabolic disorder, the time variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in the monitored patient is evaluated.
炭水化物代謝障害の統合指標の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、監視された患者の炭水化物代謝障害のレベルが予測される。 Based on the "follow-up history", which includes the recorded temporal variations in previous values of the integrated indicators of carbohydrate metabolic disorders, the level of carbohydrate metabolic disorders in the monitored patients is predicted.
患者の心電図におけるCMHDの兆候の発生率の変動に基づいて監視すると、すべての一連のECGが、CMHDの兆候を有するもの、およびCMHDの兆候がないものとの2つのクラスに分けられる(図4A、図5A、図6A、図7A)。 Based on the variation in the incidence of CMHD signs in the patients' electrocardiograms, all series of ECGs are divided into two classes: those with CMHD signs and those without CMHD signs (Figure 4A, Figure 5A, Figure 6A, Figure 7A).
患者の一連のN個のECGにおけるCHMDの兆候の存在の分析結果が統計的に要約される。一連のCMHDの兆候の発生率に応じて、糖尿病の存在を予備診断する程度まで、患者にすでに存在する炭水化物代謝障害の重症度について結論が出される。 The results of the analysis of the presence of signs of CHMD in a series of N ECGs of a patient are statistically summarized. Depending on the incidence of signs of CHMD in a series, a conclusion is made about the severity of the carbohydrate metabolism disorder already present in the patient, up to the point of preliminarily diagnosing the presence of diabetes mellitus.
患者のCMHDの兆候を有するECGの発生率の増減の変遷は、日、週、月、年の前および後の観測期間についてCMHDの兆候を有するECGの発生率を比較することによって、以前に蓄積された患者のECGのアレイ全体の観察に基づいて監視される。 The progression of increase or decrease in the incidence of ECGs with signs of CMHD in patients is monitored based on observation of the entire array of previously accumulated ECGs of patients by comparing the incidence of ECGs with signs of CMHD for previous and subsequent observation periods of days, weeks, months, and years.
糖尿病では、冠状動脈性心臓病が急速に進行し、しばしば心臓発作の原因になり、そのため、様々な状態の心電図から患者自身が炭水化物代謝障害を非侵襲的に検出することが重要である。 In diabetes, coronary heart disease progresses rapidly and often leads to heart attacks, so it is important for patients to non-invasively detect carbohydrate metabolic disorders themselves from electrocardiograms in various conditions.
ECG診断は、緊急時に心臓発作の原因を数分で発見し、遅滞なく的を絞った支援を提供するのに役立つ。 ECG diagnosis helps in emergency situations to find the cause of a heart attack within minutes and provide targeted assistance without delay.
以下は、フェルミ・パスタ・ウラム(FPU)の自己回帰によって特徴付けられる開放型非線形自励振動系と見なされる、心臓の心電図(ECG)を使用して患者の炭水化物代謝障害のレベルを監視する例であり、ECGは、FPUの自己回帰の表現である。 Below is an example of monitoring the level of carbohydrate metabolic disorder in a patient using the cardiac electrocardiogram (ECG), which is considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by the autoregression of a Fermi-Pasta-Ulam (FPU), where the ECG is a representation of the autoregression of the FPU.
特に、2型糖尿病の診断が証明された患者、および糖尿病の診断が証明されていない患者、すなわち健常者について研究された。 In particular, patients with a proven diagnosis of type 2 diabetes and patients without a proven diagnosis of diabetes, i.e. healthy controls, were studied.
例1
患者A、73歳。診断:25年間にわたり2型糖尿病。関連する慢性病はない。検査結果によると、全般的な病状は良好である。
Example 1
Patient A, 73 years old. Diagnosis: type 2 diabetes mellitus for 25 years. No associated chronic diseases. Examination results show good general medical condition.
心電図(ECG)の監視が行われた。ECGは、2017年9月から2019年8月まで週5~20回とられた(図4A)。 Electrocardiogram (ECG) monitoring was performed. ECGs were taken 5 to 20 times per week from September 2017 to August 2019 (Figure 4A).
