JP2011120618A - Device for evalution of autonomic nervous function and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律神経機能を評価するための自律神経機能評価装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an autonomic function evaluation apparatus and program for evaluating autonomic function.
現代社会では、社会環境に基づく様々なストレスが増加している。そのため、近年、うつ病や自律神経失調症のような精神的な疾患を抱える患者の増加が大きな社会問題となっている。そして、このような精神的な疾患に陥ると、自律神経が正常に機能しなくなる機能障害が発生する。 In modern society, various stresses based on the social environment are increasing. Therefore, in recent years, an increase in patients with mental illnesses such as depression and autonomic dysfunction has become a major social problem. And when it falls into such a mental illness, the functional disorder which an autonomic nerve does not function normally generate | occur | produces.
そのため自律神経機能の状態を評価する方法が求められており、そのための方法として様々な方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、心拍のパターンを周波数解析することにより高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦを算出し、この低周波数成分／高周波成分比（ＬＦ／ＨＦ）を交感神経活動度指標とし、高周波成分ＨＦを副交感神経活動度指標として自律神経機能を評価することが開示されている。
Therefore, a method for evaluating the state of autonomic nerve function is required, and various methods have been proposed as a method for that purpose (see, for example, Patent Document 1). In this
上記の特許文献１にも開示されているように、一般的に、自律神経機能の状態を評価する際には、心拍のＲ−Ｒ間隔（Ｒ波と次のＲ波との間隔）を周波数解析することにより得られた高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦとに基づいた指標が使用されている。
As disclosed in the
しかし、周波数解析を行うことにより得られたＬＦやＨＦという値は、その値自体には意味がないため、その値の大きさのみで自律神経機能を評価することはできない。ある一定の時間範囲内での自律神経機能の変化を評価するような場合には、このＬＦやＨＦという値を用いることも可能であるが、異なる被測定者間や同一の被測定者の別時間での測定結果を比較することは困難である。例えば、ＡさんとＢさんの副交感神経の活動度を比較するというようなことや、Ａさんの副交感神経の活動度を午前中と夜で比較するようなことは困難である。 However, the values of LF and HF obtained by performing the frequency analysis are meaningless in themselves, and therefore the autonomic nervous function cannot be evaluated only by the magnitude of the values. When evaluating changes in autonomic nervous function within a certain time range, it is possible to use the values LF and HF. It is difficult to compare measurement results over time. For example, it is difficult to compare the activities of Mr. A and Mr. B with parasympathetic nerves and to compare the activities of Mr. A with parasympathetic nerves in the morning and at night.
このような問題を解決するために、低周波成分ＬＦと高周波成分ＨＦの比ＬＦ／ＨＦを交感神経活動度の指標として使用することが行われている。このような比を用いれば、ＬＦやＨＦの絶対値に関係なく交感神経と副交感神経のどちらが優位な状態であるかという自律神経機能を評価することが可能となる。 In order to solve such a problem, the ratio LF / HF between the low frequency component LF and the high frequency component HF is used as an index of sympathetic nerve activity. If such a ratio is used, it becomes possible to evaluate the autonomic nerve function of which one of the sympathetic nerve and the parasympathetic nerve is dominant regardless of the absolute values of LF and HF.
しかし、このＬＦ／ＨＦを交感神経活動度の指標として用いた場合、この指標はあくまでも比でしかないため、副交感神経機能と交感神経機能の状態を正確に判定することができない場合がある。具体的には、ＬＦ／ＨＦの値が大きな値となった場合でも、この変化がＬＦの値が大きくなったことに起因するのか、ＨＦの値が小さくなったことに起因するのかを判定することはできない。 However, when this LF / HF is used as an index of sympathetic nerve activity, since this index is only a ratio, it may be impossible to accurately determine the state of the parasympathetic nerve function and the sympathetic nerve function. Specifically, even when the LF / HF value becomes a large value, it is determined whether this change is caused by the increase in the LF value or the HF value. It is not possible.
