JP2018082893A - Bathtub-type electro-cardio monitoring system, detection method of disease seizure during bathing using the same, optimal bathing condition setting method, health status analysis method and control program of these execution - Google Patents

Bathtub-type electro-cardio monitoring system, detection method of disease seizure during bathing using the same, optimal bathing condition setting method, health status analysis method and control program of these execution Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a method for estimating unipolar chest 6 lead/lead (V-V, V, V) from 17 lead enabling actual measurement.SOLUTION: A bathtub-type electro-cardio monitoring system has a processing device, a bathtub being connected to the processing unit, a database and an output device. The system has 15-electrodes in an inner wall of the bathtub in which 13-electrodes are in the upper body side of a bather and 2-electrode in the foot part side. The processing device is characterized by finding the 6 lead signal (unipolar limb lead signal V, V, V, Vand additional lead V, V) of the chest side of the bather having no electrode based on the least squares method, by using the average projection matrix of multiple persons being stored in the database and the signal of 17 lead (bipolar limb lead (I, II, III) and unipolar limb lead (aVR, aVL, aVF, V, V, V, V, V, V, V, V, V, V, V)) enabling actual measurement during bathing from the 15-electrodes provided in the inner wall of the bathtub.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、浴槽式心電モニタリングシステム、これを用いる入浴中疾患発作の検知方法最適入浴条件設定方法、健康状態解析方法及び、これらを実施するための制御プログラムに関する。   The present invention relates to a bathtub type electrocardiogram monitoring system, a method for detecting a disease attack during bathing using the same, an optimal bathing condition setting method, a health condition analysis method, and a control program for carrying out these.

心電波形を読み取り各種の心臓疾患を検知するための心電図を誘導するために、心電計が用いられている。心電計は、心筋活動電位による細胞外電位を計測するために用いられる。   An electrocardiograph is used to read an electrocardiogram waveform and derive an electrocardiogram for detecting various heart diseases. An electrocardiograph is used to measure an extracellular potential due to a myocardial action potential.

一般に、かかる心電図を誘導するために、10個の電極を使用して標準12誘導波形からなる心電図を検出測定し、必要により記録を行う。   In general, in order to induce such an electrocardiogram, an electrocardiogram having a standard 12-lead waveform is detected and measured using 10 electrodes, and recording is performed if necessary.

すなわち、胸部誘導の測定のために6か所、四肢誘導のために4か所にそれぞれ電極を装着する。心電計によって、これら10個の電極から検出される心電位に基づき、標準12誘導の四肢6誘導信号(I,II,III,aVR,aVL,aVF)及び標準12誘導の胸部6誘導信号(V,V,V,V,V,V)を演算して出力している。 That is, electrodes are mounted at 6 locations for measurement of chest guidance and at 4 locations for limb guidance, respectively. Based on the electrocardiogram detected from these 10 electrodes by an electrocardiograph, the standard 12-lead limb 6-lead signal (I, II, III, aVR, aVL, aVF) and the standard 12-lead chest 6-lead signal ( V 1, V 2, V 3 , V 4, V 5, V 6) operation on the outputs.

かかる標準12誘導心電図を得るための誘導波形と測定部位の心電位との関係は次のようである。
I 誘導: vL−vR
II 誘導: vF−vR
III誘導: vF−vL
aVR誘導: vR−(vL+vF)/2
aVL誘導: vL−(vR+vF)/2
aVF誘導: vF−(vL+vR)/2
誘導: v1−(vR+vL+vF)/3
誘導: v2−(vR+vL+vF)/3
誘導: v3−(vR+vL+vF)/3
誘導: v4−(vR+vL+vF)/3
誘導: v5−(vR+vL+vF)/3
誘導: v6−(vR+vL+vF)/3
ただし、vX(X=L,R,F,1〜6)は、それぞれの電極装着位置で検出された電位である。
The relationship between the induced waveform for obtaining such a standard 12-lead electrocardiogram and the electrocardiogram at the measurement site is as follows.
I induction: vL-vR
II Induction: vF-vR
III induction: vF-vL
aVR induction: vR- (vL + vF) / 2
aVL induction: vL- (vR + vF) / 2
aVF induction: vF- (vL + vR) / 2
V 1 induction: v1- (vR + vL + vF ) / 3
V 2 induction: v2- (vR + vL + vF ) / 3
V 3 induction: v3- (vR + vL + vF ) / 3
V 4 induction: v4- (vR + vL + vF ) / 3
V 5 induction: v5- (vR + vL + vF ) / 3
V 6 induction: v6- (vR + vL + vF ) / 3
However, vX (X = L, R, F, 1 to 6) is a potential detected at each electrode mounting position.

