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    公开号:WO1986001993A1
    申请号:PCT/JP1985/000538
    申请日:1985-09-27
    公开日:1986-04-10
    发明作者:Minoru Sasaki
    申请人:Kabushiki Kaisya Advance Kaihatsu Kenkyujo；
    IPC主号:A61B5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 生体信号計測におけるアーチファ ク ト検出装置 技術分野
    [0003] 本発明は生体信号計測におけるアーチファク ト検出装置に 関し、 特に、 心電図信号に含まれる比較的高い周波数の雑音
    [0004] (高周波アーチファ タ ト） を本来の心電図信号から弁別し、 その高周波アーチファ ク トの存在を高精度に検出する装置に 関する。 本発明による装置は、 例えば心電図自動解折装置に おける高周波アーチファ ク ト除去回路や、 不整脲認識装置に おける嫫認識防止のための認識停止装置などに接続して用い られる。 背景技術
    [0005] 一般に、 心電図は、 心臓疾患の診断に用いられ、 心臓の収 縮に伴なう活動電位の変化が手足や胸部に取り着けられた電 極の間の電位差として記録される。 第 1図には一般的な心電 図波形が示されるが、 実際に記録して得られる心電図波形に は、 筋電ゃ電極の動き等に起因して発生する第 2図に示され るような高周波アーチファク ト A Fが現われる場合が多い。 このような髙周波アーチファタ トは、 長時間心電計を身体に 装着して日常生活を行いながら心罨図の記録を行う長時間心 電図記録においては特に、 頻繁に発生する。
    [0006] 従来の心臓疾患の診断方法としては、 熟練した検査技師が 心電図波形を目視検査し、 例えば高周波成分を有する部分 R (以下 R波と称する） がほぼ一定の周期で生起しているか否 かを判断し、 その目視判断に基づいて心臓疾患の有無を判定 している。
    [0007] しかしながら、 振幅レベルの低い高周波アーチファ タ トが 含まれている時は異常心電図波形および正常な心電図波形と 高周波アーチファ ク トとの間の目視による識別は比較的容易 であるが、 高周波アーチファ ク トの振幅レベルが該異常心電 図波形の振幅レベルに近似している時は両者の間の目視によ る正確な識別は困難なものとなり、 それによつて高周波ァー チファ ク トを異常心電図波形と誤認識する場合が生じるとい う問題があり、 特に自動解折装置等、 電気的に心電図波形を 認識する装置においてはその識別が不可能であつた。
    [0008] なお、 従来形のアーチファ ク ト検出装置は例えば特開昭 55 - 86444号、 米国特許第 3905364 号に記載されている。 発明の開示
    [0009] 本発明の目的は、 入力された心電図信号から高周波アーチ ファク トの存在を高糟度に検出し、 異常心電図波形を認識す る際に該異常心電図波形と高周波アーチファク トとの識別を 正確に行う ことを可能にするアーチファク ト検出装置を提供 することにある。
    [0010] 本発明によれば、 入力された心電図信号から高周波成分を 抽出するフ ィルタ、 該高周波成分の振幅電圧を予め設定され た第 1 の所定値と比較し、 該振幅電圧が第 1 の所定値を越え た時パルスを発生する比較およびパルス発生手段、 所定時間 間隔における該比較およびパルス発生手段からのパルスを計 数するパルス計数手段、 および、 該パルス計数手段から出力 された値を予め設定された第 2 の所定値と比較し、 この比較 結果に基づきアーチファ ク トの検出を行う比較および検出手 段、 を具備することを特徴とするアーチファ ク ト検出装置が 提供される。
    [0011] 本発明によるアーチファ ク ト検出装置は、 心電図信号の任 意の一定時間間隔に存在する高周波成分 （例えば 100H Z 以上） の出現数に基づいて高周波アーチファ ク トを検出するように したものである。 第 3図には本発明の装置に るアーチファ ク ト検出の原理を説明するための図が示される。 第 3図 (1)に おいて心電図信号の 1周期を 1 (s ec) とし、 高周波成分を計 数する時間間隔を 100 ( ms ec) とした場合、 心電図信号が高 周波成分を有する部分は Q波、 R波、 S波であるが、 この Q 波と S波の間は約 60 (msec)の時間間隔であるため、 心電図波 形から得られる高周波成分の計数値は ' 3 " となる。 