JP2011030815A - Living body monitoring system and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体状態を監視するための生体モニタリングシステムに関する。 The present invention relates to a biological monitoring system for monitoring a biological state.
近年、長寿、高齢化による高齢者の増加に伴い高血圧症や虚血性心疾患などの疾患を持つ患者に対して各種の治療が行なわれる場合が増加している。このような患者に対して麻酔を伴う治療や長時間の治療を行なうと不測の事態が起こる可能性が高くなる。 In recent years, with the increase in the number of elderly people due to longevity and aging, cases of various treatments for patients with diseases such as hypertension and ischemic heart disease are increasing. When such a patient is treated with anesthesia or for a long time, the possibility of an unexpected situation increases.
そのため、例えば歯科治療において、麻酔を伴う場合、患者の安全性を確保するために患者の生体状態をモニタリングするシステムが開発されている(例えば、非特許文献1参照。)。 Therefore, for example, in the case of dental treatment, when anesthesia is involved, a system for monitoring a patient's biological condition has been developed in order to ensure patient safety (see, for example, Non-Patent Document 1).
また、自律神経の状態を観測することにより生体の異常反応の発生を予測するようにしたモニタリングシステムも提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。この特許文献1、2には、医療行為等に際して、自律神経の活動度合いを経時的変化を検出し、患者の異常反応が予測される場合には警告を行なって治療行為を中止する生体モニタリング方法が開示されている。
There has also been proposed a monitoring system that predicts the occurrence of an abnormal reaction in a living body by observing the state of an autonomic nerve (see, for example,
さらに、心電図におけるR波の間隔であるR−R間隔のばらつき度合いを示すCVRR(Coefficient of Variation of R-R intervals)に基づいて生体の状態をモニタリングするシステムも各種提案されている(例えば、特許文献3、4参照。)。 Furthermore, various systems for monitoring the state of a living body based on CVRR (Coefficient of Variation of RR intervals) indicating the degree of variation in the R-R interval, which is the interval between R waves in the electrocardiogram, have been proposed (for example, Patent Document 3). 4).
しかし、CVRRは心電データにおけるR波の間隔であるR−R間隔に基づいて算出されるため、一般的にR波が検出されるタイミングで新たなCVRRの値に更新される。また、自律神経活動度指標は、心電データのR−R間隔を周波数解析することにより算出されるため、一般的にある一定期間の心電データを周波数解析することにより新たな値が算出される。 However, since CVRR is calculated based on the RR interval, which is the interval of R waves in the electrocardiogram data, it is generally updated to a new CVRR value at the timing when the R wave is detected. In addition, since the autonomic nerve activity index is calculated by frequency analysis of the RR interval of the electrocardiogram data, a new value is generally calculated by frequency analysis of the electrocardiogram data for a certain period. The
そのため、CVRRと自律神経活動度指標の両方の値を用いて生体の状態をモニタリングしようとすると、CVRRと自律神経活動度指標の値が更新されるタイミングおよび、測定対象となる心電データの範囲が異なってしまい、高い精度でのモニタリングができない場合がある。 Therefore, when attempting to monitor the state of the living body using both the values of CVRR and the autonomic nerve activity index, the timing at which the values of CVRR and the autonomic nerve activity index are updated, and the range of electrocardiographic data to be measured May not be able to be monitored with high accuracy.
つまり、従来の生体モニタリングシステムでは、CVRRと自律神経活動度指標とはそれぞれ独立した異なる指標として算出しているため、CVRRと自律神経活動度指標の両方の値を用いて生体の状態をモニタリングしようとした場合、正確な生体の状態をモニタリングすることができない場合があるという問題点があった。 In other words, in the conventional biological monitoring system, the CVRR and the autonomic nerve activity index are calculated as different independent indexes, and therefore, the state of the living body is monitored using both the values of the CVRR and the autonomic nerve activity index. In such a case, there is a problem that an accurate living body state cannot be monitored.
本発明の目的は、CVRRと自律神経活動度指標を用いて生体の状態をモニタリングする際に、モニタリング精度を向上することが可能な生体モニタリングシステムおよびプログラムを提供することである。 The objective of this invention is providing the biological monitoring system and program which can improve a monitoring precision, when monitoring the state of a biological body using CVRR and an autonomic nerve activity index.
