JP2014132928A - 生体信号加算平均処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加算平均によってランダムノイズが除去される状態をわかりやすく表示した生体信号加算平均処理装置を提供する。
【解決手段】類似した波形が繰り返し現れる生体信号を連続して得るための波形入力部１２と、前記波形入力部１２によって得られた前記生体信号を所定時間毎に所望の開始時点から加算平均して加算平均波形を求める加算平均処理手段２１と、前記開始時点から前記所定時間毎に前記信号取得手段１２によって得られた前記生体信号に含まれるランダムノイズのノイズレベルを検出するノイズレベル検出手段２２と、情報を表示するための表示手段３１と、前記表示手段３１の画面に情報を表示させる表示制御手段３２と、を備え、前記表示制御手段３２は、前記ノイズレベル検出手段２２により検出されたノイズレベルを前記所定時間に関連させて時系列で前記表示手段３１の画面に表示させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、類似した波形が繰り返し現れる生体信号を加算平均してランダムノイズを除去する生体信号加算平均処理装置に関するものである。なお、本明細書においてノイズとは、必要とする生体信号以外の信号のことを言い、外乱ノイズはもちろんのこと、必要としない生体信号も含む。

心臓突然死予知のために、加算心電図検査が行われることがある。心臓突然死を起こしやすい患者は、心電図におけるＱＲＳ波の終端部に遅延した微小電位（心室遅延電位、ＬＰ：Ｌａｔｅ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が発生しやすい。このＬＰを検出するために、従来から加算心電図検査が行われている。特許文献１には、ＬＰを検出する方法が記載されている。それによると、身体に装着した電極から誘導されたＸＹＺ誘導心電図は、時系列ディジタルデータに変換され、Ｒ波位置に同期して加算平均されて、ＬＰが検出される。

ところで、上記のように加算平均を行うのは、微小なＬＰをノイズ（ランダムノイズ）の影響を排除して正確に検出するためである。

また、非特許文献１には、抹消の種々の感覚受容器から脳幹を経由し、大脳のそれぞれの感覚野に至る感覚経路の機能異常や、脳腫瘍、脳梗塞などに伴う種々の中枢神経系の異常を検出するなどのために、視覚、聴覚、体性感覚などの刺激によって、大脳のそれぞれの感覚野に誘発される微少な電位変化を主に頭皮上より検出する大脳誘発電位計が記載されている。

上記誘発される微少な電位は、フラッシュ光やパターン光刺激によって誘発される視覚誘発電位（ＶＥＰ）、抹消の感覚神経を電気刺激することによって得られる体性感覚誘発電位（ＳＥＰ）、トーンバーストやクリック音刺激によって誘発される長潜時聴覚誘発電位（ＡＥＰ）、聴性脳幹反応（ＡＢＲ）などがあり、これらは脳波信号の中に埋もれている０．１〜１０μＶ程度の微少な電位変動である。

上記誘発電位を含む脳波信号はＡ／Ｄ変換され、刺激に同期して加算平均処理をすることで、脳波という雑音の中に埋もれている上記誘発電位を検出することができる。その他、加算平均を行ってランダムノイズを除去し必要とする生体信号波形を得るものとして、体性感覚誘発電位（ＳＥＰ）、聴覚脳幹誘発電位（ＢＡＥＰ）、視覚誘発電位（ＶＥＰ）、さまざまな事象関連電位（ＥＲＰ）などがある。

特開２００２−２２４０６８号公報

（社）日本生体医工学会ＭＥ技術教育委員会監修、「ＭＥの基礎知識と安全管理 改訂第５版」、株式会社南江堂、２００８年１２月１０日、ｐ．１５０−１５３

従来の加算心電図検査は、被検者の負担を考慮して最大１０分程度で１回の検査を終了させるようにしているが、ノイズレベルの減少度合いが把握しにくいため、最終的に１０分行っても終了できない場合がある。