一方、 第 3図 )に示されるような異常心電図信号すなわちブロ ック 波形が現われた場合には、 心電図信号が高周波成分を有する 部分は Q波、 R波、 A波、 B波、 S波の 5個所であるため、 心電図波形から得られる高周波成分の計数値は " 5 " となる。 第 3図 ）には高周波ァーチファ ク トの一例が示されており、 この高周波アーチファ ク トは l OQ (ms ec) の時間間隔において 9偭の高周波成分を有する部分を持っているので、 この場合、 心電図波形から得られる高周波成分の計数値は " 9 β となる。 従って、 高周波アーチファ ク トを検出するための判別数を少 く とも " 6 " に設定することにより、 第 3図は)に示されるよ うな高周波アーチファク トを心電図波形から弁別することが できる。
    [0012] この時の判別数は前述の第 1 の所定値に相当するものであ り、 この第 1 の所定値は好適には、 正常な心電図信号または 異常心電図信号における高周波成分を有する部分を検出する ための電圧値に設定される。 この第 1 の所定値は、 心電図に 存在する区分点中、 高周波成分を有する点 Q , R , Sのそれ ぞれに対応する電圧レベルのうち少く とも 1 つの電圧レベル を検出し得る電圧値であって、 異常心電図波形の認識に必要 な区分点の抽出に影響を与えない程度の振幅電圧値を有する 高周波アーチファ タ トを検出し得る電圧値であり、 また、 フ ィルタを通過した心電図信号の Τ波が比較的大きい振幅を有 する場合を考慮した振幅電圧の最大値である。
    [0013] 一方、 第 2 の所定値は好適には、 フ ィ ルタを通過した心電 図信号と第 1 の所定値との比較に基づき所定時藺間隔におい て発生されたパルス列のうち、 最大数のパルス列の最終パル スに対応してパルス計数手段から出力された値と該最終パル スの 1つ前のパルスに対応してパルス計数手段から出力され た値の間の値に設定されている。
    [0014] すなわち、 本発明においては、 心電図信号の所定時間間隔 における所定の周波数以上の高周波成分を検出して計数を行 ない、 この計数値と予め定めたしきい値とを比較することに より高周波アーチファ ク トを高精度に検出している。 図面の簡単な説明
    [0015] 第 1図は心電図波形を示す図、
    [0016] 第 2図は高周波アーチフ ァ ク トを伴なつた心電図波形を示 す図、
    [0017] 第 3図は本発明のアーチファタ ト検出装 aによるアーチフ ァ ク ト検出の原理を説明するための図、
    [0018] 第 4図は本発明の一実施例を示すプロ ック図、
    [0019] 第 5図は第 4図に示される装置の各部の信号波形図、 である。 発明を実施するための最良の形態
    [0020] 第 4図に本発明によるアーチファ ク ト検出装置の一実施例 が示され、 第 5図には第 4図に示される装置の各都の信号波 形が示される。
    [0021] 第 4図において 1 は高域通過フ ィ ルタである。 この高域通 過フ ィ ルタ 1 は心電図信号から高周波成分のみを抽出する手 段として設けられたものである。 3 は比較およびパルス発生 回路である。 この比較およびパルス発生回路 3 は、 正常な心 電図の R波と心室性期外収縮などの異常心電図によって変形 した R波と正常な心電図の R波に近似する振幅および周波数 成分を有する高周波アーチファク 卜とをバルス化する回路で あって、 しきい値罨圧設定回路 2からの出力信号 S (2) (しき い値電圧 E。 ） と高域通過フ ィ ルタ 1 の出力信号 S α)電圧と を比較し、 出力信号 S (l)菴圧がしきい値罨圧 Ε。 を越えた時 にパルスを発生して出力する回路である。 比較およびパルス 発生回路 3の具体的な回路としてシュ ミ ッ ト回路が考えられ る。 しきい値電圧設定回路 2において設定されるしきい値電 圧 E。 は、 心電図に存在する区分点中、 高周波成分を有する 点 Q , R , Sのそれぞれに対応する電圧レベルのうち少く と も 1 つの電圧レベルを検出し得る電圧値であって、 異常心電 図波形の認識に必要な区分点の抽出に影響を与えない程度の 振幅電圧値を有する高周波アーチフ ァ ク トを検出し得る電圧 値に設定され、 さらに、 フ ィ ルタを通過した心電図信号の T 波が比較的大きい振幅を有する場合を考慮した振幅電圧の最 大値に設定されている。 5 は積分回路である。 この積分回路 5 は、 比較およびパルス発生回路 3を介して得られた高周波 パルスを積分する回路である。 4はク ロ ック回路である。 こ のクロ ック回路 4は所定時間間隔 t 0 のパルス S (4)を出力し 積分回路 5の積分出力をリセッ トするためのものである。 6 は検出レベル電圧設定回路である。 