[生体モニタリングシステム]
上記目的を達成するために、本発明の生体モニタリングシステムは、生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経の活動度合いを示す自律神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するCVRR算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された自律神経活動度指標と、前記CVRR算出手段により算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とを有する生体モニタリングシステムである。
[Biological monitoring system]
In order to achieve the above object, the living body monitoring system of the present invention comprises an electrocardiogram measuring means for measuring the electrocardiogram of a living body,
Each time an R wave is detected in the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means, an autonomic nerve activity index indicating the degree of autonomic nerve activity is calculated by frequency analysis of the electrocardiogram data within a predetermined period. Autonomic nerve activity level calculating means,
CVRR calculating means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiographic data within the predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data measured by the electrocardiographic measuring means;
Display means for displaying biological information;
Control means for controlling the display means to display two-dimensionally the relationship between the autonomic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means and the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means A biological monitoring system.
本発明によれば、心電データにおいてR波が検出される毎に、同一の所定期間内の心電データに基づいて自律神経活動度指標およびCVRR(心電図R−R間隔変動係数)を算出するようにしているので、CVRRと自律神経活動度指標を用いて生体の状態をモニタリングする際のモニタリング精度を向上することが可能になる。 According to the present invention, every time an R wave is detected in electrocardiographic data, an autonomic nervous activity index and CVRR (electrocardiogram RR interval variation coefficient) are calculated based on the electrocardiographic data within the same predetermined period. Therefore, it is possible to improve the monitoring accuracy when monitoring the state of the living body using the CVRR and the autonomic nerve activity index.
また、本発明の他の生体モニタリングシステムは、心電測定手段により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するCVRR算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された自律神経活動度指標と、前記CVRR算出手段により算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とを有する生体モニタリングシステムである。
In addition, another living body monitoring system of the present invention includes a receiving unit that receives electrocardiographic data measured by the electrocardiographic measuring unit,
Autonomic nerve activity calculating means for calculating an autonomic nerve activity index by frequency analysis of the electrocardiographic data within a predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data received by the receiving means;
CVRR calculating means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiographic data within the predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data received by the receiving means;
Display means for displaying biological information;
Control means for controlling the display means to display two-dimensionally the relationship between the autonomic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means and the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means A biological monitoring system.
また、本発明は、前記自律神経活動度指標を、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標とするようにしてもよい。 In the present invention, the autonomic nerve activity index may be a sympathetic nerve activity index indicating a sympathetic activity level.
また、本発明は、前記自律神経活動度指標を、自律神経活動の全体的な活動量を示す自律神経総活動量指標とするようにしてもよい。 In the present invention, the autonomic nerve activity index may be an autonomic nerve total activity index indicating an overall activity of autonomic nerve activity.
[プログラム]
また、本発明のプログラムは、心電測定手段により生体の心電を測定するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経の活動度合いを示す自律神経活動度指標を算出するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するステップと、
算出された自律神経活動度指標と、算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
[program]
Further, the program of the present invention comprises a step of measuring the electrocardiogram of a living body by an electrocardiogram measuring means,
Each time an R wave is detected in the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means, an autonomic nerve activity index indicating the degree of autonomic nerve activity is calculated by frequency analysis of the electrocardiogram data within a predetermined period. And steps to
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiographic data within the predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data measured by the electrocardiogram measuring means;
A program for causing a computer to execute a step of two-dimensionally displaying a relationship between a calculated autonomic nerve activity index and a calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient.
さらに、本発明の他のプログラムは、心電測定手段により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けた心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経活動度指標を算出するステップと、
受け付けた心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するステップと、
算出された自律神経活動度指標と、算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
Furthermore, another program of the present invention includes a step of receiving electrocardiographic data measured by an electrocardiographic measurement means;
Each time an R wave is detected in the received electrocardiogram data, calculating an autonomic nerve activity index by frequency analysis of the electrocardiogram data within a predetermined period;
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiogram data within the predetermined period each time an R wave is detected in the received electrocardiogram data;
A program for causing a computer to execute a step of two-dimensionally displaying a relationship between a calculated autonomic nerve activity index and a calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient.