患者の識別子でマークされた、患者の一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)がデータベースに蓄積された。一連のECGは、観察期間を通して以前に蓄積された一連の複数のECGに、新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成された。 A series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I of a patient, marked with a patient identifier, was stored in a database. A series of ECGs was generated by adding each newly recorded ECG of a patient to a series of ECGs previously stored throughout the observation period.
記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するために、記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換が実行された。 A Fourier transform was performed on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum for each of the recorded ECGs.
記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するために、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルが離散化された(図1および図2の例)。 The Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs was discretized to obtain a discrete form (DECG) of the original Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs (examples in Figures 1 and 2).
最終的に、一連内のすべてのECGは、CMHDの兆候を有するものとCHMDの兆候がないものとの2つのクラスに分けられる(図4A)。 Finally, all ECGs in the series were divided into two classes: those with signs of CMHD and those without signs of CHMD (Figure 4A).
コンピュータ処理が実行され、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出するために、DECGが分析された。 A computational procedure was performed to analyze the DECGs to detect the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorders (CHMD) by determining the similarities/differences between the DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorders (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECGs of healthy controls from the set of annotated ECGs.
分析されたDECGと健常者のDECGとの間の相違の程度が計算され、炭水化物代謝障害の統合指標として使用された。 The degree of difference between the analyzed DECG and that of healthy subjects was calculated and used as an integrated index of carbohydrate metabolism disorders.
炭水化物代謝障害の統合指標の時間的変動に基づいて、患者における炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動が評価された。 Based on the temporal variation of the integrated index of carbohydrate metabolic disorder, the temporal variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in patients was evaluated.
炭水化物代謝障害の統合指標の以前の値における登録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、患者Aの炭水化物代謝障害のレベルが予測された。 Based on the "follow-up history" including the registered temporal variations in previous values of the integrated index of carbohydrate metabolic disorders, the level of carbohydrate metabolic disorders in patient A was predicted.
観察期間全体で、CMHDの心臓兆候を有するECGの合計比率は99%であり、CMHDの心臓兆候のないECGは1%であった(図4B)。 Over the entire observation period, the total proportion of ECGs with cardiac signs of CMHD was 99%, and ECGs without cardiac signs of CMHD was 1% (Figure 4B).
患者のCMHDの兆候を有するECGの発生率の増減の変遷は、日、週、月、年の前および後の観測期間についてCMHDの兆候を有するECGの発生率を比較することによって、以前に収集された患者のECGのアレイ全体の観察に基づいて監視された。 The evolution of the increase or decrease in the incidence of ECGs with signs of CMHD in patients was monitored based on observation of the entire array of previously collected ECGs of patients by comparing the incidence of ECGs with signs of CMHD for the previous and subsequent observation periods of days, weeks, months and years.
2型糖尿病が証明された患者Aの見かけの傾向(破線)は、CMHDの兆候の発生率に変遷がないことを示しており(図4A)、これは、炭水化物代謝の正常化に向けた正の変遷を示している可能性がある。 The apparent trend (dashed line) for patient A with proven type 2 diabetes shows no shift in the incidence of CMHD symptoms (Figure 4A), which may indicate a positive shift toward normalization of carbohydrate metabolism.
上記から、2型糖尿病が証明された患者のCMHDの兆候の発生率には変遷がないことがわかる(図4A)。 From the above, we can see that the incidence of CMHD symptoms in patients with proven type 2 diabetes has not changed over time (Figure 4A).
例2
患者B、73歳。糖尿病は診断されていない。関連する慢性病はない。検査結果によると、全般的な病状は良好である。
Example 2
Patient B, 73 years old. Diabetes has not been diagnosed. No associated chronic diseases. Examination results indicate good general medical condition.
心電図(ECG)の監視が行われた。ECGは、2016年2月から2019年8月まで週5~20回とられた(図5A)。 Electrocardiogram (ECG) monitoring was performed. ECGs were taken 5 to 20 times per week from February 2016 to August 2019 (Figure 5A).
患者の識別子でマークされた、一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)がデータベースに蓄積された。一連のECGは、観察期間を通して以前に蓄積された一連の複数のECGに、新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成された。 A series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I , marked with a patient identifier, was stored in a database. A series of ECGs was generated by adding each newly recorded patient ECG to a series of previously stored ECGs throughout the observation period.