また、体性感覚誘発電位（ＳＥＰ）、聴覚脳幹誘発電位（ＢＡＥＰ）、視覚誘発電位（ＶＥＰ）、さまざまな事象関連電位（ＥＲＰ）なども、脳波等のランダムノイズを除去して必要とする波形を取り出すために加算を繰り返す必要があるが、あらかじめ加算回数を決めて加算しているため、加算の過不足が生じやすく、効率的でないという問題がある。

本発明は、加算平均によってランダムノイズが除去される状態をわかりやすく表示した生体信号加算平均処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置は、類似した波形が繰り返し現れる生体信号を連続して得るための信号取得手段と、前記信号取得手段によって得られた前記類似した波形を所定時間毎または前記類似した波形が出現する所定回数毎に所望の開始時点から加算平均して加算平均波形を求める加算平均処理手段と、を備え、前記生体信号に含まれるランダムノイズを除去した生体信号を取り出す生体信号加算平均処理装置において、前記開始時点から前記所定時間毎または前記所定回数毎に前記信号取得手段によって得られた前記生体信号に含まれるランダムノイズのノイズレベルを検出するノイズレベル検出手段と、情報を表示するための表示手段と、前記表示手段の画面に情報を表示させる表示制御手段と、を備え、前記表示制御手段は、前記ノイズレベル検出手段により検出されたノイズレベルを前記所定時間または前記所定回数に関連させて時系列で前記表示手段の画面に表示させることを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置では、前記生体信号は心電図信号であり、前記加算平均処理手段は、前記信号取得手段によって得られた前記心電図信号を前記所定時間毎に前記所望の開始時点から加算平均して加算心電図を求め、前記ノイズレベル検出手段により検出されるランダムノイズのノイズレベルが所定の値より小さい時の前記加算心電図が加算心電図検査に使用されることを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置では、表示制御手段が表示手段に表示させるノイズレベルは、ノイズレベルを、前記所定時間または前記所定回数に関連させた数値と前記所定時間または前記所定回数に関連させたグラフとの少なくとも一方であることを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置では、前記表示制御手段は、ノイズレベルの値が閾値を超えると、ノイズレベルの表示態様を変更して表示手段の画面に表示することを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置では、前記表示態様の変更は、色変化、テクスチャの変化、文字の太さ・大きさ・フォント・スタイルの少なくともいずれか一つの変化により行うことを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置は、前記ノイズレベル検出手段により検出されたノイズレベルを用いて、その時点から先のノイズレベルを予測するノイズレベル予測手段を備え、前記表示制御手段は、前記ノイズレベル予測手段により予測されたノイズレベルを前記表示手段の画面に表示することを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置では、前記表示制御手段は、その時点までのノイズレベルを前記所定時間または前記所定回数に関連させて表示すると共に予測されたノイズレベルを表示手段の画面に表示することを特徴とする。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置は、検出されたノイズレベルを所定時間または所定回数に関連させて時系列で前記表示手段の画面に表示するので、時間経過に伴うノイズレベルの変化を一目瞭然に目視することができるため、ランダムノイズが除去される状態がわかりやすくなる。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置は、加算心電図検査において、ノイズレベルが大きい場合に測定を早めに中止して、次の測定を行うことができ、ランダムノイズのノイズレベルが所定の値より小さいときの加算心電図を得るのに、全体として検査時間を短縮できるため、被検者の負担軽減を図ることが可能である。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置は、表示手段に表示させるノイズレベルが、所定時間または所定回数に関連させた数値とグラフとの少なくとも一方であるため、一目瞭然に目視することができる。この場合に、ノイズレベルの値が閾値を超えると、ノイズレベルの表示態様を変更して表示手段の画面に表示するので、閾値との関係において測定終了までの時間を予測することも可能となり便利である。更に、表示態様の変更は、色変化、テクスチャの変化、文字の太さ・大きさ・フォント・スタイルの少なくともいずれか一つの変化により行うことによって、閾値との関係を明瞭に報知可能である。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置は、検出されたノイズレベルを用いて、その時点から先のノイズレベルを予測し、予測されたノイズレベルを表示するので、そのまま測定を継続するか、あるいは中止して測定をやり直すかの判断が可能となり、全体として検査時間を短縮して被検者の負担軽減を図ることが可能である。この場合に、その時点までのノイズレベルを所定時間または所定回数に関連させて表示すると共に予測されたノイズレベルを表示手段の画面に表示することにより、目視する医療従事者が判断する場合の参考になることが期待され、便利である。