以上説明したように、本発明によれば、CVRRと自律神経活動度指標を用いて生体の状態をモニタリングする際に、モニタリング精度を向上することが可能になるという効果を得ることができる。 As described above, according to the present invention, when monitoring the state of a living body using CVRR and an autonomic nerve activity index, it is possible to improve the monitoring accuracy.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態の生体モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a living body monitoring system according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の生体モニタリングシステムは、図1に示されるように、被測定者の心電データを取得するための心電図モニタ14と、制御装置18と、記憶装置20と、生体情報を表示するための表示装置22と、自律神経活動度算出部24と、CVRR(Coefficient of Variation of R-R intervals:心電図R−R間隔変動係数)算出部25とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the biological monitoring system of the present embodiment displays an
心電図モニタ14は、被測定者の例えば喉元にマイナス電極を、左脇腹にプラス電極を、右脇腹にボディアースをそれぞれ装着し、心臓の動きを電気信号として得て心電データとして記録する。
The
自律神経活動度算出部24は、心電図モニタ14により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、例えば60秒間のような所定期間内の心電データを周波数解析(スペクトル解析)することにより自律神経の活動度合いを示す自律神経活動度指標を算出する。なお、R波とは、心電波形のピーク部分をいう。ここで、自律神経活動度指標の具体的な例としては、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標(LF/HF)や、自律神経活動の全体的な活動量を示す自律神経総活動量指標(LH+HF)を用いることができる。
The autonomic nerve
ここで、R−R間隔のスペクトル分析結果における高周波数成分(HF)と低周波数成分(LF)との和であるLF+HFは、自律神経活動の全体的な大きさ、自律神経のトータルパワーを示している。そのため、本実施形態では、このLF+HFを、自律神経活動の全体的な活動量を示す自律神経総活動量指標として用いている。 Here, LF + HF which is the sum of the high frequency component (HF) and the low frequency component (LF) in the spectrum analysis result of the RR interval indicates the overall size of the autonomic nerve activity and the total power of the autonomic nerve. ing. Therefore, in this embodiment, this LF + HF is used as an autonomic nerve total activity amount index indicating the overall activity amount of autonomic nerve activity.
なお、LF/HFやLH+HFの具体的な算出の方法は後述する。 A specific method for calculating LF / HF or LH + HF will be described later.
CVRR算出部25は、心電図モニタ14により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、自律神経活動度指標を算出する際の所定期間と同じ所定期間内の心電データに基づいて、CVRR(心電図R−R間隔変動係数)を算出する。このCVRRの具体的な算出方法も後述する。
Each time an R wave is detected in the electrocardiogram data measured by the
制御装置18は、例えばコンピュータからなり、自律神経活動度算出部24及びCVRR算出部25により得られた生体情報を処理し、この処理した情報を記憶装置20に記憶し、あるいは表示装置22に表示する。制御装置18は、心電データのR波が検出されるタイミングで新たな値を表示装置22に表示する。
The
そして、制御装置18は、自律神経活動度算出部24により算出された自律神経活動度指標(LF/HFまたはLF+HF)と、CVRR算出部25により算出されたCVRRとの関係を表示装置22に対して2次元表示する。
Then, the
また、制御装置18は、予め設定された値により危険領域の設定を行なっても良いし、患者の既往歴、年齢、性別等の予め入力された患者情報に応じて危険領域を自動的に設定するようにしてもよい。
Further, the
次に、本実施形態の生体モニタリングシステムの動作を図2および図3を参照して詳細に説明する。なお、ここでは説明を簡単にするために自律神経活動度指標として、交感神経活動度指標(LF/HF)を用いる場合について説明するが、自律神経総活動量指標(LH+HF)も同様な方法により算出することが可能である。図2は本実施形態の生体モニタリングシステム動作を示すフローチャートであり、図3はLF/HFの算出方法を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the biological monitoring system of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In addition, here, in order to simplify the explanation, a case where a sympathetic nerve activity index (LF / HF) is used as an autonomic nerve activity index will be described, but the autonomic nerve total activity index (LH + HF) is also calculated in a similar manner. It is possible to calculate. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the living body monitoring system of the present embodiment, and FIG. 3 is a flowchart for explaining the LF / HF calculation method.
先ず、図2を参照して本実施形態の生体モニタリングシステムの動作を説明する。 First, the operation of the biological monitoring system of this embodiment will be described with reference to FIG.
まず初期設定として、被測定者の氏名、年齢、ID番号、性別、既往歴(糖尿病、血管障害など)等の患者情報が制御装置18に入力される(S201)。 First, as initial settings, patient information such as the name, age, ID number, sex, and past history (diabetes, vascular disorder, etc.) of the measurement subject is input to the control device 18 (S201).