また、副交感神経活動度の状態を評価するためには依然として高周波成分ＨＦの値がそのまま指標として用いられている。そのため、副交感神経機能を絶対的な値として評価するような方法は提案されていない。 In order to evaluate the state of parasympathetic activity, the value of the high frequency component HF is still used as an index. Therefore, no method has been proposed for evaluating the parasympathetic nerve function as an absolute value.
さらに、低周波成分ＬＦと高周波成分ＨＦの和を自律神経機能の総活動量（ＬＦ＋ＨＦ）として、この総活動量に占める高周波成分ＨＦの割合ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）を、副交感神経活動度を示す指標とする方法も存在する。しかし、このような指標もあくまでも割合で示される指標であるため、副交感神経の活動度を絶対的な値として表現するものではない。 Furthermore, the sum of the low-frequency component LF and the high-frequency component HF is used as the total amount of activity (LF + HF) of the autonomic nervous function, and the ratio HF / (LF + HF) of the high-frequency component HF to the total amount of activity is an index indicating the parasympathetic activity There is also a method. However, since such an index is also an index only expressed as a ratio, the degree of parasympathetic nerve activity is not expressed as an absolute value.
また、心拍のＲ−Ｒ間隔の変動度合いを示すＣＶＲＲ（Coefficient of Variation of R-R intervals：心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を副交感神経の活動度を示す指標として使用する方法も存在するが、このＣＶＲＲが副交感神経の活動度を相関性を有するのは被測定者が安静時の場合という条件下に限定されるため、絶対的な評価の指標としては適していない。 In addition, there is a method of using CVRR (Coefficient of Variation of RR intervals) indicating the degree of fluctuation of the heart rate RR interval as an index indicating the activity level of the parasympathetic nerve. However, since the degree of parasympathetic nerve activity is correlated only under the condition that the subject is at rest, it is not suitable as an absolute evaluation index.
このように、上述した従来技術では、自律神経機能を評価する際に、自律神経の状態、特に副交感神経の状態を的確に指標が存在しないため、異なる時間や異なる被測定者間で自律神経機能を適切に評価することができないという問題点があった。 Thus, in the above-described prior art, when evaluating the autonomic nerve function, since there is no accurate index for the state of the autonomic nerve, particularly the parasympathetic nerve, the autonomic nerve function is different at different times or between different subjects. There was a problem that it was not possible to evaluate properly.
本発明の目的は、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価することが可能な自律神経機能評価装置およびプログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an autonomic nerve function evaluation apparatus and program capable of appropriately evaluating autonomic nerve function even at different times and between different subjects.
［自律神経機能評価装置］
上記目的を達成するために、本発明の自律神経機能評価装置は、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基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
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、
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、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段とを備えている。
[Autonomic nerve function evaluation device]
In order to achieve the above object, an autonomic nervous function evaluation apparatus according to the present invention includes an electrocardiogram measurement unit that measures electrocardiogram of a living body,
Frequency analysis means for obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means;
CVRR calculation means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means;
Parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by the frequency analyzing means. Autonomic nerve activity level calculating means for calculating
本発明によれば、心拍変動の低周波成分および高周波成分の値だけで副交感神経活動度指標を算出するのではなく、絶対的な評価が可能である値である心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をも用いて副交感神経活動度指標を算出するようにしているので、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価することが可能になる。 According to the present invention, instead of calculating the parasympathetic nerve activity index only by the values of the low-frequency component and the high-frequency component of the heart rate variability, the electrocardiogram RR interval variation coefficient that is an absolute evaluation value is used. Since the parasympathetic nerve activity index is also calculated using this, it becomes possible to appropriately evaluate the autonomic nerve function even at different times and between different subjects.