本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態の機能ブロック図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態による加算心電図を説明するための心電図波形を示す図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態により表示される心電図及びノイズレベルに関する表示画面の一例を示す図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態により表示されるノイズレベルに関する表示画面の第２の例を示す図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態により表示されるノイズレベルに関する表示画面の第３の例を示す図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態により表示される予測ノイズレベルに関する表示画面の例を示す図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態により表示される予測ノイズレベルに関する表示画面の例であり、図６よりも検査時間が進んだときの表示画面を示す図。 本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第２の実施形態の機能ブロック図。

以下、添付図面を参照して本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第１の実施形態を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１に、本発明係る生体信号加算平均処理装置を加算心電図検査装置に適用した場合の実施形態の構成図を示す。加算心電図検査装置は、波形入力部１２、波形処理部１３、計測部１４、予測部１５、表示部１６、制御部１７及び入力部１８を備えている。

波形入力部１２は信号取得手段であり、電極部１１に接続され、電極部１１からの心電図信号を入力される。ここでは、心電図信号は例えばＸＹＺ誘導心電図信号とすることができ、電極部１１には、ＸＹＺ誘導に対応する数の電極が備えられている。波形入力部１２は取り込んだ心電図信号をＡ／Ｄ変換してディジタル化した波形データとする。

波形処理部１３は、波形入力部１２から波形データを得て、フィルタ処理を行うと共にＱＲＳ波の検出を行う。計測部１４は、波形処理部１３から波形データ及びＱＲＳ波検出結果などを受け取り、所定のアルゴリズムに従って加算心電図検査装置としての計測・解析を行う。計測・解析は、後述する加算平均処理手段２１により求められる加算心電図を用いて、例えばＬＰなどの各種パラメータを求めることを含むものである。この各種パラメータによって加算心電図検査が行われる。計測部１４には、加算平均処理手段２１、ノイズレベル検出手段２２が備えられている。

加算平均処理手段２１は、波形処理部１３からの波形データ及びＱＲＳ波検出結果に基づいて、心電図信号の一拍毎に連続して加算し加算平均を得ることによって加算心電図を求める。詳述すると、検査開始時点から所定時間（例えば１分間）に亘って一拍毎に連続して加算して加算心電図を求める。次いで、検査開始時点から次の所定時間が経過するまでの心電図を一拍毎に連続して加算して加算心電図を求める。以降、同様にして検査開始時点から所定時間毎の加算心電図を求める。加算結果に係る最終的な加算心電図は、ランダムノイズが除去されて、例えば図２に示されるようになる。つまり、ＱＲＳ波の終端部にＬＰの波形（図２の丸枠内に示す）が現れる。

ノイズレベル検出手段２２は、前記所定時間経過毎に前記検査開始時点からのノイズレベルを検出する。詳述すると、前記所定時間における一拍毎に、Ｒ波を基準にして定められた時間（以下、基準時間と記す）内の波形を取り出し、その波形の最大電位差（波形の中で最も高い電位と最も低い電位との電位差）を求める。次いで所定時間内の前記最大電位差の平均値を求める。そして一拍毎の最大電位差と前記最大電位差の平均値との差に基づいて、最大電位差の標準偏差（ＳＤ）を求める。この求められた標準偏差をその時点でのノイズレベルとする。前記基準時間はＲ波を含んでも良いし、Ｒ波を含まずに、Ｒ波の前または後ろの適切な時間でも良い。基準時間の一例としては、Ｒ波の前のＰ波とＱ波との間の基線が現れる区間に設定すると、ランダムノイズのみとなりやすいため都合が良い。