すると、心電図モニタ14による生体の心電データの測定が開始される(ステップS202)。そして、この心電データにおいてR波が検出される毎に(ステップS203)、自律神経活動度算出部24は、LF/HF演算を行って、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標(LF/HF)を算出する(ステップS204)。そして、CVRR算出部25は、CVRR演算を行って、R−R間隔のばらつき度合いを示す指標であるCVRRを算出する(ステップS205)。そして、自律神経活動度算出部24により算出された算出結果およびCVRR算出部25により算出された算出結果は、制御装置18により記憶装置20に格納されるとともに表示装置22に2次元表示される(ステップS206)。
Then, measurement of the electrocardiogram data of the living body by the electrocardiogram monitor 14 is started (step S202). Each time an R wave is detected in the electrocardiogram data (step S203), the autonomic nerve
そして、治療が継続しているか否かの判定が行われ(ステップS207)、治療が継続している場合にはステップS203からの処理が繰り返される。そして、このような測定および表示が繰り返され、無事治療が終了すると(ステップS207)、制御装置18は処理を終了する。
Then, it is determined whether or not the treatment is continued (step S207). If the treatment is continued, the processing from step S203 is repeated. Then, such measurement and display are repeated, and when the safe treatment is completed (step S207), the
次に、図2のステップS203に示したLF/HF演算方法の詳細を図3〜図5に示す。 Next, details of the LF / HF calculation method shown in step S203 of FIG. 2 are shown in FIGS.
まずステップS301において、自律神経活動度算出部24は、心電図モニタ14から入力された心電データから心拍変動を算出する。この心拍変動の算出は、図4A及びBに示すように、R波と次のR波との間隔をとってR−R間隔を測定し、次に図4C及びDに示すように、測定したR-R間隔データを後方のR波の時間的位置にプロットし、これを補間した後に、等間隔(図4Cの点線)で再サンプリングしたデータを作成することにより行う。次のステップS302においては、ステップS301で求めたデータに対してスペクトル分析(周波数変換)を行う。このステップS302でスペクトル分析した一例を図5に示す。次のステップS303においては、低周波成分LFを求める。ここで、低周波成分LFは、0.04〜0.15Hzのパワースペクトル成分の積分値である。次のステップS304においては、高周波成分HFを求める。ここで、高周波成分HFは、0.15〜0.40Hzのパワースペクトル成分の積分値である。そして、ステップS305において、ステップS303で求めたLFとステップS304で求めたHFとの比を算出し、LF/HFとするものである。
First, in step S <b> 301, the autonomic nerve
そして、本実施形態の生体モニタリングシステムでは、このLF、HFの算出をR波が検出されるタイミングにより行っている。この本実施形態におけるLF、HFの算出方法を、一般的な従来のLF、HFの算出方法と比較して図6に示す。図6(A)は、従来のLF、HFの算出方法を示す図であり、図6(B)は、本実施形態におけるLF、HFの算出方法を示す図である。 In the living body monitoring system of the present embodiment, the calculation of LF and HF is performed at the timing when the R wave is detected. FIG. 6 shows a method for calculating LF and HF in this embodiment in comparison with a general conventional method for calculating LF and HF. FIG. 6A is a diagram illustrating a conventional method for calculating LF and HF, and FIG. 6B is a diagram illustrating a method for calculating LF and HF in the present embodiment.
従来の算出方法では、例えば2秒という一定の間隔で過去60秒の心電データに基づいてLF、HFの算出を行っていたのに対して、本実施形態の算出方法では、R波が検出される毎に例えば過去60秒の心電データに基づいてLF、HFの算出を行っている。つまり、本実施形態の算出方法では、LF、HFが定期的に算出されるのではなく、R波が検出されるタイミングに合わせて1拍毎にLF、HFが算出されることとなる。 In the conventional calculation method, LF and HF are calculated based on the electrocardiogram data of the past 60 seconds, for example, at a constant interval of 2 seconds, whereas in the calculation method of this embodiment, an R wave is detected. For example, LF and HF are calculated based on electrocardiogram data for the past 60 seconds. That is, in the calculation method of the present embodiment, LF and HF are not calculated periodically, but LF and HF are calculated for each beat in accordance with the timing at which the R wave is detected.
このようにして自律神経活動度算出部24は、心電図モニタ14により測定された心電データから、交感神経活動度指標(LF/HF)を算出する。なお、自律神経活動度算出部24が自律神経総活動量指標(LH+HF)を算出する場合には、ステップS305の処理においてLFとHFの値を加算する処理を行うことにより実現可能である。
In this way, the autonomic nerve
次に、図2のステップS203したCVRR演算方法の詳細について説明する。
CVRRとは、心拍変動のばらつき度合いを示す指標であり、図4Aに示した心電波形におけるR−R間隔(心電波形のR波の頂点の間隔)のばらつき度合いを示す係数である。このCVRRは、具体的には、下記のような式により算出される。
CVRR=R−R間隔標準偏差/R−R間隔平均×100(%)
ここで、R−R間隔標準偏差とは、例えば、60秒間という所定期間におけるR−R間隔の標準偏差である。また、R−R間隔平均とは、例えば、所定期間におけるR−R間隔の平均である。
Next, details of the CVRR calculation method performed in step S203 of FIG. 2 will be described.