また、本発明の他の自律神経機能評価装置は、心電測定装置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基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
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、
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、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段とを備えている。
Further, another autonomic nervous function evaluation apparatus of the present invention is a receiving means for receiving electrocardiographic data measured by an electrocardiographic measurement apparatus;
Frequency analysis means for obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on electrocardiogram data received by the receiving means;
CVRR calculation means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means;
A parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by the frequency analyzing means. Autonomic nerve activity level calculating means for calculating
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値に基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出し、
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副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を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さらに備えるようにしてもよい。
Furthermore, in the other autonomic nerve function evaluation apparatus of the present invention, the autonomic nerve activity calculation means indicates the activity level of the sympathetic nerve based on the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by the frequency analysis means. Calculate a sympathetic nerve activity index,
Display means for displaying biological information;
Control means for controlling the display means to two-dimensionally display the relationship between the parasympathetic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means and the sympathetic nerve activity index may be provided.
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、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、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。 Furthermore, in the other autonomic nerve function evaluation apparatus of the present invention, the autonomic nerve activity calculating means includes an electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means and a low frequency obtained by the frequency analyzing means. A sympathetic nerve activity index indicating the degree of sympathetic nerve activity may be calculated based on the value of the component and the high frequency component.
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、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副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を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さらに備えるようにしてもよい。
Furthermore, in another autonomic nervous function evaluation apparatus of the present invention, display means for displaying biological information,
Control means for controlling the display means to two-dimensionally display the relationship between the parasympathetic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means and the sympathetic nerve activity index may be provided.
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
Furthermore, in the other autonomic nerve function evaluation apparatus of the present invention, the autonomic nerve activity calculation means is obtained by the frequency analysis means using the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculation means as CVRR. When the low frequency component is LF and the high frequency component is HF,
CVRR × LF / (LF + HF)
The sympathetic nerve activity index may be calculated by the following formula.
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により副交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
Furthermore, in the other autonomic nerve function evaluation apparatus of the present invention, the autonomic nerve activity calculation means is obtained by the frequency analysis means using the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculation means as CVRR. When the low frequency component is LF and the high frequency component is HF,
CVRR × HF / (LF + HF)
The parasympathetic nerve activity index may be calculated by the following formula.
[プログラム]
また、本発明のプログラムは、心電測定装置により生体の心電を測定するステップと、
測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された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、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させる。
[program]
Further, the program of the present invention includes a step of measuring an electrocardiogram of a living body with an electrocardiograph device,
Obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on the measured electrocardiogram data;
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the measured electrocardiogram data;
Calculating a parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by frequency analysis; To run.
また、本発明の他のプログラムは、心電測定装置により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された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、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させる。
Further, another program of the present invention includes a step of receiving electrocardiographic data measured by an electrocardiograph device;
Obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on the received electrocardiogram data;
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the measured electrocardiogram data;
Calculating a parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by frequency analysis; To run.
以上説明したように、本発明によれば、異なる時間や異なる被測定者間で自律神経機能においても自律神経機能を適切に評価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, it is possible to obtain an effect that it is possible to appropriately evaluate the autonomic function even in the autonomic function between different persons at different times.
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自律神経機能評価装置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 an autonomic nerve function evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の自律神経機能評価装置は、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、周波数解析部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、自律神経活動度算出部２６とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the autonomic nervous function evaluation apparatus 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 electrocardiogram monitor 14 attaches a minus electrode, for example, to the measurement subject's throat, a plus electrode on the left flank, and a body ground on the right flank, obtains heart movement as an electrical signal and records it as electrocardiographic data.
周波数解析部２４は、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心拍変動の周波数解析を行うことにより、高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦを求める。なお、ＬＦ・ＨＦの具体的な算出の方法は後述する。
The
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。
The
自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する。
The autonomic nerve activity
具体的には、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により副交感神経活動度指標を算出する。
副交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
Specifically, the autonomic nerve
Parasympathetic nerve activity index = CVRR × HF / (LF + HF)
また、自律神経活動度算出部２６は、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により交感神経活動度指標を算出する。
交感神経活動度指標＝ＬＦ／ＨＦ
In addition, the autonomic nerve
Sympathetic nerve activity index = LF / HF
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２６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。
The
具体的には、制御装置１８は、自律神経活動度算出部２６により算出された副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））と交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）との関係を表示装置２２に対して２次元表示する。
Specifically, the
次に、本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を図２を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of the autonomic nervous function evaluation apparatus of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the autonomic nervous function evaluation apparatus of this embodiment.