このような多数の電極を使用しての測定は、設備が完備された病院内で患者を安静にしておく状態では可能である。   Measurements using such a large number of electrodes are possible when the patient is at rest in a fully equipped hospital.

しかし、在宅療養や救急医療を行う場合は、多数の電極を使用し、且つ各電極を生体の体表面上の適正な位置でそれぞれ装着することは困難な場合が多い。   However, when performing home medical care or emergency medical care, it is often difficult to use a large number of electrodes and attach each electrode at an appropriate position on the body surface of the living body.

一般的には心電図の信号を伝送し得るのは、1チャネル(1誘導)程度である。従って、2〜4個の電極を使用して標準12誘導波形内のいくつかの波形からなる心電図を検出測定することによって、心臓疾患に対する診断が行われている。   In general, an ECG signal can be transmitted in about one channel (one lead). Therefore, diagnosis for heart disease is performed by detecting and measuring an electrocardiogram composed of several waveforms within a standard 12-lead waveform using 2 to 4 electrodes.

一方、入浴中の心肺停止により亡くなる人は、年間1万7千人と推定されている。かかる点に鑑みて、電極の体表面への装着の煩わしさを回避するとともに、入浴中に心電図を得る方法及び装置として、これまで種々の開発が行われてきた(特許文献1−6, 8及び9)。   On the other hand, it is estimated that 17,000 people die from cardiopulmonary arrest during bathing. In view of this point, various developments have been made as a method and apparatus for obtaining an electrocardiogram during bathing while avoiding the troublesome wearing of the electrode on the body surface (Patent Documents 1-6, 8). And 9).

特許文献1は、浴槽の内壁面に3つの電極をマグネットで貼着、入浴中の心拍数を計測することを開示している。   Patent Document 1 discloses that three electrodes are attached to the inner wall surface of a bathtub with a magnet and the heart rate during bathing is measured.

特許文献2は、浴槽の内壁に複数の電極対を張り付け、最も大きい振幅の波形を処理に使い、入浴中の姿勢位置による心電信号振幅への影響を抑えることを示している。   Patent Document 2 shows that a plurality of electrode pairs are attached to the inner wall of a bathtub, the waveform having the largest amplitude is used for processing, and the influence on the electrocardiographic signal amplitude due to the posture position during bathing is suppressed.

特許文献3は、関電極を浴槽水に浸らず、浴槽壁上に両サイド設置し、ステンレス製浴槽全体は無関電極とすることを開示している。さらに、関電極を二つ手で握って、複数人が共浴しても一人だけの心電測定を可能とすることを開示している。   Patent Document 3 discloses that the Seki electrode is not soaked in bathtub water but is installed on both sides on the bathtub wall, and the entire stainless steel bathtub is used as an indifferent electrode. Furthermore, it is disclosed that only one person can perform electrocardiogram measurement even if a plurality of persons are bathed together by holding the Seki electrode with two hands.

特許文献4は、水密閉ケース内に心電増幅回路を収容し、外に3つの電極を張り付ける。ケースを湯面に浮かせ、入浴者が近づくと、自動的に心電図が計測されることを開示する。   In Patent Document 4, an electrocardiographic amplifier circuit is accommodated in a water-tight case, and three electrodes are attached to the outside. It is disclosed that an electrocardiogram is automatically measured when a case is floated on a hot water surface and a bather approaches.

