JP6970339B2 - 半導体集積回路、ペースメーカパルス検出装置及びペースメーカパルス検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路、ペースメーカパルス検出装置及びペースメーカパルス検出方法に関する。

ペースメーカが植え込まれた患者の心電図を測定する際、ペースメーカが正常に動作しているかを知るため、心電波形に重畳されたペースメーカのパルス信号（以下ペースメーカパルスという）を検出することが行われている。

ペースメーカパルスは、心電波形より高い周波数成分を有するために、心電波形をＡＤ（Analog to Digital）変換する際のサンプリング周波数を上げることで検出精度を向上する手法がある。しかしサンプリング周波数を上げると、消費電力が増加してしまう。そこで従来、心電波形を検出する回路とは別に、周波数成分の高いペースメーカパルス以外は遮断するハイパスフィルタを用いた専用回路を用いて、ペースメーカパルスを検出することが行われている。

実開昭６０−１８０４０６号公報 特開平４−３３６０３２号公報 特開２００９−２４０６２３号公報

ところで、ペースメーカの進化に伴い、ペースメーカパルスの微小化が進んでいる。このような状況において、ハイパスフィルタで心電波形を遮断する度合いを高めて誤検出を防ぐために遮断周波数を高くした場合、微小なペースメーカパルスの高さや幅がさらに小さくなり、ペースメーカパルスを検出できなくなる可能性がある。また、遮断周波数を低くした場合、心電波形をハイパスフィルタで十分遮断することができなくなり、心電波形の一部がペースメーカパルスであると誤検出される可能性がある。したがって、ペースメーカパルスの検出精度を向上させることが課題である。

１つの実施態様では、ペースメーカのパルス信号が重畳された心電波形を取得する取得回路と、前記心電波形に対して、制御信号に基づいて決定される遮断周波数によるフィルタ処理を行い、前記フィルタ処理の結果に基づいて、前記パルス信号を検出する第１の検出回路と、前記取得回路が取得した前記心電波形からＱＲＳ波の発生開始タイミングを複数回検出するとともに、ＱＲＳ幅を検出し、複数回検出した前記発生開始タイミングに基づいて、前記ＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定し、前記予測発生開始タイミングから前記ＱＲＳ幅に基づいた期間、前記遮断周波数を第１の値から第２の値に高くすることを指示する前記制御信号を前記第１の検出回路に供給する制御回路と、を有する半導体集積回路が提供される。

ペースメーカパルスの検出精度を向上できる。

第１の実施の形態のペースメーカパルス検出装置及び半導体集積回路の一例を示す図である。 一律にフィルタ処理の遮断周波数を比較的低くした場合に生じる誤検出の発生例を示す図である。 第２の実施の形態のペースメーカパルス検出装置及び半導体集積回路の一例を示す図である。 ペースメーカパルスの検出処理の一例の流れを示すフローチャートである。 心電波形とペースメーカパルスの情報の送信処理の一例の流れを示す図である。 第３の実施の形態のペースメーカパルス検出装置及び半導体集積回路の一例を示す図である。

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
図１は、第１の実施の形態のペースメーカパルス検出装置及び半導体集積回路の一例を示す図である。

ペースメーカパルス検出装置１０は、ペースメーカが植え込まれた患者の体に張り付けられた複数の電極から心電波形（ペースメーカパルスが重畳されている）を取得し、ペースメーカパルスを検出する装置である。図１には、心電波形１５の一例が示されている。心電波形１５において、パルス１５ａ１，１５ａ２，１５ａ３，１５ａ４が、ペースメーカパルスである。なお、心電波形１５は、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波と名付けられた複数の波を含む。なお、Ｑ波とＲ波とＳ波は、まとめてＱＲＳ波と呼ばれる。図１に示すように、ＱＲＳ波は、ペースメーカパルスが契機となって、ペースメーカパルスの発生直後に発生している。

なお、図１では、患者の体に張り付けられた電極などについては図示が省略されている。
ペースメーカパルス検出装置１０は、半導体集積回路１０ａと通信処理回路１０ｂを有する。

半導体集積回路１０ａは、取得回路１０ａ１、検出回路１０ａ２、制御回路１０ａ３、記憶回路１０ａ４を有する。
取得回路１０ａ１は、上記のような心電波形１５を取得する。取得回路１０ａ１は、たとえば、入力バッファ回路などである。

検出回路１０ａ２は、取得した心電波形１５に対して、制御回路１０ａ３から供給される後述の制御信号に基づいて決定される遮断周波数によるフィルタ処理を行い、そのフィルタ処理の結果に基づいて、ペースメーカパルスを検出する。検出回路１０ａ２は、たとえば、ハイパスフィルタ、コンパレータ、カウンタなどを用いて実現される（これらの回路を用いた例については第２の実施の形態で説明する）。