CVRR is an index indicating the degree of variation in heart rate variability, and is a coefficient indicating the degree of variation in the RR interval (interval of the apex of the R wave in the electrocardiogram waveform) shown in FIG. 4A. Specifically, this CVRR is calculated by the following equation.
CVRR = R−R interval standard deviation / R−R interval average × 100 (%)
Here, the RR interval standard deviation is, for example, the standard deviation of the RR interval in a predetermined period of 60 seconds. The RR interval average is, for example, an average of RR intervals in a predetermined period.
CVRR算出部25は、上記のような式に基づいて、心電図モニタ14により測定された心電データからCVRRを算出する。
The
上記で説明した本実施形態の生体モニタリングシステムにおけるLF、HFの算出方法とCVRRの算出方法との関係を、従来の算出方法と比較して図7に示す。 FIG. 7 shows the relationship between the calculation method of LF and HF and the calculation method of CVRR in the living body monitoring system of the present embodiment described above in comparison with the conventional calculation method.
図7を参照すると、上記でも説明しているように、LF、HFの算出方法については、従来では2秒間隔に過去60秒間の心電データに基づいて算出していたものから、本実施形態ではR波検出毎に過去60秒間の心電データに基づいて算出するものとなっていることがわかる。そして、CVRRの算出方法については、従来はR波検出時に過去100拍分の心電データに基づいて算出していたものから、本実施形態ではR波検出毎に過去60秒間の心電データに基づいて算出するものとなっていることがわかる。 Referring to FIG. 7, as described above, the calculation method of LF and HF is conventionally calculated based on the electrocardiogram data for the past 60 seconds at intervals of 2 seconds. Then, it turns out that it calculates based on the electrocardiogram data for the past 60 seconds for every R wave detection. The calculation method of CVRR is based on the electrocardiogram data for the past 100 beats at the time of detecting the R wave. In the present embodiment, the electrocardiogram data for the past 60 seconds is detected for each R wave detection. It can be seen that the calculation is based on this.
つまり、本実施形態においては、LF、HFの算出およびCVRRの算出は、同じタイミングおよび同じ期間の心電データに基づいて行われていることになる。 That is, in the present embodiment, the calculation of LF and HF and the calculation of CVRR are performed based on electrocardiographic data at the same timing and the same period.
CVRRはR−R間隔に基づいて算出されるため、一般的にCVRRは、例えば100拍のような一定拍数の心電データに基づいて算出される。しかし、このように一定拍数の心電データに基づいてCVRRを算出したのでは、心拍数が変化すると算出基準となる範囲も変化してしまう。例えば、120拍/分のような頻脈の場合と、58拍/分のような通常の心拍数の場合とでは、CVRRの算出基準となる範囲が2倍以上も異なってしまうことになる。 Since CVRR is calculated based on the RR interval, CVRR is generally calculated based on electrocardiographic data having a fixed number of beats such as 100 beats. However, if CVRR is calculated based on electrocardiographic data having a fixed number of beats as described above, the range serving as a calculation reference also changes when the heart rate changes. For example, the range serving as the CVRR calculation reference differs by more than twice between tachycardia such as 120 beats / minute and normal heart rate such as 58 beats / minute.
そのため、心拍数に関係ない60秒のような期間の心電データに基づいてLF、HFの算出を行い、一定拍数の心電データに基づいてCVRRを算出していたのでは、LF、HFの算出基準となるデータ範囲とCVRRの算出基準となるデータ範囲が異なることとなる。 Therefore, if LF and HF are calculated based on electrocardiographic data of a period such as 60 seconds that is not related to the heart rate, and CVRR is calculated based on electrocardiographic data having a fixed number of beats, LF, HF The data range serving as the calculation reference for CVRR differs from the data range serving as the calculation reference for CVRR.
そのため、この従来のような算出方法によりLF、HFやCVRRを算出し、このLF、HFに基づく自律神経活動度指標と、CVRRを用いて生体の状態をモニタリングする場合、算出基準となるデータ範囲が異なることにより高い精度でのモニタリングが望めない可能性を否定することができない。 Therefore, when calculating LF, HF and CVRR by this conventional calculation method, and monitoring the state of the living body using the autonomic nervous activity index based on LF and HF and CVRR, the data range that is the calculation reference It is impossible to deny the possibility that monitoring with high accuracy cannot be expected due to the difference between the two.