上記その時点でのノイズレベルは、前記所定時間における加算心電図を用いて求めることもできる。詳述すると、前記加算心電図の前記基準時間内に存在する波形のそれぞれの電位とそれらの平均値とに基づいて標準偏差を求め、これをこの時点でのノイズレベルとする。また、前記基準時間内に存在する波形の電位の最大値と最小値との差、すなわち最大電位差をその時点でのノイズレベルとしても良い。

所定時間毎に求められたノイズレベルは、予測部１５と表示部１６に送出される。表示部１６には、情報を表示するための表示手段３１、表示制御手段３２が備えられている。表示手段３１は、ＬＣＤなどのディスプレイ装置である。表示制御手段３２は、ノイズレベルを受け取り、このノイズレベルを前記所定時間毎の複数の経過時間に対応させた画像として前記表示手段３１の画面に表示する。なお、ノイズレベルの表示は、前記所定時間の整数倍毎に表示するようにしてもよい。

予測部１５は、ノイズレベル予測手段であり、ノイズレベル検出手段２２により検出されたノイズレベルを用いて、その時点から先のノイズレベルを予測するものである。予測部１５により予測されたその時点から先のノイズレベルは、表示部１６の表示制御手段３２へ送られる。表示制御手段３２は、予測されたノイズレベルに基づく予測画像を作成して表示手段３１の画面に表示する。予測部１５の行う予測は、その時点までに得られたノイズレベルを用いてそれ以降のノイズレベルを直線近似或いは曲線近似して予測のノイズレベルを求める。この場合、現時点のノイズレベルを解析して、ノイズレベルの値が更新される度に新たにノイズレベルを予測する。なお、図示しない記憶手段に、過去に測定したノイズレベルの経時変化を記憶しておき、現在測定のノイズレベル変化に近い上記記憶手段に記憶された経時変化に係るノイズレベルを取り出し、この値を予測ノイズレベルとするように構成してもよい。

また、表示制御手段３２は波形処理部１３からトレンドの波形データを得ており、この波形データに基づく各誘導心電図波形を作成して表示手段３１の画面に表示する。更に、表示制御手段３２は、計測部１４が計測・解析を行って得た結果（ＬＰなどの各種パラメータなど）を画像として表示手段３１の画面に表示するように構成することもできる。

入力部１８は、加算心電図検査の開始・停止、ノイズレベルの表示に関する切り換え、計測部１４による計測・解析結果の表示などコマンドを入力するキーを備えるように構成することができる。入力部１８によって入力されたコマンドは制御部１７により受け取られ、制御部１７は、波形入力部１２、波形処理部１３、計測部１４、予測部１５及び表示部１６へコマンドに対応する制御情報を送る。

以上のように構成された加算心電図検査装置の動作を説明する。電極部１１の電極を被検者における身体の所定位置に貼着し、入力部１８により電源を投入し加算心電図検査の開始を入力する。これにより、制御部１７が各部に加算心電図検査の開始を指示する。波形入力部１２は、電極部１１から心電図信号を得て、心電図信号をＡ／Ｄ変換してディジタル化した波形データとして出力する。波形処理部１３は、波形入力部１２から送られた波形データに対してフィルタ処理を行うと共にＱＲＳ波の検出を行う。

波形データは表示部１６へ送出されるので、表示制御手段３２は波形処理部１３からトレンドの波形データを得ることになり、この波形データに基づく各誘導心電図波形を作成し、図３の画面における波形表示領域Ｗに表示する。表示制御手段３２は波形表示領域Ｗの一部または全部に、加算心電図検査装置としての計測・解析を行った結果などを表示してもよい。