制御回路１０ａ３は、取得回路１０ａ１が取得した心電波形１５からＱＲＳ波の発生開始タイミングを複数回検出するとともに、ＱＲＳ幅を検出する。なお、心電波形１５は、増幅処理やＡＤ変換処理が施されてから制御回路１０ａ３にデジタル値として供給されるが、図１では増幅器などの図示は省略されている。ＱＲＳ波の発生開始タイミングは、Ｑ波の発生開始タイミング（または、Ｑ波が検出されるタイミング）である。ＱＲＳ幅は、Ｑ波の発生開始タイミングから、Ｓ波の発生終了タイミングまでの期間を示す。なお、ＱＲＳ幅を、Ｑ波が検出されるタイミングから、Ｓ波が検出されるタイミングまでの期間としてもよい。

また、制御回路１０ａ３は、複数回検出したＱＲＳ波の発生開始タイミングに基づいて、ＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定する。そして、制御回路１０ａ３は、予測発生開始タイミングからＱＲＳ幅に基づいた期間、遮断周波数を第１の値から第２の値に高くすることを指示する制御信号を検出回路１０ａ２に供給する。第１の値は、たとえば、遮断周波数の初期値であり、ペースメーカパルス以外に、Ｒ波のような比較的高い周波数の波についても通過させるような比較的低い遮断周波数である。第２の値は、Ｒ波のような比較的高い周波数の波についても遮断するような高い遮断周波数である。

制御回路１０ａ３は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などのプロセッサまたは複数のプロセッサの集合（マルチプロセッサと呼ばれる場合もある）である。ただし、制御回路１０ａ３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの特定用途の電子回路を含んでもよい。制御回路１０ａ３は、記憶回路１０ａ４に記憶された各種のデータを用いて、記憶回路１０ａ４に記憶されたプログラムを実行する。

記憶回路１０ａ４は、たとえば、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性の記憶装置と、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性の記憶装置を含む。たとえば、不揮発性の記憶装置に記憶されたプログラムが、制御回路１０ａ３の制御に基づいて、揮発性の記憶装置に展開されて実行される。プログラムは、心電波形の特性からＱＲＳ波の発生開始タイミングやＱＲＳ幅を検出する処理、遮断周波数を制御する処理、通信処理回路１０ｂを制御する処理などを実行するプログラムを含む。

通信処理回路１０ｂは、ペースメーカパルス検出装置１０の外部の装置との間で有線または無線通信により情報の送受信を行う。図１では、通信処理回路１０ｂが表示装置１１（たとえば、タブレット端末）に対して、心電波形や検出されたペースメーカパルスの情報を無線通信により送信する例が示されている。

なお、複数種類の心電波形が取得される場合、何れか一種類の心電波形を選択して検出回路１０ａ２や制御回路１０ａ３に供給する回路が設けられるが、図１では説明を簡略化するために図示が省略されている。その回路については、第２の実施の形態以降で説明する。

以下、第１の実施の形態のペースメーカパルス検出装置１０及び半導体集積回路１０ａの動作の一例を説明する。
取得回路１０ａ１が図１に示すような心電波形１５を取得すると、制御回路１０ａ３は、ＱＲＳ波の発生開始タイミングを複数回検出するとともに、ＱＲＳ幅を検出する。制御回路１０ａ３は、たとえば、タイミングｔ１において、ＱＲＳ波の発生開始タイミングを検出し、Ｓ波の発生終了タイミングであるタイミングｔ２において、タイミングｔ１からタイミングｔ２までの期間を算出することでＱＲＳ幅を検出する。同様に、制御回路１０ａ３は、タイミングｔ３において、ＱＲＳ波の発生開始タイミングを検出し、Ｓ波の発生終了タイミングであるタイミングｔ４において、ＱＲＳ幅を検出する。

ここで、制御回路１０ａ３は、たとえば、今回のＱＲＳ波の発生開始タイミング（タイミングｔ３）と、前回のＱＲＳ波の発生開始タイミング（タイミングｔ１）から、次回のＱＲＳ波の発生開始タイミング（予測発生開始タイミング）を決定する。制御回路１０ａ３は、タイミングｔ１からタイミングｔ３までの時間（以下ＱＱ間隔という）を、タイミングｔ３に加えることで、予測発生開始タイミングを決定する。図１の例では、タイミングｔ５が次回のＱＲＳ波の予測発生開始タイミングとして決定されている。