先ず、図２を参照して本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を説明する。 First, the operation of the autonomic nervous function evaluation apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
まず初期設定として、検査が開始される前に、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 an initial setting, before the examination is started, patient information such as the name, age, ID number, sex, medical history (diabetes, vascular disorder, etc.) of the person to be measured is input to the control device 18 (S201). .
そして、治療が開始されると、心電図モニタ１４により生体の心電データの測定が行われる（ステップＳ２０２）。すると、周波数解析部２４は、心拍変動の周波数解析を行うことにより、高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦを求めるＬＦ・ＨＦ演算を行う（ステップＳ２０３）。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Ｓ２０４）。そして、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、副交感神経活動度指標や交感神経活動度指標を算出する（ステップＳ２０５）。
When the treatment is started, the electrocardiogram data of the living body is measured by the electrocardiogram monitor 14 (step S202). Then, the
そして、自律神経活動度算出部２６により算出された副交感神経活動度指標や交感神経活動度指標は、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, the parasympathetic nerve activity index and the sympathetic nerve activity index calculated by the autonomic nerve
そして、検査を終了する旨の指示が行われたか否かの判定が行われ（ステップＳ２０７）、検査を終了する指示が行われるまでステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理が繰り返される。 Then, it is determined whether or not an instruction to end the inspection has been performed (step S207), and the processes of steps S202 to S206 are repeated until an instruction to end the inspection is performed.
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、周波数解析部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。
First, in step S301, the
このようにして周波数解析部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データから、心拍変動の低周波成分ＬＦおよび高周波成分ＨＦを求める。
In this way, the
次に、図２のステップＳ２０４に示した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（％）
Next, details of the CVRR calculation method shown in step S204 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 (%)
ここで、Ｒ−Ｒ間隔標準偏差とは、例えば、１分間という所定期間や１００拍というような心拍の所定回数における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、所定期間や心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の平均である。 Here, the RR interval standard deviation is, for example, the standard deviation of the RR interval in a predetermined period of 1 minute or a predetermined number of heartbeats such as 100 beats. The RR interval average is, for example, an average of RR intervals in a predetermined period or a predetermined number of heartbeats.
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
次に、本実施形態の自律神経機能評価装置における表示装置２２の表示の一例を図６に示す。
Next, an example of the display of the
この図６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、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））を横軸として自律神経機能が２次元表示されている。 In the display example shown in FIG. 6, the autonomic nervous function is displayed two-dimensionally with the sympathetic nerve activity index (LF / HF) as the vertical axis and the parasympathetic nerve activity index (CVRR × HF / (LF + HF)) as the horizontal axis. Has been.
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、副交感神経活動度指標は比較的大きな値となり交感神経活動度指標は比較的小さな値となる。そして、被測定者に何等かの肉体的なストレスや精神的ストレスが加わると、交感神経が優位な状態となり、副交感神経活動度指標は比較的小さな値となり交感神経活動度指標は比較的大きな値となる。そのため、本実施形態の自律神経機能評価装置により被測定者の自律神経機能を評価しつつ被測定者に起立試験や深呼吸のような負荷を与えることにより、自律神経機能の切り替えが適切に行われるか否かを確認することができる。 Normally, when the subject is at rest, the parasympathetic nerve is dominant, the parasympathetic activity index is a relatively large value, and the sympathetic activity index is a relatively small value. Then, when any physical or mental stress is applied to the subject, the sympathetic nerve becomes dominant, the parasympathetic activity index is relatively small, and the sympathetic activity index is relatively large. It becomes. Therefore, the autonomic nerve function is appropriately switched by giving the subject a load such as an upright test and deep breathing while evaluating the autonomic nerve function of the person being measured by the autonomic nerve function evaluation apparatus of the present embodiment. It can be confirmed whether or not.