計測部１４は、波形処理部１３から波形データ及びＱＲＳ波検出結果などを得て、前述の通り加算心電図検査装置としての計測・解析を行う。すなわち、加算平均処理手段２１における加算平均処理と、ノイズレベル検出手段２２によるノイズレベルの検出が行われる。

表示部１６の表示制御手段３２は、前記ノイズレベルを受け取り、このノイズレベルを複数の経過時間に対応させた画像を作成する。この画像は、ノイズレベルを複数の経過時間に対応させた数値画像とグラフ画像との少なくとも一方の画像とすることができる。図３に、ノイズレベルを複数の経過時間に対応させた数値画像とグラフ画像との双方を表示手段３１の画面に表示した例が、ＳＤ Ｎｏｉｓｅとして示されている。ここでは、画面を縦に概ね５等分した最も右のエリアをＬＰに関する表示エリアとしている。

図３の画面の下欄には、ノイズレベルの現在の値を表示する領域Ｎ、経過時間が表示される領域Ｔ、残り時間が表示される領域Ｒ、経過時間をバーの長さで表示する領域Ｂが設けられている。これらの領域に対する表示を表示制御手段３２が行う。

表示制御手段３２は、１回の検査における終了までの時間データを保持し（例えば１０分）、検査の開始からの進捗状況を図３のＬＰに関する表示エリアの中央エリアＣの上側の上エリアＵに、画像として表示することができる。この実施形態では、「ＬＰ」の文字が描かれたボタンと、「完了」の文字が描かれたボタンとの間を太線の円弧形状により結んだ画像が表示されている。検査の開始からの進捗状況を、太線の円弧形状の色が「完了」の文字が描かれたボタンへ向けて進むようにして表示する。これにより、視覚的に進捗状況を知ることができる。

更に、上記図３に示したＬＰに関する表示エリアの中央エリアＣに、複数の経過時間に対応させたノイズレベルのグラフ画像（ここでは棒グラフを表示してあるが折れ線グラフなどであってもよい）を表示している。この画像では、ノイズレベルの値が閾値を超えると、画像の表示態様、具体的には色階調を変更した画像としている。閾値は、１μＶ、０．３μＶであり、ノイズレベルが、１μＶより大きいときには赤色、１μＶ以下で０．３μＶより大きいときには黄色、０．３μＶ以下で青色とすることができ、閾値の線分も表示することができる。

ＬＰに関する表示エリアの中央エリアＣの下側の下エリアＤには、複数の経過時間（１分毎）に対応させたノイズレベルの数値画像を表示している。この数値画像についても、グラフ画像と同様にノイズレベルの値が閾値を超えると、画像の色を変更して表示を行っている。なお、数値画像とせずに数値そのものを表示しても良いことはもちろんである。この場合は、数値の色を変更する。

図４には、ＬＰに関する表示エリアの中央エリアＣに表示するグラフ画像を、別の表示態様によって表示する例が示されている。このグラフ画像では、ノイズレベルの値が閾値を超えると、棒グラフ内のテクスチャを変化させている。また、図５には、ＬＰに関する表示エリアの下エリアＤに表示する数値画像を、別の表示態様によって表示する例が示されている。この数値画像では、ノイズレベルの値が閾値を超えると、文字の太さ・大きさ・フォント・スタイルを変化させている。勿論、文字の太さ・大きさ・フォント・スタイルのいずれか一つを変化させて表示してもよい。

以上のような表示が行われるので、例えば、４分程度経過してノイズレベルに変化がほとんどなく、閾値である１μＶより大きいノイズレベルが継続しているようなときには、入力部１８から加算心電図検査の停止を入力して、制御部１７を介して各部の動作を停止させることができる。そして、電極部１１の電極の点検などを行って、再度入力部１８から加算心電図検査の開始を入力し、検査を行うことができる。このため、ノイズレベルが大きくて信頼性のない検査を長く継続することなく、効率的な検査を行うことが可能である。