この検出レベル電圧設定 回路 6では、 検出レベル電圧 が設定される。 この検出レ ベル電圧 は、 例えば第 5図 (4)におけるパルスの所定時間 間隔 t。 を l OO (msec) とした時、 積分回路 5に入力されるバ ルス列の 5番目のパルスに対応する積分出力電圧と 6番目の パルスに対応する積分出力電圧の間の値に設定されている。 7 は比較および検出回路であって、 積分回路 5 の出力信号 S (5)電圧と検出レベル電圧設定回路 6 の出力信号 S (6) (検出 レベル電圧 ) とを比較し、 出力信号 S ( 電圧が検出レべ ル電圧 を越えた時にアーチファタ ト検出信号 S (7)として パルスを出力端子 OUT に出力するためのものである。 このアーチファタ ト検出信号 S )は所望の用途に用いるこ とができ、 例えば、 心電図自動解折装置における高周波ァー チファタ ト除去回路や、 あるいは不整脈認識装置における誤 認識防止のための認識停止装置に供給することができる。 例 えば高周波アーチファ ク ト除去回路の場合には、 比較および 検出回路 7からのアーチファ ク ト検出信号に基づき、 心電図 波形の高周波アーチファク トが発生している当該波形部分を 自動的に除去し、 高周波アーチファ ク トが除かれた心電図波 形を得る。
    [0022] 次に、 上記のように構成されたアーチファク ト検出装置の 作用について説明する。 入力端子 I Nに印加された第 5図 (1) に示される心電図信号 S (c)は高域通過フィルタ 1 に入り、 低 周波成分が除去され、 第 5図 (2)に示される心電図信号 S (1)と なる。 この心電図信号 S (1)は比較およびパルス発生回路 3に 入力され、 しきい値電圧設定回路 2からのしきい値電圧 E o とレベル比較された後、 しきい値電圧 E。 を越えた心電図信 号のみが第 5図 ）に示されるように単一振幅でかつ単一バル ス幅の高周波パルス Sは）に変換される。 この比較およびバル ス発生回路 3で得られた高周波パルスは積分回路 5 に入力さ れて積分されることになるが、 第 5図 (4)に示されるクロ ック 回路 4の出カバルス S (4)によって積分回路 5がリセッ トする ので積分回路 5の出力信号 S ( は第 5図ほ)に示されるような 波形となる。 積分回路 5 の出力信号 S (5)は比較および検出回 路 7 に入力され、 あらかじめ設定されている検出レベル電圧 E , と比較される。 この比較により、 積分回路 5 の出力信号 S )電圧が検出レベル電圧 E , を越えた時は、 比較および検 出回路 7の出力として、 出力端子 OUT に第 5図 (6)に示される ようなアーチファク ト検出信号 s nが得られる。 このアーチ ファ ク ト検出信号 S (7)は前述したように所望の用途に用いる ことができる。
    [0023] なお、 心電図を生体から検出する場合には少く とも標準で 1 2誘導が行なわれており、 これら標準 1 2誘導は各誘導に よってその波形が異なり、 正の方向に R波が生じる誘導と負 の方向に R波が生じる誘導がある。 誘導によつて波形が異な る現象は異常心電図波形についても例外ではなく、 正の方向 に R波が生じる誘導と負の方向に R波が生じる誘導がある。 従って、 上述した実施例においては比較およびバルス発生回 路に入力されるしきい値電圧 E。 が正の場合についてのみ記 述されているが、 負の方向に R波が生じる誘導を考慮した場 合、 しきい値電圧を負の方向に設定したり、 あるいは正負両 方向に設定することは可能である。 このようなしきい値電圧 の変更は、 構成される各素子の値を変更すれば容易に実施で きるものである。
    [0024] 逆に、 しきい値電圧が正の方向のみに設定されている場合 には、 比較およびパルス発生回路への心電図信号の入力時に ィ ンバータを用いて、 入力信号の負の方向に生じる心電図波 形を正の方向に逆転させる、 いわゆる絶対値的な波形を生成 すればよい。 この铯対値的な波形は、 一般に心電図解折装置 に用いられているものであり、 周知である。
    [0025] また、 上述した铯対値的な波形を入力する場合、 正常な心 電図の Q波、 S波が同時に高周波パルスとして検出される可 能性がある場合、 Q波、 S波が比較的大きい振幅を有するよ うな誘導の場合等においては、 正常な心電図波形および異常 心電図波形による高周波パルスの数が前述した高周波パルス の偭数のしきい値 " 6 " を越える場合もあり得るので、 これ を防止するために、 比較およびパルス発生回路に入力される しきい値電圧 E。 の設定変更と共に、 比較および検出回路に 入力される検出レベル電圧 の設定変更も併せて行われる < さらに、 上述した実施例においては比較およびパルス発生 回路から出力されたパルスを計数する手段として積分回路が 用いられているが、 それに限らず、 2進数カウンタのような 計数回路を用いて順序数による比較を行なうようにしたもの でもよい。