このような問題に対して、本実施形態の生体モニタリングシステムによれば、心電データにおいてR波が検出される毎に、同一の所定期間内の心電データに基づいて自律神経活動度指標およびCVRR(心電図R−R間隔変動係数)を算出するようにしているので、CVRRと自律神経活動度指標を用いて生体の状態をモニタリングする際のモニタリング精度を向上することが可能になる。 For such a problem, according to the living body monitoring system of the present embodiment, every time an R wave is detected in electrocardiographic data, an autonomic nerve activity index and an index based on the electrocardiographic data within the same predetermined period are used. Since CVRR (electrocardiogram RR interval variation coefficient) is calculated, it becomes possible to improve the monitoring accuracy when the state of the living body is monitored using the CVRR and the autonomic nerve activity index.
次に、本実施形態の生体モニタリングシステムにおける表示装置22の表示の一例を図8に示す。
Next, an example of the display of the
この図8に示した表示例では、交感神経活動度指標(LF/HF)を縦軸とし、CVRRを横軸として、自律神経活動度算出部24により算出された交感神経活動度指標(LF/HF)と、CVRRとが2次元表示されている。そして、この図8に示した表示例では、過去の測定値は黒丸で示され、最新の測定値は白丸で示されている。
In the display example shown in FIG. 8, the sympathetic activity index (LF / HF) calculated by the autonomic nerve
通常、被測定者が安静状態である場合には、副交感神経が優位な状態となり、交感神経活動度指標(LF/HF)は比較的小さな値となり、R−R間隔も安定してCVRRの値も小さな値となる。 Normally, when the subject is at rest, the parasympathetic nerve is dominant, the sympathetic nerve activity index (LF / HF) is a relatively small value, the RR interval is stable, and the value of CVRR Is also a small value.
そして、被測定者が安静状態にもかかわらずLF/HFの値が大きくなった場合、被測定者には何等かの肉体的なストレスが加わっていることが考えられる。 And when the value of LF / HF becomes large in spite of a to-be-measured person's resting state, it is possible that some physical stress is added to the to-be-measured person.
様々な測定データから推測すると、LF/HFが2.0以上の場合には交感神経が活性化されていると考えられ、LF/HFが5.0以上の場合には、自律神経の状態は交感神経優位になっていると判定される。 Assuming from various measurement data, it is considered that the sympathetic nerve is activated when LF / HF is 2.0 or more, and when LF / HF is 5.0 or more, the state of the autonomic nerve is It is determined that the sympathetic nerve is dominant.
そのため、図6に示した表示例では、LF/HFが2.0以上または5.0以上の領域が明確となるように点線が設けられている。この結果、治療中のような安静状態において、LF/HFが2.0以下であれば患者は肉体的なストレスを受けておらず、2.0〜5.0の範囲となった場合には、患者が軽微な肉体的なストレスを受けていると判定することができる。そして、LF/HFが5.0以上となった場合、患者が強い肉体的ストレスを受けていると判定することができる。 Therefore, in the display example shown in FIG. 6, a dotted line is provided so that a region where LF / HF is 2.0 or more or 5.0 or more is clear. As a result, in a resting state such as during treatment, if LF / HF is 2.0 or less, the patient is not subjected to physical stress and is in the range of 2.0 to 5.0. It can be determined that the patient is undergoing minor physical stress. And when LF / HF becomes 5.0 or more, it can determine with the patient receiving the strong physical stress.
また、被測定者が安静状態の場合には、通常、CVRRは5.0以下のように低い値となっているが、被測定者に何等かの精神的ストレスが加わると、このCVRRの値が大きくなる。そして、被測定者が強い精神的ストレスを受けている場合、CVRRは10.0以上となる。 In addition, when the person being measured is at rest, the CVRR is usually a low value of 5.0 or less. However, if any mental stress is applied to the person being measured, the value of this CVRR is Becomes larger. And when a to-be-measured person receives the strong mental stress, CVRR will be 10.0 or more.
そのため、図8に示した表示例では、CVRRが5.0以上または10.0以上の領域が明確となるように点線が設けられている。この結果、治療中のような安静状態において、CVRRが5.0以下であれば患者は精神的なストレスを受けておらず、5.0〜10.0の範囲となった場合には、患者が軽微な精神的なストレスを受けていると判定することができる。そして、CVRRが10.0以上となった場合、患者が強い精神的ストレスを受けていると判定することができる。 Therefore, in the display example shown in FIG. 8, a dotted line is provided so that a region where CVRR is 5.0 or higher or 10.0 or higher is clear. As a result, in a resting state such as during treatment, if CVRR is 5.0 or less, the patient is not mentally stressed. Can be determined to have received minor mental stress. And when CVRR becomes 10.0 or more, it can determine with the patient receiving the strong mental stress.