加算心電図検査中において、入力部１８からノイズレベルの予測表示に関する切り換えに係る入力がなされたときには、ＬＰに関する表示エリアの中央エリアＣに表示するグラフ画像が図６、図７に示すように表示される。図６の例は、２分までノイズレベルの検出が行われていた場合である。入力部１８から上記入力がなされたときに、予測部１５は、ノイズレベル検出手段２２により検出されたノイズレベルを用いて、その時点から先のノイズレベルを予測している。この予測されたノイズレベルは表示制御手段３２へ送られる。制御部１７から上記入力に対応してノイズレベルの予測表示に関する切り換えに係るコマンドを受けた表示制御手段３２は、予測されたノイズレベルに基づく予測画像を作成する。

この画像は図６に示されるように、それまで検出された１分と２分のノイズレベルと共に、予測されたノイズレベルを近似して例えば曲線ＥＬとして描いた画像である。これ以降も予測部１５は、ノイズレベルの値が更新される度に新たにノイズレベルを予測するので、予測されるノイズレベルも変化し得る。

図７は、４分までノイズレベルの検出が進んだ場合の表示例である。この図７の画像は、この４分の時点まで検出された１分〜４分のノイズレベルと共に、予測されたノイズレベルを近似して曲線ＥＬとして描いた画像である。図６と比較すると、図７の曲線ＥＬは、ノイズレベルの検出が進んでおり、将来的に図６のときよりも早くノイズレベルが低下すると予測している。

以上のような表示が行われるので、予測によってノイズレベルの低下が期待できないようなときには、入力部１８から加算心電図検査の停止を入力して、制御部１７を介して各部の動作を停止させることができる。このため、ノイズレベルが大きくて信頼性のない検査を長く継続することなく、効率的な検査を行うことが可能である。

なお、予測ノイズレベルの表示は、グラフ画像のみを示したが、数値画像によって行ってもよく、また、グラフ画像と数値画像とを併せて表示してもよい。グラフの形態は棒グラフや線グラフでなくとも、検出されたノイズレベルと予測されたノイズレベルとを識別可能に表示するものであればよい。予測ノイズレベルの表示が行われているときに、入力部１８からノイズレベルの表示に関する切り換えに係る入力を行うことによって、検出されたノイズレベルの表示に戻すことができる。また、本実施形態では、入力部１８からノイズレベルの表示に関する切り換えに係る入力を行うようにしたが、図６、図７に示すような予測ノイズレベルの表示を当初から行うものであってもよい。

次に本発明に係る生体信号加算平均処理装置の第２の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、本発明を加算心電図検査装置に適用した例を説明したが、本発明は、加算平均を行ってランダムノイズを除去し必要とする生体信号波形を得るもの全てに適用できる。必要とする生体信号波形の一例として、体性感覚誘発電位（ＳＥＰ）、聴覚脳幹誘発電位（ＢＡＥＰ）、視覚誘発電位（ＶＥＰ）、さまざまな事象関連電位（ＥＲＰ）などがある。これらは、生体の特定の箇所に刺激を与えることによって所定の箇所に発生（誘発）する生体信号（電位）であり、これらの電位を測定して解析し、病変を特定する検査等に使用される。

一例として、本発明に係る生体信号加算平均処理装置を視覚誘発電位（ＶＥＰ）測定装置に適用した場合について説明する。ＶＥＰは、網膜に光刺激を与えたときに大脳視覚領に誘発される電位であって、視神経の機能検査等のために測定される。測定は、目に所定のタイミングで連続して光刺激を与え、頭部に装着された電極で反応電位（反応波形）を検出する。検出される波形は反応波形に通常の脳波（α波、β波等）等が含まれているため、１回の刺激で検出される波形を連続して加算平均処理して通常の脳波等を除去し、反応波形（ＶＥＰ）のみを抽出する。前記通常の脳波等がランダムノイズに相当する。以下、詳述する。