また、制御回路１０ａ３は、タイミングｔ５から、検出されたＱＲＳ幅の期間が経過するタイミングｔ６までの間、ＱＲＳ幅の期間以外の期間の遮断周波数ｆｃとして予め設定された値よりも高くすることを指示する制御信号を検出回路１０ａ２に供給する。

なお、制御回路１０ａ３は、図１の左から３つめのＱＲＳ波についての、実際の発生開始タイミングも検出しており（図１の例では、予測発生開始タイミングと同じとしている）、次回のＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定する。図１の例では、タイミングｔ７が次回のＱＲＳ波の予測発生開始タイミングとして決定されている。

また、制御回路１０ａ３は、図１の左から３つ目のＱＲＳ波についてのＱＲＳ幅も検出する。
制御回路１０ａ３は、タイミングｔ６以降は、タイミングｔ７まで、遮断周波数ｆｃとして、ＱＲＳ幅の期間の値よりも低くすることを指示する制御信号を検出回路１０ａ２に供給する。

検出回路１０ａ２は、上記のような制御信号に基づいて、遮断周波数ｆｃを可変して、心電波形に対してフィルタ処理を行い、ペースメーカパルスを検出する。検出回路１０ａ２は、たとえば、ペースメーカパルスを検出するたびに、制御回路１０ａ３に、その旨を通知する。

制御回路１０ａ３は、心電波形や検出されたペースメーカパルスの情報を通信処理回路１０ｂに供給する。通信処理回路１０ｂは、表示装置１１に対して、たとえば、リアルタイムで、心電波形や検出されたペースメーカパルスの情報を送信する。表示装置１１の画面には、たとえば、図１に示すように心電波形や検出されたペースメーカパルス（図１ではＰＭＰと表記されている）が表示される。

図２は、一律にフィルタ処理の遮断周波数を比較的低くした場合に生じる誤検出の発生例を示す図である。
一律にフィルタ処理の遮断周波数を比較的低くした場合、図２に示すように、正しいペースメーカパルスだけでなく、Ｒ波についてもペースメーカパルスであると誤検出される可能性がある。

しかし、第１の実施の形態のペースメーカパルス検出装置１０及び半導体集積回路１０ａによれば、上記のように、ＱＲＳ波が発生している期間では、検出回路１０ａ２におけるフィルタ処理の遮断周波数が高くなる。そのため、周波数成分が比較的高いＲ波のような波についてもフィルタ処理後の振幅がより小さくなり、ペースメーカパルスであると誤検出されることが抑制される。

また、ＱＲＳ波が発生していない期間では、検出回路１０ａ２におけるフィルタ処理の遮断周波数が低くなるため、ペースメーカパルスが微小なものであっても検出できなくなることが抑制される。

したがって、第１の実施の形態のペースメーカパルス検出装置１０及び半導体集積回路１０ａによれば、ペースメーカパルスの検出精度を向上できる。
また、直前のＱＲＳ波の発生開始タイミングやＱＲＳ幅の検出結果に基づいて直後のＱＲＳ波の予測発生開始タイミングや使用するＱＲＳ幅を決定することで、遮断周波数をより適切なタイミングで制御でき、ペースメーカパルスの検出精度をさらに向上できる。

なお、制御回路１０ａ３は、複数回のＱＱ間隔の検出結果の平均値を求めて、その平均値を用いてＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定してもよい。また、制御回路１０ａ３は、複数回のＱＲＳ幅の検出結果の平均値を求めて、その平均値で表される期間に遮断周波数を高くするようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態のペースメーカパルス検出装置及び半導体集積回路の一例を示す図である。

第２の実施の形態のペースメーカパルス検出装置２０は、ペースメーカが植え込まれた患者の体に張り付けられた、たとえば、１０個の電極に電気的に接続される入力端子２１ａ，２１ｂ，…，２１ｊ、半導体集積回路２２、無線通信回路２３を有する。

１０個の電極を用いた標準１２誘導法では、患者の四肢に１つずつ装着した４個の電極と、胸部に装着した６個の電極を用いて、所定の２つの電極間の電位差が１２通り測定される。これにより、１２種類の心電波形が得られる。なお、電極数は、１０個に限定されるわけではなく、１０個より少なくても多くてもよい。少なくとも一種類の心電波形が取得できればよい。

半導体集積回路２２は、入力バッファ回路２２ａ、誘導切替回路２２ｂ、アンプ２２ｃ、ＡＤ変換回路（図３では“ＡＤＣ”と表記されている）２２ｄ、検出回路２２ｅを有する。さらに半導体集積回路２２は、ＣＰＵ２２ｆ、ＲＡＭ２２ｇ、ＲＯＭ２２ｈ、インターフェース回路（図３では、“Ｉ／Ｆ”と表記されている）２２ｉ、バス２２ｊを有する。