記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するために、記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換が実行された。 A Fourier transform was performed on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum for each of the recorded ECGs.
記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するために、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルが離散化された(図1および図2の例)。 The Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs was discretized to obtain a discrete form (DECG) of the original Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs (examples in Figures 1 and 2).
最終的に、一連内のすべてのECGは、CMHDの兆候を有するものとCMHDの兆候がないものとの2つのクラスに分けられる(図5A)。 Finally, all ECGs in the series were divided into two classes: those with signs of CMHD and those without signs of CMHD (Figure 5A).
コンピュータ処理が実行され、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出するために、DECGが分析された。 A computational procedure was performed to analyze the DECGs to detect the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorders (CHMD) by determining the similarities/differences between the DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorders (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECGs of healthy controls from the set of annotated ECGs.
分析されたDECGと健常者のDECGとの間の相違の程度が計算され、炭水化物代謝障害の統合指標として使用された。 The degree of difference between the analyzed DECG and that of healthy subjects was calculated and used as an integrated index of carbohydrate metabolism disorders.
炭水化物代謝障害の統合指標の時間的変動に基づいて、患者における炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動が評価された。 Based on the temporal variation of the integrated index of carbohydrate metabolic disorder, the temporal variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in patients was evaluated.
炭水化物代謝障害の統合指標の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、患者Bの炭水化物代謝障害のレベルが予測された。 Based on the "follow-up history" including the recorded temporal variations in previous values of the integrated index of carbohydrate metabolic disorders, the level of carbohydrate metabolic disorders in patient B was predicted.
観察期間全体で、CMHDの心臓兆候を有するECGの合計比率は47%であり、兆候のないECGは53%であった(図5B)。 Over the entire observation period, the total proportion of ECGs with cardiac signs of CMHD was 47% and 53% without signs (Figure 5B).
CMHDの兆候を有するECGの患者の発生率の増減の変遷は、日、週、月、年の前および後の観測期間についてCMHDの兆候を有するECGの発生率を比較することによって、以前に蓄積された患者のECGのアレイ全体の観察に基づいて監視された。 The evolution of the increase or decrease in the incidence of patients with ECGs with signs of CMHD was monitored based on observation of the entire array of previously accumulated patient ECGs by comparing the incidence of ECGs with signs of CMHD for previous and subsequent observation periods of days, weeks, months and years.
糖尿病と診断されていない患者Bの見かけの傾向(破線)は、CMHDの兆候の発生率の低下を示しており、これは、炭水化物代謝の正常化に向けた正の変遷を示している可能性がある。 The apparent trend in patient B, who did not have diagnosed diabetes (dashed line), shows a decreased incidence of CMHD symptoms, which may indicate a positive transition toward normalization of carbohydrate metabolism.
したがって、これは、CHMDの兆候の発生率が高い患者のフォローアップの一例である。 Therefore, this is an example of follow-up of patients with a high incidence of CHMD manifestations.
例3
患者C、44歳。糖尿病は診断されていない。関連する慢性病はない。検査結果によると、全般的な状態は良好である。
Example 3
Patient C, 44 years old. Diabetes has not been diagnosed. No associated chronic diseases. Examination results indicate good general condition.
心電図(ECG)の監視が行われた。ECGは、2017年4月から2019年8月まで週5~20回とられた(図6A)。 Electrocardiogram (ECG) monitoring was performed. ECGs were taken 5 to 20 times per week from April 2017 to August 2019 (Figure 6A).
患者の識別子でマークされた、一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)がデータベースに蓄積された。一連のECGは、観察期間を通して以前に蓄積された一連の複数のECGに、新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成された。 A series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I , marked with a patient identifier, was stored in a database. A series of ECGs was generated by adding each newly recorded patient ECG to a series of previously stored ECGs throughout the observation period.
記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するために、記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換が実行された。 A Fourier transform was performed on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum for each of the recorded ECGs.