特許文献5は、3つの電極を浴槽壁に張り付け、入浴中の心電図を計測し、HRVのHFCとLFCのパワーを計算する。計算結果を所定の閾値と比較し、ジェットバス装置、音響装置、調光装置、発香装置、調温装置などの人体刺激発生器の強度と稼働時間を人体の生理的、心理的状態に応じて制御することを開示する。   Patent Document 5 attaches three electrodes to a bathtub wall, measures an electrocardiogram during bathing, and calculates the power of HFC and LFC of HRV. Comparing the calculation result with a predetermined threshold, the intensity and operating time of the human body stimulation generator such as jet bath device, acoustic device, light control device, fragrance device, temperature control device etc. according to the physiological and psychological state of the human body To control.

特許文献6は、入浴者の体格や姿勢に合わせ、浴槽の内壁に着脱可能な吸盤に略円錐状の導電帯(アルミニウム)を勘合して、吸盤を浴槽内に任意の位置に取り付けることを開示している。   Patent Literature 6 discloses that a sucker is attached to an arbitrary position in a bathtub by fitting a substantially conical conductive band (aluminum) to a sucker that can be attached to and detached from the inner wall of the bathtub according to the physique and posture of the bather. doing.

特許文献8は、浴槽水の揺らぎの影響を受けずに安定な心電図を計測できる金属ワイヤ型電極(環状曲げ型、撚り線型)を示し、4つの電極を用いて、6つの肢誘導心電計を導出する(I,II,III,aVR,aVL,aVF)ことを開示する。   Patent Document 8 shows a metal wire type electrode (annular bend type, stranded wire type) capable of measuring a stable electrocardiogram without being affected by fluctuations in bathtub water, and using six electrodes, six limb-leading electrocardiographs. Is derived (I, II, III, aVR, aVL, aVF).

特許文献9は、3つの検知電極と一つの共通電極を用いて、I,II,III誘導の信号を計測する。1−100Hzのバンドパスフィルタを用いて心電信号を抽出し、0.1−1Hzのバンドパスフィルタを用いて呼吸信号を抽出する。   Patent Document 9 measures I, II, and III induction signals using three detection electrodes and one common electrode. An electrocardiogram signal is extracted using a 1-100 Hz bandpass filter, and a respiratory signal is extracted using a 0.1-1 Hz bandpass filter.

特許文献9は、浴槽の長手方向に2つの電極を張り付け、両者の心電信号振幅により入浴体位を判定する。背中側と足側の体表面温度差を用いて入浴者の「のぼせ」状態を推定する。「のぼせ」状態に合わせて、入浴環境を調整する。排水装置から湯水を排出させ、体表温度を低下させ、「のぼせ」状態からの回復を図ることを開示する。   Patent document 9 sticks two electrodes in the longitudinal direction of the bathtub, and determines the bathing position based on the electrocardiogram signal amplitude of both. Estimate the bather's “hot” state using the difference in body surface temperature between the back and foot sides. Adjust the bathing environment according to the "no hotness" state. Disclosing hot water from the drainage device, lowering the body surface temperature, and recovering from a “hot” state are disclosed.

特開平5−95921号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-95921 特開平5−95923号公報JP-A-5-95923 特開平5−103766号公報JP-A-5-103766 特開平5−111470号公報JP-A-5-111470 特許第2594217号公報Japanese Patent No. 2594217 特開平10−155757号公報JP-A-10-155757 特許第4587008号公報Japanese Patent No. 4586008 特開2008−93100号公報JP 2008-93100 A 特許第5048568号公報Japanese Patent No. 5048568 特開2008−100080号公報JP 2008-100080 A

上記の特許文献に示される従来の入浴中に心電図を得る方法及び、装置においては、次のような特徴を有するものである。   The conventional method and apparatus for obtaining an electrocardiogram during bathing disclosed in the above patent document have the following characteristics.