つまり、起立試験等の負荷試験前後で副交感神経優位な状態から交感神経優位な状態に切り替えが行われている場合には、被測定者の自律神経機能は正常であると判定することができ、負荷試験前後で切り替えが適切に行われないような場合には、被測定者の自律神経機能に何等かの異常があるのではないかと判定することができる。 That is, when switching from a parasympathetic dominant state to a sympathetic dominant state before and after a load test such as a standing test, it can be determined that the subject's autonomic nervous function is normal, If switching is not performed properly before and after the load test, it can be determined that there is any abnormality in the subject's autonomic nervous function.
なお、本実施形態のように、副交感神経活動度指標として、ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値を用いることにより異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能をより適切に評価することが可能となる理由を以下に説明する。 As in this embodiment, the value of CVRR × HF / (LF + HF) is used as a parasympathetic nerve activity index, so that the autonomic nervous function can be more appropriately evaluated at different times and between different subjects. The reason why this is possible will be described below.
上記でも説明したように、下記の式（１）により算出される。
ＣＶＲＲ＝ＳＤＲＲ（Ｒ−Ｒ間隔標準偏差）／Ｒ−Ｒ間隔平均・・・・・（１）
As described above, it is calculated by the following equation (1).
CVRR = SDRR (RR interval standard deviation) / RR interval average (1)
そして、このＳＤＲＲは、自律神経機能の全体的な活動量（トータルパワー）を示すＬＦ＋ＨＦの値に比例することが知られている。
つまり、ＳＤＲＲは下記の式（２）により示すことができる。ここで、αは比例係数である。
ＳＤＲＲ＝α×（ＬＦ＋ＨＦ） ・・・（２）
This SDRR is known to be proportional to the value of LF + HF indicating the overall amount of activity (total power) of the autonomic nervous function.
That is, SDRR can be expressed by the following equation (2). Here, α is a proportional coefficient.
SDRR = α × (LF + HF) (2)
そのため、副交感神経活動度指標として用いているＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という式に、上記の式（１）、（２）を代入すると、下記のように変換される。
この式を参照するとわかるように、ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値は、副交感神経活動度に相関するＨＦの値に比例していることがわかる。そして、副交感神経活動度の指標として単にＨＦの値を用いることなく、異なる被測定者間でも絶対的な値として比較可能な指標であるＣＶＲＲをＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）に積算することにより、絶対的な値として評価できない自律神経機能のトータルパワー（ＬＦ＋ＨＦ）成分が消去されていることがわかる。 As can be seen from this equation, it can be seen that the value of CVRR × HF / (LF + HF) is proportional to the value of HF that correlates with the degree of parasympathetic nerve activity. Then, without simply using the value of HF as an index of parasympathetic nerve activity, the CVRR, which is an index that can be compared as an absolute value even between different subjects, is integrated into HF / (LF + HF) to obtain an absolute value. It can be seen that the total power (LF + HF) component of the autonomic nervous function that cannot be evaluated as a correct value is eliminated.
このように、心拍変動の時間解析結果であるＣＶＲＲと周波数解析結果であるＬＦ・ＨＦの値を組み合わせて副交感神経活動度指標を算出することにより、異なる人間の測定結果の比較や、同一人間の異なる時刻での測定結果の比較が可能な絶対的な指標として表現することが可能となる。 Thus, by calculating the parasympathetic nerve activity index by combining the CVRR, which is the time analysis result of the heart rate variability, and the LF / HF values, which are the frequency analysis results, it is possible to compare the measurement results of different humans, It can be expressed as an absolute index that allows comparison of measurement results at different times.