このようにして、図8に示した表示例によれば、医師、歯科医師、看護師、歯科衛生士等の治療を行なう者は、患者がどの程度肉体的なストレスと、精神的なストレスを受けているかを視覚的に把握することができ、肉体的なストレスだけでなく患者が受けている精神的なストレスを容易に把握することが可能となる。 Thus, according to the display example shown in FIG. 8, a person who performs treatment such as a doctor, a dentist, a nurse, a dental hygienist, etc., shows how much physical stress and mental stress the patient has. It is possible to visually grasp whether the patient is receiving, and it is possible to easily grasp not only the physical stress but also the mental stress that the patient is receiving.
次に、本実施形態の自律神経機能診断装置における表示装置22の表示の他の例を図9に示す。
Next, FIG. 9 shows another example of display on the
この図9に示した表示例では、自律神経総活動量指標(LH+HF)を横軸とし、CVRRを縦軸として、自律神経活動度算出部24により算出された自律神経総活動量指標(LH+HF)と、CVRRとの関係が2次元表示されている。
In the display example shown in FIG. 9, the autonomic nerve activity index (LH + HF) calculated by the autonomic nerve
ここで、制御装置18は、自律神経活動度算出部24により算出された複数の自律神経総活動量指標(LF+HF)と、CVRR算出部25により算出された複数のCVRRとに基づいて、LF+HFとCVRRの関係を1次関数により算出して、算出した1次関数に基づいた直線を表示装置22上に表示している。ここで、制御装置18は、LF+HFとCVRRの関係を、例えば最小二乗法などにより1次関数に近似する。
Here, based on the plurality of autonomic nerve activity amount indexes (LF + HF) calculated by the autonomic nerve
さらに、制御装置18は、算出されたLF+HFとCVRRとの関係から、所定量以上はずれた測定結果に基づいて、自律神経機能の異常の有無を判定する判定手段として機能するようにしてもよい。例えば、算出した1次関数による直接との距離を算出して、この距離が所定値以上のものは、LF+HFとCVRRとの相関関係からはずれているものと判定し、このように相関関係からはずれている測定結果の数や、1次直線からの距離に基づいて自律神経機能の異常の有無を判定するようにしてもよい。
Furthermore, the
この図9に示すような表示によれば、CVRRとLF/HFとの関係を2次元表示した場合と比較して、自律神経機能の異常を容易に判定するとともに、より高い精度で自律神経機能の異常を判定することができることが分かる。 According to the display as shown in FIG. 9, the abnormality of the autonomic nerve function can be easily determined and the autonomic nerve function can be determined with higher accuracy as compared with the case where the relationship between CVRR and LF / HF is displayed in two dimensions. It can be seen that the abnormality can be determined.
図8、図9に示した表示例は、実際の測定データを模式的に示したものであったが、実際の被測定者により測定されたデータに基づく表示例を図10、図11を参照して説明する。 The display examples shown in FIGS. 8 and 9 schematically show actual measurement data. Refer to FIGS. 10 and 11 for display examples based on data measured by an actual measurement subject. To explain.
図10は、従来の算出方法により算出された測定データに基づく実際の表示例を示す図である。また、図11は、本実施形態の算出方法により算出された測定データに基づく実際の表示例を示す図である。図10、図11ともに、自律神経総活動量指標(LH+HF)を横軸とし、CVRRを縦軸として、自律神経活動度算出部24により算出された自律神経総活動量指標(LH+HF)と、CVRRとの関係が2次元表示されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating an actual display example based on measurement data calculated by a conventional calculation method. FIG. 11 is a diagram showing an actual display example based on the measurement data calculated by the calculation method of the present embodiment. 10 and 11, the autonomic nerve total activity amount index (LH + HF) calculated by the autonomic nerve activity
ただし、図10、図11に示した表示例では、LF+HFの算出は、R波が検出される毎に過去60秒間の心電データに基づいて行われている。そして、図10の従来の算出方法の表示例では、CVRRはR波検出時に過去100拍分のデータに基づいて算出されているのに対して、図11の本実施形態の算出方法の表示例では、CVRRはR波検出時に過去60秒間のデータに基づいて算出されている。 However, in the display examples shown in FIGS. 10 and 11, LF + HF is calculated based on electrocardiographic data for the past 60 seconds every time an R wave is detected. In the display example of the conventional calculation method in FIG. 10, CVRR is calculated based on data for the past 100 beats when the R wave is detected, whereas in the display example of the calculation method of the present embodiment in FIG. Then, CVRR is calculated based on data for the past 60 seconds when the R wave is detected.