入力バッファ回路２２ａは、入力端子２１ａ〜２１ｊから入力される複数種類の心電波形を取得し、保持する。１０個の電極を用いた標準１２誘導法による測定が行われる場合、入力バッファ回路２２ａは、１２種類の心電波形を取得する。

誘導切替回路２２ｂは、ＣＰＵ２２ｆによる制御に基づいて、入力バッファ回路２２ａが取得した複数種類の心電波形の何れか一種類を選択して出力する。
アンプ２２ｃは、誘導切替回路２２ｂが出力した心電波形を増幅して出力する。

ＡＤ変換回路２２ｄは、アンプ２２ｃが出力した心電波形をデジタル値に変換して出力する。
検出回路２２ｅは、誘導切替回路２２ｂが出力した心電波形に重畳されたペースメーカパルスを検出する。検出回路２２ｅは、アンプ２２ｅ１、ハイパスフィルタ２２ｅ２、比較部２２ｅ３、パルス幅検出部２２ｅ４、決定部２２ｅ５を有する。

アンプ２２ｅ１は、誘導切替回路２２ｂが出力した心電波形を増幅して出力する。
ハイパスフィルタ２２ｅ２は、可変容量素子２２ｅ２１と可変抵抗素子２２ｅ２２とを有し、アンプ２２ｅ１が出力する心電波形に対して、可変容量素子２２ｅ２１の容量値と可変抵抗素子２２ｅ２２の抵抗値によって決まる遮断周波数でフィルタ処理を行う。上記容量値と抵抗値は、ＣＰＵ２２ｆによって調整される。

比較部２２ｅ３は、ＤＡ（Digital to Analog）変換回路（図３ではＤＡＣと表記されている）２２ｅ３１と比較器２２ｅ３２とを有する。ＤＡ変換回路２２ｅ３１は、ＣＰＵ２２ｆから供給されるデジタル値である閾値をアナログ値に変換する。比較器２２ｅ３２は、アナログ値に変換された閾値と、ハイパスフィルタ２２ｅ２の出力信号とを比較し、ハイパスフィルタ２２ｅ２の出力信号が、閾値以上の場合に１を出力し、閾値よりも小さい場合に０を出力する。閾値の大きさは、ペースメーカパルスの検出結果に応じて、変更可能である。このような比較部２２ｅ３を設けることで、閾値以上にならないフィルタ処理後の心電波形の影響を除去できる。

パルス幅検出部２２ｅ４は、比較部２２ｅ３の出力信号のパルス幅を検出する。パルス幅は、ハイパスフィルタ２２ｅ２の出力信号が、閾値以上である期間を表す。
パルス幅検出部２２ｅ４は、立ち上がり検出回路２２ｅ４１、立ち下がり検出回路２２ｅ４２、カウンタ２２ｅ４３を有する。立ち上がり検出回路２２ｅ４１は、比較部２２ｅ３の出力信号が０から１に変化したときに、立ち上がりを検出した旨を示す信号を出力する。立ち下がり検出回路２２ｅ４２は、比較部２２ｅ３の出力信号が１から０に変化したときに、立ち下がりを検出した旨を示す信号を出力する。カウンタ２２ｅ４３には、図示しないクロック信号が供給される。そして、カウンタ２２ｅ４３は、立ち上がり検出回路２２ｅ４１により立ち上がりが検出されたときから、立ち下がり検出回路２２ｅ４２により立ち下がりが検出されるまでのクロック数をカウントし、カウント値をパルス幅として出力する。

決定部２２ｅ５は、パルス幅検出部２２ｅ４が出力するパルス幅が、ＣＰＵ２２ｆから供給されるパルス幅の上限値と下限値との範囲内である場合に、ペースメーカパルスを検出した旨を示す信号を出力する。決定部２２ｅ５は、比較器２２ｅ５１，２２ｅ５２、ＡＮＤ（論理積）回路２２ｅ５３を有する。比較器２２ｅ５１は、パルス幅検出部２２ｅ４が出力するパルス幅と、ＣＰＵ２２ｆから供給されるパルス幅の上限値とを比較し、パルス幅が上限値以下の場合には１を出力し、上限値を超える場合には０を出力する。比較器２２ｅ５２は、パルス幅検出部２２ｅ４が出力するパルス幅と、ＣＰＵ２２ｆから供給されるパルス幅の下限値とを比較し、パルス幅が下限値以上の場合には１を出力し、下限値を下回る場合には０を出力する。ＡＮＤ回路２２ｅ５３は、比較器２２ｅ５１，２２ｅ５２の出力が両方１の場合、ペースメーカパルスを検出した旨を示す信号として１を出力する。ＡＮＤ回路２２ｅ５３は、比較器２２ｅ５１，２２ｅ５２の少なくとも一方の出力が０の場合、０を出力する。