また、本実施形態の自律神経機能評価装置では、交感神経活動度指標として、ＬＦ／ＨＦという値を用いている場合について説明しているが、副交感神経活動度指標と同様にＣＶＲＲを用いて交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。つまり、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
In the autonomic nerve function evaluation apparatus of the present embodiment, the case where the value of LF / HF is used as the sympathetic nerve activity index has been described. However, as with the parasympathetic nerve activity index, sympathy is performed using CVRR. A nerve activity index may be calculated. In other words, the autonomic nerve activity
具体的には、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
Specifically, the autonomic nerve
Sympathetic nerve activity index = CVRR × LF / (LF + HF)
このようにして算出された交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））と、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））により自律神経機能の２次元表示を行った場合の表示例を図７に示す。図７に示した表示例では、縦軸の交感神経活動度指標がＬＦ／ＨＦからＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）に置き替えられている。 When the two-dimensional display of the autonomic nerve function is performed using the sympathetic nerve activity index (CVRR × LF / (LF + HF)) and the parasympathetic nerve activity index (CVRR × HF / (LF + HF)) calculated in this way. A display example is shown in FIG. In the display example shown in FIG. 7, the sympathetic nerve activity index on the vertical axis is replaced from LF / HF to CVRR × LF / (LF + HF).
このように交感神経活動度指標として、ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値を用いることにより、上記でも説明したのと同様な理由により、交感神経活動度指標の絶対的な評価が可能となり、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能をより適切に評価することが可能となる。 Thus, by using the value of CVRR × LF / (LF + HF) as the sympathetic nerve activity index, absolute evaluation of the sympathetic nerve activity index becomes possible for the same reason as described above, which is different. It becomes possible to evaluate the autonomic nerve function more appropriately between time and different subjects.
さらに、上記の実施形態では、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標の２次元表示を行うことにより自律神経機能を評価しているが、副交感神経活動度指標単独や交感神経活動度指標単独でも自律神経機能の評価を行うことが可能である。 Further, in the above embodiment, the autonomic nervous function is evaluated by performing two-dimensional display of the parasympathetic activity index and the sympathetic activity index, but the parasympathetic activity index alone or the sympathetic activity index alone However, it is possible to evaluate autonomic nervous function.
例えば、同一被測定者の副交感神経活動度指標または交感神経活動度指標を定期的に測定してその推移を調べることにより、その被測定者の自律神経機能の経時変化を把握することが可能となる。また、午前、午後、夜のように１日における自律神経機能の変化を把握するようなことも可能となる。 For example, by periodically measuring the parasympathetic nerve activity index or the sympathetic nerve activity index of the same subject and examining its transition, it is possible to grasp the time course of the autonomic nervous function of the subject. Become. It is also possible to grasp changes in the autonomic nervous function during the day such as morning, afternoon, and night.
さらに、複数の被測定者の副交感神経活動度指標または交感神経活動度指標を測定して、被測定者間でその値を比較することにより、他の人とは自律神経機能の働きが異なる被測定者を特定するようなことが可能となる。また、多くの測定結果に基づいて標準値または標準範囲を設け、この標準値や標準範囲と測定値を比較することにより自律神経機能を評価を行うことも可能となる。 Furthermore, by measuring the parasympathetic nerve activity index or the sympathetic nerve activity index of a plurality of subjects, and comparing the values among the subjects, subjects with different functions of autonomic nerve function from other people. It becomes possible to specify the measurer. It is also possible to evaluate the autonomic nervous function by providing a standard value or standard range based on many measurement results and comparing the standard value or standard range with the measured value.
なお、本発明は、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するための式として、上記で示した式を用いるものに限定されるものではない。ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて算出を行う他の式により副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to what uses the formula shown above as a formula for calculating a parasympathetic nerve activity index and a sympathetic nerve activity index. The parasympathetic nerve activity index and the sympathetic nerve activity index are calculated based on the CVRR calculated by the
例えば、下記のような式により副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するようにしても同様の効果を得ることが可能である。
副交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ2×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ2×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
For example, the same effect can be obtained even if the parasympathetic nerve activity index and the sympathetic nerve activity index are calculated by the following equations.