記録されたECGのセットの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するために、記録されたECGのセットの各々のフーリエ振幅スペクトルが離散化された(図1および図2の例)。 The Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECG sets was discretized to obtain a discrete form (DECG) of the original Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECG sets (examples in Figures 1 and 2).
最終的に、一連内のすべてのECGは、CMHDの兆候を有するものとCMHDの兆候がないものとの2つのクラスに分けられる(図6A)。 Finally, all ECGs in the series were divided into two classes: those with signs of CMHD and those without signs of CMHD (Figure 6A).
コンピュータ処理が実行され、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出するために、DECGが分析された。 A computational procedure was performed to analyze the DECGs to detect the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorders (CHMD) by determining the similarities/differences between the DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorders (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECGs of healthy controls from the set of annotated ECGs.
分析されたDECGと健常者のDECGとの間の相違の程度が計算され、炭水化物代謝障害の統合指標として使用された。 The degree of difference between the analyzed DECG and that of healthy subjects was calculated and used as an integrated index of carbohydrate metabolism disorders.
炭水化物代謝障害の統合指標の時間的変動に基づいて、患者における炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動が評価された。 Based on the temporal variation of the integrated index of carbohydrate metabolic disorder, the temporal variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in patients was evaluated.
炭水化物代謝障害の統合指標の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、患者Cの炭水化物代謝障害のレベルが予測された。 Based on the "follow-up history" including the recorded temporal variations in previous values of the integrated index of carbohydrate metabolic disorders, the level of carbohydrate metabolic disorders in patient C was predicted.
観察期間全体で、CMHDの心臓兆候を有するECGの合計比率は29%であり、兆候のないECGは71%であった(図6B)。 Over the entire observation period, the total proportion of ECGs with cardiac signs of CMHD was 29% and 71% without signs (Figure 6B).
患者のCMHDの兆候を有するECGの発生率の増減の変遷は、日、週、月、年の前および後の観測期間についてCMHDの兆候を有するECGの発生率を比較することによって、以前に蓄積された患者のECGのアレイ全体の観察に基づいて監視された。 The evolution of the increase or decrease in the incidence of ECGs with signs of CMHD in patients was monitored based on observation of the entire array of previously accumulated patient ECGs by comparing the incidence of ECGs with signs of CMHD for previous and subsequent observation periods of days, weeks, months and years.
糖尿病と診断されていない患者Cの見かけの傾向(破線)は、CMHDの兆候の発生率の低下を示しており(図4A)、これは、炭水化物代謝の正常化に向けた正の変遷を示している可能性がある。 The apparent trend (dashed line) for patient C, who did not have diagnosed diabetes, shows a decreased incidence of CMHD symptoms (Figure 4A), which may indicate a positive transition toward normalization of carbohydrate metabolism.
したがって、これは、CHMDの兆候の発生率が低下した患者のフォローアップの一例である。 Therefore, this is an example of patient follow-up with a reduced incidence of CHMD manifestations.
例4
患者D、34歳。糖尿病は診断されていない。関連する慢性病はない。検査結果によると、全般的な状態は良好である。
Example 4
Patient D, 34 years old. Undiagnosed diabetes. No associated chronic diseases. Examination results indicate good general condition.
心電図(ECG)の監視が行われた。ECGは、2017年4月から2019年8月まで週5~20回とられた(図7A)。 Electrocardiogram (ECG) monitoring was performed. ECGs were taken 5 to 20 times per week from April 2017 to August 2019 (Figure 7A).
患者の識別子でマークされた、一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)がデータベースに蓄積された。一連のECGは、観察期間を通して以前に蓄積された一連の複数のECGに、新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成された。 A series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I , marked with a patient identifier, was stored in a database. A series of ECGs was generated by adding each newly recorded patient ECG to a series of previously stored ECGs throughout the observation period.
記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するために、記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換が実行された。 A Fourier transform was performed on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier amplitude spectrum for each of the recorded ECGs.
記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するために、記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルが離散化された(図1および図2の例)。 The Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs was discretized to obtain a discrete form (DECG) of the original Fourier amplitude spectrum of each of the recorded ECGs (examples in Figures 1 and 2).