図８には、本発明の第２の実施形態としての視覚誘発電位測定装置の構成図が示されている。図８において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付して重複する説明を省略する。第１の実施形態に対して大きく異なる部分は、外部から刺激を与えた結果誘発される電位を測定することと、ノイズレベルを表示する間隔を刺激を与えた回数とすることである。

視覚誘発電位測定装置は、刺激部１１９により目に所定のタイミングで連続して刺激を与え、頭部に装着された電極部１１１で通常の脳波等のランダムノイズを含むＶＥＰ信号（以下、ランダムノイズを含むＶＥＰ信号を「ＶＥＰ信号等」と、後述のようにしてランダムノイズを除去したＶＥＰ信号を「ＶＥＰ信号」と記す）を１回の刺激毎に検出する。刺激の回数はＶＥＰ信号の大きさなどによって設定される。

計測部１１４は、波形処理部１３からＶＥＰ信号等の波形データを受け取り、ＶＥＰ信号を取り出すために、刺激毎のＶＥＰ信号等を加算平均すると共に、ＶＥＰ信号等の計測開始時点から所定回数毎にノイズレベルを求める。計測部１１４には、加算平均処理手段１２１、ノイズレベル検出手段１２２が備えられている。

加算平均処理手段１２１は、波形処理部１３からの波形データに基づくＶＥＰ信号等を、計測開始時点から１回毎に連続して所定回数加算し、加算平均ＶＥＰを求める。次いで、 計測開始時点から次の所定回数経過までのＶＥＰ信号等を１回毎に連続して加算して加算平均ＶＥＰを求める。以降、同様にして計測開始時点から所定回数経過毎の加算平均ＶＥＰを求める。

ノイズレベル検出手段１２２は、前記所定回数毎に前記計測開始時点からのノイズレベルを検出する。詳述すると、刺激部１１９における刺激を与えるタイミング（以下、刺激タイミングと記す）は計測部１１４に入力されており、刺激タイミングを基準にして定められた時間（以下、基準時間と記す）内の波形を取り出し、その波形の最大電位差（波形の中で最も高い電位と最も低い電位との電位差）を求める。次いでその所定回数内の前記最大電位差の平均値を求める。そして刺激毎の波形の最大電位差と前記最大電位差の平均値との差に基づいて、最大電位差の標準偏差（ＳＤ）を求める。この求められた標準偏差をその時点でのノイズレベルとする。

前記基準時間は刺激タイミングからの時間でも良いし、ＶＥＰ信号が消滅していると予想される時間、すなわち次の刺激タイミングの直前でも良い。基準時間を後者に設定すれば、ランダムノイズのみとなりやすいため都合が良い。

上記その時点でのノイズレベルは、前記所定回数経過毎の加算平均ＶＥＰを用いて求めることもできる。詳述すると、前記加算平均ＶＥＰの前記基準時間内に存在する波形のそれぞれの電位とそれらの平均値とに基づいて標準偏差を求め、これをこの時点でのノイズレベルとする。また、前記基準時間内に存在する波形の電位の最大値と最小値との差、すなわち最大電位差をその時点でのノイズレベルとしても良い。

所定回数毎に求められたノイズレベルは、表示制御手段３２によって表示手段３１に複数の所定回数に対応させて表示される。表示において第１の実施形態と異なる点は、所定時間に代えて所定回数とした点である。表示制御手段３２はまた、計測部１１４で求めた加算平均ＶＥＰを所定回数毎に表示する。なお、ノイズレベルの表示は、所定回数の整数倍毎に表示するようにしてもよい。

また、第１の実施形態と同様に、予測部１５によりノイズレベルの予測も行われる。表示制御手段３２は、予測されたノイズレベルを表示手段３１の画面に表示する。表示形態は、第１の実施形態で説明した、図６、図７に示される曲線ＥＬと同様である。