なお、パルス幅の上限値と下限値は、患者に植え込まれるペースメーカが出力するペースメーカパルスのパルス幅に基づいて設定される。上限値と下限値は、ペースメーカパルスの検出結果に応じて、変更可能である。

ＣＰＵ２２ｆは、ＲＯＭ２２ｈに格納されたプログラムやデータの少なくとも一部を、バス２２ｊを介してＲＡＭ２２ｇにロードし、プログラムを実行する。ＣＰＵ２２ｆは、プログラムを実行することで、上記容量値や抵抗値を調整することでハイパスフィルタ２２ｅ２の遮断周波数を変更する処理などを行う。

ＲＡＭ２２ｇは、ＣＰＵ２２ｆが実行するプログラムやＣＰＵ２２ｆが演算に用いるデータを一時的に記憶する揮発性の半導体メモリである。
ＲＯＭ２２ｈは、ＣＰＵ２２ｆが実行するプログラム、及び、各種データを記憶する不揮発性の記憶装置である。

インターフェース回路２２ｉは、ＣＰＵ２２ｆの制御のもと、無線通信回路２３との間で情報の送受信を行う。
無線通信回路２３は、ペースメーカパルス検出装置２０の外部の装置（たとえば、タブレット端末）との間で無線通信により情報の送受信を行う。

以下、第２の実施の形態のペースメーカパルス検出装置２０及び半導体集積回路２２によるペースメーカパルスの検出処理の一例を説明する。
図４は、ペースメーカパルスの検出処理の一例の流れを示すフローチャートである。

まず、ＣＰＵ２２ｆは、初期設定を行う（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理では、ＣＰＵ２２ｆは、可変容量素子２２ｅ２１の容量値と可変抵抗素子２２ｅ２２の抵抗値とを調整し、ハイパスフィルタ２２ｅ２の遮断周波数の初期値を設定する。また、ＣＰＵ２２ｆは、比較部２２ｅ３に供給する閾値と、決定部２２ｅ５に供給するパルス幅の上限値と下限値を設定する。また、ＣＰＵ２２ｆは、誘導切替回路２２ｂに対して、複数種類の心電波形のうち出力する一種類の心電波形を指示する信号を送る。

心電波形の測定が開始されると（ステップＳ２）、ＣＰＵ２２ｆは、入力バッファ回路２２ａ、誘導切替回路２２ｂ、アンプ２２ｃ及びＡＤＣ２２ｄを介して供給される心電波形のデジタル値に基づいて、Ｑ波が発生したか否かを判定する（ステップＳ３）。Ｑ波の発生が検出されない場合、ステップＳ３の処理が繰り返される。

ＣＰＵ２２ｆは、Ｑ波の発生を検出した場合、たとえば、タイマを用いてＱＱ間隔の計測を開始する（ステップＳ４）。
その後、ＣＰＵ２２ｆは、心電波形のデジタル値に基づいて、Ｓ波が発生したか否かを判定する（ステップＳ５）。Ｓ波の発生が検出されない場合、ステップＳ５の処理が繰り返される。

ＣＰＵ２２ｆは、Ｓ波の発生を検出した場合、Ｑ波が発生したか否かを判定する（ステップＳ６）。Ｑ波の発生が検出されない場合、ステップＳ６の処理が繰り返される。
ＣＰＵ２２ｆは、Ｑ波の発生を検出した場合、次回のＱタイミング（前述のＱＲＳ波の予測発生開始タイミングに相当）を決定し、ＱＱ間隔の計測値をクリアし計測を再開する（ステップＳ７）。次回のＱタイミングは、ステップＳ６の処理でＱ波が検出されたタイミングに、その時のＱＱ間隔の計測値を加えることで決定される。

その後、再びＣＰＵ２２ｆは、心電波形のデジタル値に基づいて、Ｓ波が発生したか否かを判定する（ステップＳ８）。Ｓ波の発生が検出されない場合、ステップＳ８の処理が繰り返される。