基本的に3つの電極を用いるものである。それより多い複数の電極を使用する場合であっても、良好な信号を出力する電極を探り、この電極からの出力を使用するというものである。複数誘導を利用するという思想は示されていない。   Basically, three electrodes are used. Even when a larger number of electrodes are used, an electrode that outputs a good signal is searched and the output from this electrode is used. The idea of using multiple leads is not shown.

また、上記入浴中に心電図を得る技術を開示する特許文献では、心電図の計測のみであって、データ解析とそれに基づく利用についてのシナリオは示されていない。   Moreover, in the patent document which discloses the technique for obtaining an electrocardiogram during bathing, only the measurement of the electrocardiogram is performed, and a scenario for data analysis and use based thereon is not shown.

さらに、心電図の異常診断に関する解析と利用についてのシナリオも示されていない。   Furthermore, there is no scenario regarding the analysis and use of ECG abnormality diagnosis.

特許文献10に開示の発明は、特許文献7に開示の標準12誘導心電図の構築方法及び装置に関する発明の改良である。すなわち、特許文献7に開示の発明によって、高精度の標準12誘導心電図を得ることが出来るが、例えば心筋梗塞のうち、心筋に血液を送る冠状動脈の狭窄が心筋の後壁で生じた時には、電極の装着部位が後壁から遠いために、心電図波形の感度が低く、冠状動脈の狭窄による心電波形への影響が反映しにくい。   The invention disclosed in Patent Document 10 is an improvement of the invention related to the method and apparatus for constructing a standard 12-lead ECG disclosed in Patent Document 7. That is, according to the invention disclosed in Patent Document 7, a highly accurate standard 12-lead electrocardiogram can be obtained. For example, when a stenosis of a coronary artery that sends blood to the myocardium occurs in the posterior wall of the myocardium in myocardial infarction, Since the electrode mounting site is far from the posterior wall, the sensitivity of the electrocardiogram waveform is low, and it is difficult to reflect the influence on the electrocardiogram waveform due to the stenosis of the coronary artery.

このため、胸部誘導の延長線上にある電極装着部位で測定されるV,V,V誘導や、胸部誘導の電極部位と対象的な位置にある電極部位によりV3R,V4R,V5R,V6R誘導から付加誘導心電図を得ることが行われている。 For this reason, V 7 , V 8 , V 9 leads measured at the electrode mounting site on the extension line of the chest lead, and V 3R , V 4R , V depending on the electrode part at the target position with the electrode part of the chest lead. An additional electrocardiogram is obtained from the 5R and V6R leads .

ここで、V,V,V誘導の付加誘導心電図を得るためには、付加誘導測定用の電極装着を患者の背中等の位置に行うことが必要である。かかる点から、特許文献10は、12誘導において用いる電極に対して更に電極を装着することなく、簡易に付加誘導を得ることを開示している。 Here, in order to obtain the additional lead electrocardiograms for leads V 7 , V 8 , and V 9 , it is necessary to attach the electrodes for the additional lead measurement to a position such as the back of the patient. From this point, Patent Document 10 discloses that an additional induction can be easily obtained without attaching an electrode to the electrode used in 12 induction.

しかし、特許文献7及び10では、入力中における心電図測定について、何ら開示はされていない。   However, Patent Documents 7 and 10 do not disclose any electrocardiogram measurement during input.

ここで、浴槽に電極を配置する場合、前壁の単極胸部6誘導誘導(V〜V,V3R,V4R)が実測不能である。したがって、上記の従来技術に対し、本発明の目的は、前記単極胸部6誘導誘導(V〜V,V3R,V4R)を実測可能な17誘導から推定する方法を提案することにある。 Here, the case of arranging the electrode in a bath, unipolar chest 6 induced induction of the front wall (V 1 ~V 4, V 3R , V 4R) is impossible measured. Therefore, the object of the present invention is to propose a method for estimating the monopolar chest 6-lead (V 1 to V 4 , V 3R , V 4R ) from 17 leads that can be actually measured. is there.