最終的に、一連内のすべてのECGは、CMHDの兆候を有するものとCMHDの兆候がないものとの2つのクラスに分けられる(図7A)。 Finally, all ECGs in the series were divided into two classes: those with signs of CMHD and those without signs of CMHD (Figure 7A).
コンピュータ処理が実行され、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出するために、DECGが分析された。 A computational procedure was performed to analyze the DECGs to detect the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorders (CHMD) by determining the similarities/differences between the DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorders (CHMD) from the set of annotated ECGs and the DECGs of healthy controls from the set of annotated ECGs.
分析されたDECGと健常者のDECGとの間の相違の程度が計算され、炭水化物代謝障害の統合指標として使用された。 The degree of difference between the analyzed DECG and that of healthy subjects was calculated and used as an integrated index of carbohydrate metabolism disorders.
炭水化物代謝障害の統合指標の時間的変動に基づいて、患者における炭水化物代謝障害のレベルの時間的変動が評価された。 Based on the temporal variation of the integrated index of carbohydrate metabolic disorder, the temporal variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in patients was evaluated.
炭水化物代謝障害の統合指標の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、患者Dの炭水化物代謝障害のレベルが予測された。 Based on the "follow-up history" including the recorded temporal variations in previous values of the integrated index of carbohydrate metabolic disorders, the level of carbohydrate metabolic disorders in patient D was predicted.
観察期間全体で、CMHDの心臓兆候を有するECGの合計比率は9%であり、兆候のないECGは91%であった(図7B)。 Over the entire observation period, the total proportion of ECGs with cardiac signs of CMHD was 9% and ECGs without signs was 91% (Figure 7B).
患者のCMHDの兆候を有するECGの発生率の増減の変遷は、日、週、月、年の前および後の観測期間についてCMHDの兆候を有するECGの発生率を比較することによって、以前に収集された患者のECGのアレイ全体の観察に基づいて監視された。 The evolution of the increase or decrease in the incidence of ECGs with signs of CMHD in patients was monitored based on observation of the entire array of previously collected ECGs of patients by comparing the incidence of ECGs with signs of CMHD for the previous and subsequent observation periods of days, weeks, months and years.
糖尿病と診断されていない患者Dの見かけの傾向(破線)は、CMHDの兆候の発生率の低下を示しており、これは、炭水化物代謝の正常化に向けた正の変遷を示している可能性がある。 The apparent trend (dashed line) for patient D, who did not have diagnosed diabetes, shows a decreased incidence of CMHD symptoms, which may indicate a positive transition toward normalization of carbohydrate metabolism.
したがって、これは、CHMDの兆候の発生率が低下した患者のフォローアップの一例である。 Therefore, this is an example of patient follow-up with a reduced incidence of CHMD manifestations.
Claims (7)
少なくともI誘導の少なくとも1つの心電図(ECG)をとるステップと、
前記少なくとも1つのECGについてフーリエ変換を実行して、前記少なくとも1つのECGのフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、
前記少なくとも1つのECGの前記フーリエ振幅スペクトルを離散化して、前記少なくとも1つのECGの元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、
前記取得されたDECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、
前記DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、前記分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、
を含む、コンピュータが補助する方法。 A computer-assisted method for non-invasive detection of carbohydrate metabolism disorders from an electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), said ECG being a representation of the autoregression of said FPU,
taking at least one electrocardiogram (ECG) of at least lead I ;
performing a Fourier transform on the at least one ECG to obtain a Fourier magnitude spectrum of the at least one ECG;
discretizing the Fourier magnitude spectrum of the at least one ECG to obtain a discrete form of the original Fourier magnitude spectrum (DECG) of the at least one ECG;
Using the obtained DECG for computer processing, the computer processing comprising:
detecting the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECG to determine similarities/differences between DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and DECGs of healthy subjects from the set of annotated ECGs, wherein similarity between the analyzed DECGs and DECGs of CHMD patients and lack of similarity between the analyzed DECGs and DECGs of healthy subjects is an indication of carbohydrate metabolism disorder;
A computer-assisted method comprising:
スクリーニングのためのターゲット感度および特異度の値を指定するステップと、