ＣＰＵ２２ｆは、Ｓ波の発生を検出した場合、ＱＲＳ幅を検出する（ステップＳ９）。ＣＰＵ２２ｆは、ステップＳ６の処理でＱ波が検出されたタイミングからステップＳ８の処理でＳ波が検出されたタイミングまでの時間を算出することで、ＱＲＳ幅を検出する。

その後は、たとえば、以下に示すように、ステップＳ１０〜Ｓ１３の処理と、ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理が並行して行われる。
ＣＰＵ２２ｆは、ステップＳ７の処理で決定した次回のＱタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ１０）。次回のＱタイミングが到来していない場合にはステップＳ１０（またはＳ１４）からの処理が繰り返される。

次回のＱタイミングが到来した場合、ＣＰＵ２２ｆは、可変容量素子２２ｅ２１の容量値と可変抵抗素子２２ｅ２２の抵抗値とを調整し、遮断周波数ｆｃを初期値よりも高く設定する（ステップＳ１１）。

その後、ＣＰＵ２２ｆは、ステップＳ９の処理で検出された（または後述のステップＳ１７の処理で更新された）ＱＲＳ幅の期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＱＲＳ幅の期間が経過していない場合、ステップＳ１２の処理が繰り返される。

ＱＲＳ幅の期間が経過した場合、ＣＰＵ２２ｆは、可変容量素子２２ｅ２１の容量値と可変抵抗素子２２ｅ２２の抵抗値とを調整し、遮断周波数ｆｃを低く設定する（たとえば、初期値に戻す）（ステップＳ１３）。

一方、ＣＰＵ２２ｆは、ステップＳ９の処理後、Ｑ波が発生したか否かを判定する（ステップＳ１４）。Ｑ波の発生が検出されない場合、ステップＳ１４の処理が繰り返される。

ＣＰＵ２２ｆは、Ｑ波の発生を検出した場合、次回のＱタイミングを更新し、ＱＱ間隔の計測値をクリアし計測を再開する（ステップＳ１５）。
その後、再びＣＰＵ２２ｆは、心電波形のデジタル値に基づいて、Ｓ波が発生したか否かを判定する（ステップＳ１６）。Ｓ波の発生が検出されない場合、ステップＳ１６の処理が繰り返される。

ＣＰＵ２２ｆは、Ｓ波の発生を検出した場合、ＱＲＳ幅を更新する（ステップＳ１７）。
ステップＳ１３，Ｓ１７の処理後は、心電波形の測定が終了していない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１０，Ｓ１４からの処理が繰り返される。心電波形の測定が終了した場合（たとえば、外部の装置からの測定終了指示を受信した場合など）（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２２ｆは、ペースメーカパルスの検出処理を終了する。

上記のＣＰＵ２２ｆの処理によって、ＱＲＳ波が発生している期間では、ハイパスフィルタ２２ｅ２の遮断周波数ｆｃが高くなる。そのため、周波数成分が比較的高いＲ波のような波についてもフィルタ処理後の振幅がより小さくなり、ペースメーカパルスであると誤検出されることが抑制される。

また、ＱＲＳ波が発生していない期間では、ハイパスフィルタ２２ｅ２の遮断周波数が低くなるため、ペースメーカパルスが微小なものであっても検出できなくなることが抑制される。

したがって、第２の実施の形態のペースメーカパルス検出装置２０及び半導体集積回路２２によれば、ペースメーカパルスの検出精度を向上できる。
なお、図４に示した各処理の順序は一例であり、適宜処理の順序を入れ替えてもよい。たとえば、上記の例では、ステップＳ１０〜Ｓ１３の処理と、ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理とは並列に行われるものとしたが、適宜時間を区切ってステップＳ１０，Ｓ１４などの判定処理を交互に行うようにしてもよい。

ところで、ペースメーカパルスが検出されたか否かを示す信号は、決定部２２ｅ５からＣＰＵ２２ｆに供給される。ＣＰＵ２２ｆは、心電波形の情報とともに、ペースメーカパルスの情報を、インターフェース回路２２ｉを介して無線通信回路２３に送信する。

図５は、心電波形とペースメーカパルスの情報の送信処理の一例の流れを示す図である。
心電波形の測定が開始されると（ステップＳ２０）、ＣＰＵ２２ｆは、ＡＤ変換のサンプリング周期ごとに、心電波形のデジタル値と、決定部２２ｅ５から供給されるペースメーカパルスが検出されたか否かを示す信号との両データを取得する（ステップＳ２１）。

そして、ＣＰＵ２２ｆは、両データを結合して（ステップＳ２２）、無線通信回路２３に送信する（ステップＳ２３）。
その後、心電波形の測定が終了していない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、ステップＳ２１からの処理が繰り返され、心電波形の測定が終了した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２２ｆは、送信処理を終了する。