さらに、入浴中にリアルタイムに計測した心電信号から心拍数、呼吸数を求める方法、又、心拍数変動の解析から身体状態を推定し、圧、音、光、温度、香の入力と関連するが外部環境要素を制御する技術を提示する。さらに、長期にわたって日頃入浴時のデータ蓄積とその活用を可能にする浴槽式心電モニタリングシステム、これを用いる入浴中疾患発作の検知方法、最適入浴条件設定方法及び、これを実施するためのプログラムを提供することを目的とする。   In addition, heart rate and respiratory rate are obtained from electrocardiogram signals measured in real time during bathing, and body condition is estimated from analysis of heart rate variability and related to pressure, sound, light, temperature and incense input. Presents technology to control external environmental elements. Furthermore, a bath-type electrocardiogram monitoring system that makes it possible to accumulate and use data during daily bathing over a long period of time, a method for detecting a disease attack during bathing using the same, a method for setting optimal bathing conditions, and a program for implementing this The purpose is to provide.

上記目的を達成する本発明に従う第1の側面は、浴槽式心電モニタリングシステムであって、処理装置と、前記処理装置に接続される浴槽と、データベースと、出力装置を有し、前記浴槽の内壁に、次の位置関係を有する15個の電極であって入浴者の上半身側に13個の電極と足部側に2個の電極を有し、
No. 電極名 位置
1 VLA 左手
2 VRA 右手
3 VLF 左足
4 VRF 右足
5 V第5肋間水平線と左前腋窩線との交点
6 V第5肋間水平線と左中腋窩線との交点
7 Vと左後腋窩線との交点
8 Vと左中央肩甲骨線との交点
9 Vの後
10 V10 中央後
11 V5R 第5肋間水平線と右前腋窩線との交点
12 V6R 第5肋間水平線と右中腋窩線との交点
13 V7R 6Rと右後腋窩線との交点
14 V8R 6Rと右中腋窩線との交点
15 V9R 3Rの後
前記処理装置は、前記データベースに格納される複数人の平均的投影行列と、前記浴槽の内壁に有する15個の電極から入浴時実測可能な17誘導の信号(双極肢誘導[I,II,III], 単極肢誘導[aVR,aVL,aVF,V,V,V7,V,V,V10,V5R,V6R,V7R,V8R,V9R])とを用いて、最小二乗法で電極を有しない前記入浴者の胸側の6誘導信号(単極肢誘導信号V,V,V,Vと付加誘導V3R,V4R)を求めることを特徴とする。
The 1st side according to the present invention which achieves the above-mentioned object is a bathtub type electrocardiogram monitoring system, and has a processing device, a bathtub connected to the processing device, a database, and an output device. The inner wall has 15 electrodes having the following positional relationship, 13 electrodes on the upper body side of the bather and 2 electrodes on the foot side,
No. Electrode name Position 1 V LA left hand 2 V RA right hand 3 V LF left foot 4 V RF right foot 5 V 5 Intersection of fifth intercostal horizon and left anterior axillary line 6 V 6 Intersection of fifth intercostal horizon and left central axillary line 7 V 7 V Intersection of 6 and left posterior axilla line Intersection of 8 V 8 V 6 and left central scapula line
After 9 V 9 V 3
10 V 10 center rear 11 V 5R 5th intercostal horizontal line and right anxillary line intersection
12 V 6R Intersection of 5th intercostal horizontal line and right mid-axillary line 13 V 7R Intersection of 6R and right rear axillary line Intersection of 14 V 8R V 6R and right mid-axillary line 15V 9R V 3R Post-processing The apparatus includes an average projection matrix of a plurality of persons stored in the database, and 17-lead signals (bipolar limb leads [I, II, III], Tankyokushi induced with [aVR, aVL, aVF, V 5, V 6, V 7, V 8, V 9, V 10, V 5R, V 6R, V 7R, V 8R, V 9R] a) It is characterized in that 6-lead signals (monopolar limb induction signals V 1 , V 2 , V 3 , V 4 and additional inductions V 3R , V 4R ) on the chest side of the bather who does not have an electrode are obtained by the least square method To do.