    [0026] さらに、 上述した実施例においては、 しきい値電圧 E。 は Q、 R、 S波の高周波振幅電圧が検出され得るように設定さ れ、 所定時間間隔 t。 は Q、 R、 S波の高周波成分を包含す るように設定され、 検出レベル電圧 E , は不整脈の有する高 周波成分を考慮した検出レベルに設定されたものについて説 明したが、 しきい値罨圧 E。 、 所定時間藺隔 t。 、 および検 出レベル電圧 の値はこれに限定されるものではない。 例 えば、 しきい値電圧 E。 を R波の高周波振幅電圧のみが検出 され得るような値とし、 所定時間間隔 t。 をより短い間隔に 設定し、 検出レベル電圧 E , を R波の高周波成分のみを考慮 した値に設定することにより、 高周波アーチファ ク トの弁別 度を向上させることが可能となる。 それにより、 診断目的に 応じ各々の数値を独立あるいは従属的に適宜選択して実施す ることができる。
    权利要求:
    Claims請求の範囲
    1. 入力された心電図信号から高周波成分を抽出するフィ ルタ、
    該高周波成分の振幅電圧を予め設定された第 1 の所定値と 比較し、 該振幅電圧が第 1 の所定値を越えた時パルスを発生 する比較およびパルス発生手段、
    所定時間間隔における該比較およびパルス発生手段からの パルスを計数するパルス計数手段、 および、
    該パルス計数手段から出力.された値を予め設定された第 2 の所定値と比較し、 この比較結果に基づきアーチファク トの 検出を行う比較および検出手段、
    を具備することを特徴とするアーチフ ァ ク ト検出装置。
    2. 前記第 1 の所定値が、 正常な心電図信号または異常心 電図信号における高周波成分を有する部分を検出するための 電圧値に設定されている、 請求の範囲第 1項記載の装置。
    3. 前記第 2の所定値が、 前記所定時間間隔において前記 比較およびパルス発生手段から出力されたパルス列のう ち、 最大数のパルス列の最終パルスに対応して前記パルス計数手 段から出力された値と該最終パルスの 1つ前のパルスに対応 して該パルス計数手段から出力された値の間の値に設定され ている、 請求の範囲第 1項記載の装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    AU580107B2|1989-01-05|
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    EP0198087A4|1988-05-19|
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    EP0198087A1|1986-10-22|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-04-10| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU US |
    1986-04-10| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT NL |
    1986-05-24| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1985904868 Country of ref document: EP |
    1986-10-22| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985904868 Country of ref document: EP |
    1992-02-26| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1985904868 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP59/201897||1984-09-28||
    JP59201897A|JPH0526489B2|1984-09-28|1984-09-28||DE19853585441| DE3585441D1|1984-09-28|1985-09-27|Infarktdetektor durch messung der koerpersignale.|
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