上記のような処理によれば、ＡＤ変換のサンプリング周期ごとに、心電波形のデジタル値と、ペースメーカパルスが検出されたか否かを示す情報との結合データが、無線通信回路２３に送信される。そして、無線通信回路２３は、その結合データを、外部の装置に送信する。たとえば、無線通信回路２３が、図１に示したような表示装置１１に送信した場合、表示装置１１は、心電波形とペースメーカパルスとをリアルタイムで、画面に表示できる。

なお、ペースメーカパルス検出装置２０の操作者は、表示装置１１の表示画面を確認し、ペースメーカパルスの検出状況に応じ、遮断周波数、閾値、または、パルス幅の上限値または下限値の変更を指示するコマンドを表示装置１１に入力してもよい。その場合、そのコマンドは、半導体集積回路２２に転送され、ＣＰＵ２２ｆは、遮断周波数、閾値、またはパルス幅の上限値または下限値を変更する。また、ペースメーカパルス検出装置２０の操作者は、表示装置１１の表示画面を確認し、たとえば、１２種類の心電波形のうち、表示画面に表示されている心電波形とは別の心電波形の表示を指示するコマンドを表示装置１１に入力してもよい。その場合、そのコマンドは、半導体集積回路２２に転送され、ＣＰＵ２２ｆは、そのコマンドに応じて、誘導切替回路２２ｂに対して別の心電波形を出力するように指示する。以上のような処理により、ペースメーカパルスの検出精度がより向上するような調整を行うことができる。

（第３の実施の形態）
図６は、第３の実施の形態のペースメーカパルス検出装置及び半導体集積回路の一例を示す図である。図６において、図３に示した第２の実施の形態のペースメーカパルス検出装置２０と同じ要素については同一符号が付されている。

第３の実施の形態のペースメーカパルス検出装置３０において、半導体集積回路３１の誘導切替回路３１ａは、ＣＰＵ３１ｂによる制御に基づいて、異なる複数種類の心電波形のうち、ｎ（ｎ≧２）種類の心電波形を取得する。異なる複数種類の心電波形は、患者の体に張り付けられた異なる電極対によって得られる心電波形である。誘導切替回路３１ａは、取得したｎ種類の心電波形をｎ個の検出回路３１ｃ１〜３１ｃｎに供給する。また、誘導切替回路３１ａは、ＣＰＵ３１ｂによる制御に基づいて、複数種類の心電波形の何れか一種類をアンプ２２ｃに供給する。

検出回路３１ｃ１〜３１ｃｎのそれぞれは、図３に示した検出回路２２ｅと同じ要素を有している。そのため、ＣＰＵ３１ｂには、検出回路３１ｃ１〜３１ｃｎによって、ｎ種類の心電波形のそれぞれから得られたペースメーカパルスが検出されたか否かを示す信号が供給される。

ＣＰＵ３１ｂは、検出回路３１ｃ１〜３１ｃｎのそれぞれから得られた信号に基づいて、ペースメーカパルスが検出されたか否かを決定する。あるタイミングにおいて、検出回路３１ｃ１〜３１ｃｎから、ペースメーカパルスが検出された旨を示す信号と、検出されない旨を示す信号の両方が供給された場合、ＣＰＵ３１ｂは、たとえば、多数決によってペースメーカパルスが検出されたか否かを決定する。

これにより、ペースメーカパルスの検出精度を更に向上させることができる。
以上、実施の形態に基づき、本発明の半導体集積回路、ペースメーカパルス検出装置及びペースメーカパルス検出方法の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。

１０ ペースメーカパルス検出装置
１０ａ 半導体集積回路
１０ａ１ 取得回路
１０ａ２ 検出回路
１０ａ３ 制御回路
１０ａ４ 記憶回路
１０ｂ 通信処理回路
１１ 表示装置
１５ 心電波形
１５ａ１〜１５ａ４ パルス
ｆｃ 遮断周波数
ｔ１〜ｔ７ 時間

Claims (5)