上記目的を達成する本発明に従う第1の側面における、第1の形態は、前記平均的投影行列から推定したV,V,V,V5R,V6Rと実測したV,V,V,V5R,V6Rとの差分を修正項として、個人別にチューニングした投影行列と、前記17誘導の信号からV,V,V5R,V6Rを除いた入浴時実測可能な13誘導の信号とを用いて、最小二乗法で電極を有しない前記入浴者の胸側の前記6誘導信号を求めることを特徴とする。 In the first aspect according to the present invention to achieve the above object, a first aspect, the average projection V 5 estimated from the matrix, V 6, V 7, V 5R, V 5 was measured with V 6R, V 6 , V 7 , V 5R , V 6R as a correction term, a projection matrix tuned for each individual, and can be measured during bathing by excluding V 5 , V 6 , V 5R , V 6R from the 17-lead signal Using the 13-lead signal, the 6-lead signal on the chest side of the bather who does not have an electrode is obtained by the method of least squares.

上記目的を達成する本発明に従う第2の側面は、前記浴槽式心電モニタリングシステムを用いる入浴中疾患発作検知方法であって、前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心電信号を解析する工程と、前記心電信号の解析に基づき、不整脈または心筋梗塞の異常イベントを検知する工程を有することを特徴とする。   The second aspect according to the present invention for achieving the above object is a method for detecting a disease attack during bathing using the bathtub-type electrocardiographic monitoring system, the method comprising measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub, A step of performing preprocessing on the measured electrocardiogram signal; a step of analyzing an electrocardiogram signal based on a preprocessing result of the measured electrocardiogram signal; and an arrhythmia or myocardium based on the analysis of the electrocardiogram signal It has the process of detecting the abnormal event of an infarction.

上記目的を達成する本発明に従う第2の側面の第1の形態は、前記前処理として、前記心電信号を計測する工程により計測された心電信号から心電解析結果を得る工程と、前記心電信号における基線動揺とハムを除去する前処理工程と、前記前処理後にQRSを強調して、QRS特徴点を検知する工程と、を有することを特徴とする。   The first aspect of the second aspect according to the present invention that achieves the above object is the step of obtaining an electrocardiogram analysis result from an electrocardiogram signal measured by the step of measuring the electrocardiogram signal as the preprocessing, A preprocessing step for removing baseline fluctuations and hum in the electrocardiogram signal; and a step of emphasizing the QRS after the preprocessing and detecting a QRS feature point.

上記目的を達成する本発明に従う第2の側面の第2の形態は、前記QRS特徴点を検知する工程により検知されるQRS特徴点データを心拍数毎のデータに分割する工程と、前記分割する工程で検知されるRRI時系列データに基づき、心拍数異常を検知する工程と、前記工程により心拍数異常を検知するとき、不整脈に起因する病状を判定する工程を有することを特徴とする。   The second form of the second aspect according to the present invention that achieves the above object is the step of dividing QRS feature point data detected by the step of detecting the QRS feature points into data for each heart rate, and the division. The method includes a step of detecting a heart rate abnormality based on RRI time-series data detected in the step, and a step of determining a medical condition caused by arrhythmia when the heart rate abnormality is detected by the step.

上記目的を達成する本発明に従う第2の側面の第3の形態は、前記QRS特徴点を検知する工程により検知されるQRS特徴点データを心拍数毎のデータに分割する工程と、前記分割する工程で検知されるSTレベルの変動量に対応して、心筋梗塞の状態を判定する工程とを有することを特徴とする。   The third form of the second aspect according to the present invention that achieves the above object is the step of dividing QRS feature point data detected by the step of detecting the QRS feature points into data for each heart rate, and the division. And a step of determining the state of myocardial infarction in response to the ST level variation detected in the step.