スクリーニングを準備するステップであって、前記準備することが、前記指定されたターゲット感度および特異度の値を考慮に入れて、1人の被験者についてとられるべき心電図(ECG)の最小必要数、および、各年齢別研究グループのCHMDの兆候を有するECGの数のしきい値を表から決定することを含み、前記数のしきい値を超えると、前記年齢別研究グループの患者においてCHMDがあることが認識される、ステップと、
前記集団をスクリーニングして、炭水化物代謝障害の兆候を有する人を識別するステップと、を含み、前記スクリーニングすることが、
前記表から決定された、1人の被験者についての前記最小必要数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をとるステップと、
前記決定された数のECGからとられた各ECGについてフーリエ変換を実行して、とられた各ECGのフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、
前記とられた各ECGの前記フーリエ振幅スペクトルを離散化して、前記とられた各ECGの元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、
前記DECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、
前記DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、前記分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、
前記スクリーニングの結果の統計分析を実行するステップであって、前記統計分析が、1人の被験者についてとられるべきECGの最小数から、前記CHMDの兆候を有するECGの数を決定し、前記CHMDの兆候を有するECGの数と所定のしきい値とを比較することを含み、前記スクリーニングの結果の統計分析に基づいて、前記被験者に炭水化物代謝障害があることが判断される、ステップと、
を含む、コンピュータが補助する方法。 1. A computer-assisted method for screening a population to identify individuals with indications of carbohydrate metabolism disorders from a cardiac electrocardiogram (ECG), viewed as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), wherein the ECG is a representation of the autoregression of the FPU,
specifying target sensitivity and specificity values for screening;
preparing a screening step, said preparing including determining from a table the minimum required number of electrocardiograms (ECGs) to be taken per subject, taking into account the specified target sensitivity and specificity values, and a threshold number of ECGs with signs of CHMD for each age group study group, above which a patient in said age group study group is recognized to have CHMD;
and screening the population to identify individuals having an indication of a carbohydrate metabolism disorder, said screening comprising:
taking said minimum required number of electrocardiograms (ECGs) of at least lead I for one subject as determined from said table;
performing a Fourier transform on each taken ECG from said determined number of ECGs to obtain a Fourier magnitude spectrum of each taken ECG;
discretising the Fourier magnitude spectrum of each of the taken ECGs to obtain a discrete form of the original Fourier magnitude spectrum (DECG) of each of the taken ECGs;
using the DECG for computer processing, the computer processing comprising:
detecting the presence or absence of cardiac signs of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECGs to determine similarities/differences between DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and DECGs of healthy subjects from the set of annotated ECGs, wherein similarity between the analyzed DECGs and DECGs of CHMD patients and lack of similarity between the analyzed DECGs and DECGs of healthy subjects is an indication of carbohydrate metabolism disorder;
performing a statistical analysis of the results of the screening, the statistical analysis including: determining the number of ECGs having signs of CHMD from a minimum number of ECGs to be taken per subject; and comparing the number of ECGs having signs of CHMD with a predefined threshold; and determining that the subject has a carbohydrate metabolism disorder based on the statistical analysis of the results of the screening ;
A computer-assisted method comprising:
複数の監視された患者からの各患者について、患者の識別子でマークされた、前記患者の一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をデータベースに収集するステップであって、前記一連のECGは、観察期間全体を通して以前に収集された複数の患者の一連のECGに、前記識別子でマークされた新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成される、ステップと、
前記記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換を実行して、前記記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、
前記記録された複数のECGの各々の前記フーリエ振幅スペクトルを離散化して、前記記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、
前記取得されたDECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、
前記DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、前記分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、
前記分析されたDECGと健常者の前記DECGとの間の相違の程度を計算し、前記程度を炭水化物代謝障害の統合指標として使用するステップと、
前記炭水化物代謝障害の前記統合指標の時間的変動に基づいて、前記監視された患者の炭水化物代謝障害の前記レベルの前記時間的変動を評価するステップと、
炭水化物代謝障害の前記統合指標の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、前記監視された患者の炭水化物代謝障害の前記レベルを予測するステップと、