1. ペースメーカのパルス信号が重畳された心電波形を取得する取得回路と、
   前記心電波形に対して、制御信号に基づいて決定される遮断周波数によるフィルタ処理を行い、前記フィルタ処理の結果に基づいて、前記パルス信号を検出する第１の検出回路と、
   前記取得回路が取得した前記心電波形からＱＲＳ波の発生開始タイミングを複数回検出するとともに、ＱＲＳ幅を検出し、複数回検出した前記発生開始タイミングに基づいて、前記ＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定し、前記予測発生開始タイミングから前記ＱＲＳ幅に基づいた期間、前記遮断周波数を第１の値から第２の値に高くすることを指示する前記制御信号を前記第１の検出回路に供給する制御回路と、
   を有し、
   前記第１の検出回路は、
   前記心電波形に対して前記フィルタ処理を行うハイパスフィルタと、
   前記ハイパスフィルタの出力信号と閾値との比較結果を出力する比較部と、
   前記比較結果に基づいて、前記出力信号が前記閾値以上となる期間を表すパルス幅を検出するパルス幅検出部と、
   前記パルス幅が、下限値以上かつ上限値以下である場合に、前記パルス信号を検出した旨を示す信号を前記制御回路に供給する決定部と、
   を有する半導体集積回路。
2. 前記制御回路は、複数回検出した前記発生開始タイミングのうち、第１の発生開始タイミングと前記第１の発生開始タイミングの次に検出した第２の発生開始タイミングとの間の時間を、前記第２の発生開始タイミングに加えることで、前記予測発生開始タイミングを決定する、
   請求項１に記載の半導体集積回路。
3. 前記第１の検出回路と同じ機能を有する１または複数の第２の検出回路を有し、
   前記取得回路は、前記パルス信号が重畳された異なる複数の種類の心電波形を取得し、
   前記第１の検出回路と前記１または複数の第２の検出回路のそれぞれは、前記異なる複数の種類の心電波形の何れかに対して、前記フィルタ処理を行い、前記フィルタ処理の結果に基づいて、前記パルス信号を検出し、
   前記制御回路は、前記第１の検出回路と前記１または複数の第２の検出回路のそれぞれが出力する、前記パルス信号の検出結果に基づいて、前記パルス信号が発生したか否かを決定する、
   請求項１または２に記載の半導体集積回路。
4. ペースメーカのパルス信号が重畳された心電波形を取得する取得回路と、前記心電波形に対して、制御信号に基づいて決定される遮断周波数によるフィルタ処理を行い、前記フィルタ処理の結果に基づいて、前記パルス信号を検出する検出回路と、前記取得回路が取得した前記心電波形からＱＲＳ波の発生開始タイミングを複数回検出するとともに、ＱＲＳ幅を検出し、複数回検出した前記発生開始タイミングに基づいて、前記ＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定し、前記予測発生開始タイミングから前記ＱＲＳ幅に基づいた期間、前記遮断周波数を第１の値から第２の値に高くすることを指示する前記制御信号を前記検出回路に供給する制御回路と、を備えた半導体集積回路と、
   前記取得回路が取得した前記心電波形と前記検出回路が検出した前記パルス信号の情報を送信する通信処理回路と、
   を有し、
   前記検出回路は、
   前記心電波形に対して前記フィルタ処理を行うハイパスフィルタと、
   前記ハイパスフィルタの出力信号と閾値との比較結果を出力する比較部と、
   前記比較結果に基づいて、前記出力信号が前記閾値以上となる期間を表すパルス幅を検出するパルス幅検出部と、
   前記パルス幅が、下限値以上かつ上限値以下である場合に、前記パルス信号を検出した旨を示す信号を前記制御回路に供給する決定部と、
   を有するペースメーカパルス検出装置。
5. 取得回路が、ペースメーカのパルス信号が重畳された心電波形を取得し、
   検出回路が、前記心電波形に対して、制御信号に基づいて決定される遮断周波数によるフィルタ処理を行い、前記フィルタ処理の結果に基づいて、前記パルス信号を検出し、
   制御回路が、前記取得回路が取得した前記心電波形からＱＲＳ波の発生開始タイミングを複数回検出するとともに、ＱＲＳ幅を検出し、複数回検出した前記発生開始タイミングに基づいて、前記ＱＲＳ波の予測発生開始タイミングを決定し、前記予測発生開始タイミングから前記ＱＲＳ幅に基づいた期間、前記遮断周波数を第１の値から第２の値に高くすることを指示する前記制御信号を前記検出回路に供給し、
   前記検出回路に含まれるハイパスフィルタが、前記心電波形に対して前記フィルタ処理を行い、
   前記検出回路に含まれる比較部が、前記ハイパスフィルタの出力信号と閾値との比較結果を出力し、
   前記検出回路に含まれるパルス幅検出部が、前記比較結果に基づいて、前記出力信号が前記閾値以上となる期間を表すパルス幅を検出し、
   前記検出回路に含まれる決定部が、前記パルス幅が、下限値以上かつ上限値以下である場合に、前記パルス信号を検出した旨を示す信号を前記制御回路に供給する、
   ペースメーカパルス検出方法。

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