上記目的を達成する本発明に従う第3の側面は、前記浴槽式心電モニタリングシステムを用いる最適入浴条件設定方法であって、前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心拍数変動を解析する工程と、前記心拍数変動の解析に基づき心拍変動の周波数パラメータを求める工程と、前記求めた心拍変動の周波数パラメータに基づき快適度を解析する工程とを有することを特徴とする。   The third aspect according to the present invention that achieves the above object is an optimum bathing condition setting method using the bathtub type electrocardiographic monitoring system, the step of measuring an electrocardiographic signal from an electrode on the inner wall of the bathtub, A step of pre-processing the measured electrocardiogram signal; a step of analyzing heart rate variability based on a pre-processing result of the measured electrocardiogram signal; and a frequency parameter of heart rate variability based on the analysis of the heart rate variability And a step of analyzing the comfort level based on the obtained frequency parameter of the heartbeat variability.

上記目的を達成する本発明に従う第3の側面の第1の形態は、前記心拍変動の周波数パラメータに基づき快適度を解析する工程は、快適度として、浴槽水温を基準に判定することを特徴とする。   The first form of the third aspect according to the present invention that achieves the above object is characterized in that the step of analyzing the comfort level based on the frequency parameter of the heartbeat variability is determined based on the bath water temperature as the comfort level. To do.

上記目的を達成する本発明に従う第3の側面の第2の形態は、前記心拍変動の周波数パラメータに基づき快適度を解析する工程は、快適度として、入浴時間を基準に判定することを特徴とする。   The second form of the third aspect according to the present invention that achieves the above object is characterized in that the step of analyzing the comfort level based on the frequency parameter of the heartbeat variability is determined based on the bathing time as the comfort level. To do.

上記目的を達成する本発明に従う第4の側面は、前記浴槽式心電モニタリングシステムを用いる健康状態解析方法であって、前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心拍数変動を解析する工程と、前記心拍数変動の解析データを所定期間ごとに解析を行う工程と、前記所定期間ごとの解析に基づき、所定の健康状態のパラメータの検出を行う工程を有することを特徴とする。   The 4th side according to the present invention which achieves the above-mentioned object is a health condition analysis method using the bathtub type electrocardiogram monitoring system, the step of measuring an electrocardiogram signal from the electrode which the inner wall of the bathtub has, and the measurement Performing pre-processing on the measured ECG signal, analyzing the heart rate fluctuation based on the pre-processing result on the measured ECG signal, and analyzing the analysis data of the heart rate fluctuation at predetermined intervals. And a step of detecting a parameter of a predetermined health condition based on the analysis for each predetermined period.

上記目的を達成する本発明に従う第5の側面は、浴槽式心電モニタリングシステムを用いる入浴中疾患発作検知方法の実行を制御する制御プログラムであって、前記処理装置に、前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心電信号を解析する工程と、前記心電信号の解析に基づき、不整脈または心筋梗塞の異常イベントを検知する工程とを実行させることを特徴とする。   The 5th side according to the present invention which achieves the above-mentioned object is a control program which controls execution of the disease seizure detection method during bathing using a bathtub type electrocardiogram monitoring system, and has in the processing unit, the inner wall of the bathtub A step of measuring an electrocardiogram signal from an electrode; a step of performing pre-processing on the measured electrocardiogram signal; a step of analyzing an electrocardiogram signal based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal; And a step of detecting an abnormal event of arrhythmia or myocardial infarction based on an analysis of an electrocardiogram signal.