この図10、図11は、被測定者が脳貧血を起こした際の同一の心電データに基づく表示例である。この図10と図11とを比較すると、図11の表示例では、CVRRとLF+HFの値が同一範囲のデータに基づいて算出されていることにより、図10の表示例と比較してより直線状に測定点が位置していることがわかる。そのため、被測定者に異常が発生した場合においても、より素早く異変を察知することも可能となり、より高い精度でのモニタリングが可能となる。 FIGS. 10 and 11 are display examples based on the same electrocardiographic data when the subject has cerebral anemia. Comparing FIG. 10 and FIG. 11, in the display example of FIG. 11, the values of CVRR and LF + HF are calculated based on data in the same range. It can be seen that the measurement point is located at Therefore, even when an abnormality occurs in the measurement subject, it becomes possible to detect the abnormality more quickly, and monitoring with higher accuracy is possible.
[変形例]
なお、上記の実施形態では、心電図モニタ14を有し、この心電図モニタ14により測定された心電データに基づいて交感神経活動度指標(LF/HF)やCVRRの算出を行っているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。心電図モニタ14を設けることなく、外部からの心電データを受け付ける受付手段を設け、この受付手段により受け付けた心電データに基づいて交感神経活動度指標(LF/HF)やCVRRの算出を行うような構成とすることもできる。このような構成とすることにより、生体モニタリングシステムには心電図モニタ14のような心電測定手段を設ける必要がなくなる。
[Modification]
In the above embodiment, the electrocardiogram monitor 14 is provided, and the sympathetic nerve activity index (LF / HF) and CVRR are calculated based on the electrocardiogram data measured by the
14 心電図モニタ
18 制御装置
20 記憶装置
22 表示装置
24 自律神経活動度算出部
25 CVRR算出部
S201〜S207 ステップ
S301〜S305 ステップ
14 ECG monitor 18
Claims (6)
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経の活動度合いを示す自律神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するCVRR算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された自律神経活動度指標と、前記CVRR算出手段により算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段と、
を有する生体モニタリングシステム。 An electrocardiogram measuring means for measuring the electrocardiogram of a living body;
Each time an R wave is detected in the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means, an autonomic nerve activity index indicating the degree of autonomic nerve activity is calculated by frequency analysis of the electrocardiogram data within a predetermined period. Autonomic nerve activity level calculating means,
CVRR calculating means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiographic data within the predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data measured by the electrocardiographic measuring means;
Display means for displaying biological information;
Control means for controlling the display means to display two-dimensionally the relationship between the autonomic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means and the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means When,
A biological monitoring system.
前記受付手段により受け付けられた心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するCVRR算出手段と、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された自律神経活動度指標と、前記CVRR算出手段により算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段と、
を有する生体モニタリングシステム。 Receiving means for receiving electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measuring means;
Autonomic nerve activity calculating means for calculating an autonomic nerve activity index by frequency analysis of the electrocardiographic data within a predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data received by the receiving means;
CVRR calculating means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiographic data within the predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data received by the receiving means;
Display means for displaying biological information;
Control means for controlling the display means to display two-dimensionally the relationship between the autonomic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means and the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means When,
A biological monitoring system.
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経の活動度合いを示す自律神経活動度指標を算出するステップと、
前記心電測定手段により測定された心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するステップと、
算出された自律神経活動度指標と、算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 Measuring the electrocardiogram of a living body by means of electrocardiogram measuring means;
Each time an R wave is detected in the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means, an autonomic nerve activity index indicating the degree of autonomic nerve activity is calculated by frequency analysis of the electrocardiogram data within a predetermined period. And steps to
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiographic data within the predetermined period each time an R wave is detected in the electrocardiographic data measured by the electrocardiogram measuring means;
Two-dimensionally displaying a relationship between the calculated autonomic nerve activity index and the calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient;
A program that causes a computer to execute.
受け付けた心電データにおいてR波が検出される毎に、所定期間内の当該心電データを周波数解析することにより自律神経活動度指標を算出するステップと、
受け付けた心電データにおいてR波が検出される毎に、前記所定期間内の当該心電データに基づいて心電図R−R間隔変動係数を算出するステップと、
算出された自律神経活動度指標と、算出された心電図R−R間隔変動係数との関係を2次元表示するステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。 Receiving the electrocardiogram data measured by the electrocardiograph means;
Each time an R wave is detected in the received electrocardiogram data, calculating an autonomic nerve activity index by frequency analysis of the electrocardiogram data within a predetermined period;
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiogram data within the predetermined period each time an R wave is detected in the received electrocardiogram data;
Two-dimensionally displaying a relationship between the calculated autonomic nerve activity index and the calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient;
A program that causes a computer to execute.
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