を含むコンピュータが補助する方法。 1. A computer-assisted method for monitoring the level of carbohydrate metabolic disorders in a patient based on an electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), said ECG being a representation of the autoregression of said FPU;
collecting in a database, for each patient from a plurality of monitored patients, a series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I of said patient, marked with a patient identifier, said series of ECGs being generated by adding each newly recorded patient ECG marked with said identifier to a series of ECGs of a plurality of patients previously collected throughout an observation period;
performing a Fourier transform on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier magnitude spectrum for each of the recorded ECGs;
discretizing the Fourier magnitude spectrum of each of the recorded ECGs to obtain a discrete form of the original Fourier magnitude spectrum (DECG) of each of the recorded ECGs;
Using the obtained DECG for computer processing, the computer processing comprising:
detecting the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECG to determine similarities/differences between DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and DECGs of healthy subjects from the set of annotated ECGs, wherein similarity between the analyzed DECGs and DECGs of CHMD patients and lack of similarity between the analyzed DECGs and DECGs of healthy subjects is an indication of carbohydrate metabolism disorder;
Calculating the degree of difference between the analyzed DECG and the DECG of healthy subjects, and using the degree as an integrated index of carbohydrate metabolism disorder;
assessing the temporal variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in the monitored patient based on the temporal variation of the integrated indicator of carbohydrate metabolic disorder;
predicting said level of carbohydrate metabolism disorder in said monitored patient based on a "follow-up history" including recorded temporal variations in previous values of said integrated index of carbohydrate metabolism disorder;
The computer-aided method includes:
複数の監視された患者からの各患者について、患者の識別子でマークされた、前記患者の一連の記録された複数の少なくともI誘導の心電図(ECG)をデータベースに収集するステップであって、前記一連のECGは、観察期間全体を通して以前に収集された複数の患者の一連のECGに、前記識別子でマークされた新しく記録された患者の各ECGを追加することによって生成される、ステップと、
前記記録された複数のECGの各々についてフーリエ変換を実行して、前記記録された複数のECGの各々のフーリエ振幅スペクトルを取得するステップと、
前記記録された複数のECGの各々の前記フーリエ振幅スペクトルを離散化して、前記記録された複数のECGの各々の元のフーリエ振幅スペクトルの離散形(DECG)を取得するステップと、
前記取得されたDECGをコンピュータ処理のために使用するステップであって、前記コンピュータ処理が、
前記DECGを分析して、注釈付きECGのセットからの炭水化物代謝障害(CHMD)患者のDECGと、注釈付きECGのセットからの健常者のDECGとの類似性/相違を決定することによって、CHMDの心臓兆候の有無を検出することを含み、前記分析されたDECGとCHMD患者のDECGとの類似性があること、および健常者のDECGとの類似性がないことが、炭水化物代謝障害の兆候である、ステップと、
前記CHMDの兆候を有する心電図の発生率に基づいて、前記監視された患者の炭水化物代謝障害の前記レベルの時間的変動を評価するステップと、
前記CHMDの兆候を有する心電図の前記発生率の以前の値における記録された時間的変動を含む「フォローアップ履歴」に基づいて、前記監視された患者の炭水化物代謝障害の前記レベルを予測するステップと、
を含む、コンピュータが補助する方法。 1. A computer-assisted method for monitoring the level of carbohydrate metabolic disorders in a patient based on an electrocardiogram (ECG) of the heart, considered as an open nonlinear self-oscillating system characterized by an autoregression of Fermi-Pasta-Ulam (FPU), said ECG being a representation of the autoregression of said FPU;
collecting in a database, for each patient from a plurality of monitored patients, a series of recorded electrocardiograms (ECGs) of at least lead I of said patient, marked with a patient identifier, said series of ECGs being generated by adding each newly recorded patient ECG marked with said identifier to a series of ECGs of a plurality of patients previously collected throughout an observation period;
performing a Fourier transform on each of the recorded ECGs to obtain a Fourier magnitude spectrum for each of the recorded ECGs;
discretizing the Fourier magnitude spectrum of each of the recorded ECGs to obtain a discrete form of the original Fourier magnitude spectrum (DECG) of each of the recorded ECGs;
Using the obtained DECG for computer processing, the computer processing comprising:
detecting the presence or absence of cardiac manifestations of carbohydrate metabolism disorder (CHMD) by analyzing the DECG to determine similarities/differences between DECGs of patients with carbohydrate metabolism disorder (CHMD) from the set of annotated ECGs and DECGs of healthy subjects from the set of annotated ECGs, wherein similarity between the analyzed DECGs and DECGs of CHMD patients and lack of similarity between the analyzed DECGs and DECGs of healthy subjects is an indication of carbohydrate metabolism disorder;
assessing the temporal variation of the level of carbohydrate metabolic disorder in the monitored patient based on the incidence of electrocardiograms with signs of CHMD;
predicting the level of carbohydrate metabolic disorder in the monitored patient based on a "follow-up history" including recorded temporal variations in previous values of the incidence of electrocardiograms with signs of CHMD;
A computer-assisted method comprising:
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003534044A (en) | 2000-05-13 | 2003-11-18 | オメガウエーブ エルエルシー | Apparatus and method for non-invasively measuring functional state and adaptive response of human body |
| US20050027202A1 (en) | 2001-11-28 | 2005-02-03 | Aaron Ginzburg | Method and system for processing electrocardial signals |
| US20150032015A1 (en) | 2012-03-19 | 2015-01-29 | Dynacardia, Inc. | Methods, Systems and Devices for Detecting and Diagnosing Diabetic Diseases and Disorders |
| US20160235342A1 (en) | 2015-02-16 | 2016-08-18 | Chang Gung University | Feature point identification method of mechanocardiography |
| US20170332929A1 (en) | 2014-11-14 | 2017-11-23 | Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. | Method and System to Access Inapparent Conduction Abnormalities to Identify Risk of Ventricular Tachycardia |
| WO2019151888A1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Закрытое Акционерное Общество "Ес-Лизинг" | Medical system and method for remote patient monitoring |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69125041T2 (en) * | 1990-03-19 | 1997-10-09 | Del Mar Avionics | Method and device for spectral analysis of electrocardiographic signals |
| US5406955A (en) * | 1993-03-12 | 1995-04-18 | Hewlett-Packard Corporation | ECG recorder and playback unit |
| WO2006093513A2 (en) * | 2004-06-14 | 2006-09-08 | Cephos Corp. | Question and control paradigms for detecting deception by measuring brain activity |
| US8473043B1 (en) * | 2004-12-22 | 2013-06-25 | Neuro Wave Systems Inc. | Neuro-behavioral test method for screening and evaluating therapy for ADHD and system |
| WO2015023692A1 (en) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | Intelomed, Inc. | Methods for monitoring and analyzing cardiovascular states |
| RU2615721C2 (en) * | 2015-06-30 | 2017-04-07 | Владимир Николаевич Иванов | Device for cardiographic monitoring of patients state |
| RU2666119C1 (en) * | 2017-11-09 | 2018-09-05 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for diagnosing sarcopenia in elderly and senile patients |
-
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-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003534044A (en) | 2000-05-13 | 2003-11-18 | オメガウエーブ エルエルシー | Apparatus and method for non-invasively measuring functional state and adaptive response of human body |
| US20050027202A1 (en) | 2001-11-28 | 2005-02-03 | Aaron Ginzburg | Method and system for processing electrocardial signals |
| US20150032015A1 (en) | 2012-03-19 | 2015-01-29 | Dynacardia, Inc. | Methods, Systems and Devices for Detecting and Diagnosing Diabetic Diseases and Disorders |
| US20170332929A1 (en) | 2014-11-14 | 2017-11-23 | Beth Israel Deaconess Medical Center, Inc. | Method and System to Access Inapparent Conduction Abnormalities to Identify Risk of Ventricular Tachycardia |
| US20160235342A1 (en) | 2015-02-16 | 2016-08-18 | Chang Gung University | Feature point identification method of mechanocardiography |
| WO2019151888A1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Закрытое Акционерное Общество "Ес-Лизинг" | Medical system and method for remote patient monitoring |
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