Parasympathetic nerve activity index = CVRR 2 × HF / (LF + HF)
Sympathetic nerve activity index = CVRR 2 × LF / (LF + HF)
[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や副交感神経活動度指標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や副交感神経活動度指標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、自律神経機能評価装置には心電図モニタ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-described embodiment, the electrocardiogram monitor 14 is provided, and the sympathetic nerve activity index and the parasympathetic nerve activity index 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 周波数解析部
２５ ＣＶＲＲ算出部
２６ 自律神経活動度算出部
Ｓ２０１〜Ｓ２０７ ステップ
Ｓ３０１〜Ｓ３０４ ステップ
14 ECG monitor 18
Claims (9)
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
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、
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、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
を備えた自律神経機能評価装置。 An electrocardiogram measuring means for measuring the electrocardiogram of a living body;
Frequency analysis means for obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means;
CVRR calculation means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means;
Parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by the frequency analyzing means. Autonomic nerve activity level calculating means for calculating
An autonomic nervous function evaluation apparatus comprising:
前記受付手段により受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
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、
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、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
を備えた自律神経機能評価装置。 Receiving means for receiving electrocardiogram data measured by the electrocardiograph;
Frequency analysis means for obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on electrocardiogram data received by the receiving means;
CVRR calculation means for calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the electrocardiogram data measured by the electrocardiogram measurement means;
Parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculating means and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by the frequency analyzing means. Autonomic nerve activity level calculating means for calculating
An autonomic nervous function evaluation apparatus comprising:
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副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を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さらに備えた請求項１または２記載の自律神経機能評価装置。 The autonomic nerve activity degree calculating means calculates a sympathetic nerve activity index indicating the degree of sympathetic nerve activity based on the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by the frequency analyzing means,
Display means for displaying biological information;
The control means for controlling the display means so as to display two-dimensionally the relationship between the parasympathetic nerve activity index and the sympathetic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means. Autonomic nerve function evaluation device.
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を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さらに備えた請求項４記載の自律神経機能評価装置。 Display means for displaying biological information;
5. The autonomous system according to claim 4, further comprising a control means for controlling the display means so as to two-dimensionally display a relationship between the parasympathetic nerve activity index and the sympathetic nerve activity index calculated by the autonomic nerve activity calculating means. Neural function evaluation device.
ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により交感神経活動度指標を算出する請求項４または５記載の自律神経機能評価装置。 When the autonomic nerve activity calculation means is CVRR as the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculation means, the low frequency component obtained by the frequency analysis means is LF, and the high frequency component is HF,
CVRR × LF / (LF + HF)
6. The autonomic nervous function evaluation apparatus according to claim 4, wherein the sympathetic nerve activity index is calculated by the following formula.
ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により副交感神経活動度指標を算出する請求項１から６のいずれか１項記載の自律神経機能評価装置。 When the autonomic nerve activity calculation means is CVRR as the electrocardiogram RR interval variation coefficient calculated by the CVRR calculation means, the low frequency component obtained by the frequency analysis means is LF, and the high frequency component is HF,
CVRR × HF / (LF + HF)
The autonomic nervous function evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a parasympathetic nerve activity index is calculated by the following formula.
測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された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、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出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 with an electrocardiograph;
Obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on the measured electrocardiogram data;
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the measured electrocardiogram data;
Calculating a parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by frequency analysis; A program to make it run.
受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された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、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出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 electrocardiogram data measured by an electrocardiograph;
Obtaining a low frequency component and a high frequency component by performing frequency analysis of heart rate variability based on the received electrocardiogram data;
Calculating an electrocardiogram RR interval variation coefficient based on the measured electrocardiogram data;
Calculating a parasympathetic nerve activity index indicating the degree of parasympathetic nerve activity based on the calculated electrocardiogram RR interval variation coefficient and the values of the low frequency component and the high frequency component obtained by frequency analysis; A program to make it run.
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