以上のような表示が行われるので、例えば、大きいノイズレベルが継続しているようなときには、入力部１８からＶＥＰ測定の停止を入力して、制御部１７を介して各部の動作を停止させることができる。そして、電極部１１１の電極の点検などを行って、再度入力部１８からＶＥＰ測定の開始を入力し、ＶＥＰ測定を行うことができる。また、ノイズレベルが早く減少する場合は、測定を早く終了させることができる。このため、効率的な測定を行うことが可能である。

また、予測によってノイズレベルの低下が期待できないようなときにも、入力部１８からＶＥＰ測定の停止を入力して、制御部１７を介して各部の動作を停止させることができる。このため、ノイズレベルが大きくて信頼性のない測定を長く継続することなく、効率的な測定を行うことが可能である。

１１、１１１ 電極部
１２ 波形入力部
１３ 波形処理部
１４、１１４ 計測部
１５ 予測部
１６ 表示部
１７ 制御部
１８ 入力部
２１、１２１ 加算平均処理手段
２２、１２２ ノイズレベル検出手段
３１ 表示手段
３２ 表示制御手段
１１９ 刺激部

Claims (7)

1. 類似した波形が繰り返し現れる生体信号を連続して得るための信号取得手段と、前記信号取得手段によって得られた前記類似した波形を所定時間毎または前記類似した波形が出現する所定回数毎に所望の開始時点から加算平均して加算平均波形を求める加算平均処理手段と、を備え、前記生体信号に含まれるランダムノイズを除去した生体信号を取り出す生体信号加算平均処理装置において、
   前記開始時点から前記所定時間毎または前記所定回数毎に前記信号取得手段によって得られた前記生体信号に含まれるランダムノイズのノイズレベルを検出するノイズレベル検出手段と、
   情報を表示するための表示手段と、
   前記表示手段の画面に情報を表示させる表示制御手段と、
   を備え、
   前記表示制御手段は、前記ノイズレベル検出手段により検出されたノイズレベルを前記所定時間または前記所定回数に関連させて時系列で前記表示手段の画面に表示させることを特徴とする生体信号加算平均処理装置。
2. 前記生体信号は心電図信号であり、
   前記加算平均処理手段は、前記信号取得手段によって得られた前記心電図信号を前記所定時間毎に前記所望の開始時点から加算平均して加算心電図を求め、
   前記ノイズレベル検出手段により検出されるランダムノイズのノイズレベルが所定の値より小さい時の前記加算心電図が加算心電図検査に使用されることを特徴とする請求項１に記載の生体信号加算平均処理装置。
3. 前記表示制御手段が表示手段に表示させるノイズレベルは、ノイズレベルを、前記所定時間または前記所定回数に関連させた数値と前記所定時間または前記所定回数に関連させたグラフとの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１または２に記載の生体信号加算平均処理装置。
4. 前記表示制御手段は、ノイズレベルの値が閾値を超えると、ノイズレベルの表示態様を変更して表示手段の画面に表示することを特徴とする請求項１乃至３に記載の生体信号加算平均処理装置。
5. 前記表示態様の変更は、色変化、テクスチャの変化、文字の太さ・大きさ・フォント・スタイルの少なくともいずれか一つの変化により行うことを特徴とする請求項４に記載の生体信号加算平均処理装置。
6. 前記ノイズレベル検出手段により検出されたノイズレベルを用いて、その時点から先のノイズレベルを予測するノイズレベル予測手段を備え、
   前記表示制御手段は、前記ノイズレベル予測手段により予測されたノイズレベルを前記表示手段の画面に表示することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の生体信号加算平均処理装置。
7. 前記表示制御手段は、その時点までのノイズレベルを前記所定時間または前記所定回数に関連させて表示すると共に予測されたノイズレベルを前記表示手段の画面に表示することを特徴とする請求項６項に記載の生体信号加算平均処理装置。

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