上記目的を達成する本発明に従う第5の側面における第1の形態は、前記処理装置に、前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心拍数変動を解析する工程と、前記心拍数変動の解析データを所定期間ごとに解析を行う工程と 前記所定期間ごとの解析に基づき、所定の健康状態のパラメータの検出を行う工程とを実行させることを特徴とする制御プログラム。   The first aspect of the fifth aspect according to the present invention that achieves the above object is the step of measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub in the processing device, and a step before the measured electrocardiogram signal. A step of performing processing, a step of analyzing heart rate variability based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal, a step of analyzing the analysis data of the heart rate variability for each predetermined period, and for each predetermined period And a step of detecting a parameter of a predetermined health condition based on the analysis.

本発明に従う浴槽式心電モニタリングシステムの一構成例である。It is one structural example of the bathtub type electrocardiogram monitoring system according to the present invention. 本発明に従う心電モニタリングに用いる浴槽1に設置される電極位置を説明する図である。It is a figure explaining the electrode position installed in the bathtub 1 used for the electrocardiogram monitoring according to this invention. 理解容易のため、浴槽の電極配置を拡大して示す図であるIt is a figure which expands and shows electrode arrangement of a bathtub for easy understanding 本発明に従うデータ解析フローを示す図である。It is a figure which shows the data analysis flow according to this invention. 一般的心電信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of a general electrocardiogram signal. 心電信号前処理のフロー図である。It is a flowchart of an electrocardiogram signal preprocessing. 心電信号の特徴解析を行うときの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow when performing the characteristic analysis of an electrocardiogram signal. 異常イベントの検知(不整脈)を検知する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which detects the detection (arrhythmia) of an abnormal event. 異常イベントの検知(心筋梗塞)を検知する処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow which detects the detection (myocardial infarction) of an abnormal event. 心拍数変動解析の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of heart rate fluctuation | variation analysis. 最適入浴条件設定(浴槽水温)を行うときの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow when performing optimal bathing condition setting (tub water temperature). 最適入浴条件設定(入浴時間)を行うときの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow when performing optimal bathing condition setting (bathing time). 健康状態変動解析を行うときの処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow when performing a health condition fluctuation | variation analysis.

以下に、本発明の実施例を添付の図面に従い説明する。これらの実施例は本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明の適用は、これら実施例に限定されるものではない。また、本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲と同一又は類似の範囲にも及ぶ。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. These examples are for facilitating the understanding of the present invention, and the application of the present invention is not limited to these examples. Further, the scope of protection of the present invention covers the same or similar scope as the claims.

図1は、本発明に従う浴槽式心電モニタリングシステムの一構成例である。パーソナルコンピュータ等の処理装置2を中心に、浴槽1、データベース3及び出力装置4が接続される。   FIG. 1 is a configuration example of a bathtub type electrocardiogram monitoring system according to the present invention. The bathtub 1, the database 3, and the output device 4 are connected around the processing device 2 such as a personal computer.

処理装置2は、格納されるプログラムの実行により入浴中の浴槽1の壁に張られた電極の電位を検出して、本発明に従う心電モニタリングを行う。   The processing device 2 detects the electric potential of the electrode stretched on the wall of the bath 1 during bathing by executing a stored program, and performs electrocardiographic monitoring according to the present invention.

後に説明する前壁の単極胸部6誘導(V〜V,V3R,V4R)を実測可能な17誘導から推定する際に使用する投影行列は、電極の配置、電極と入浴者との相対位置、入浴者のサイズ等と関係する。実際入浴時に、個々人の投影行列を求めることは困難である。したがって、投影行列は、複数の人の23誘導の実測信号を事前に求め、データベース3に保存しておき、これを利用する。 The projection matrix used when estimating the unipolar chest 6 leads (V 1 to V 4 , V 3R , V 4R ) of the front wall, which will be described later, from 17 leads that can be actually measured is the electrode arrangement, the electrode, the bather, This is related to the relative position of the bather, the size of the bather, etc. In fact, it is difficult to obtain the projection matrix of each person at the time of bathing. Therefore, as the projection matrix, 23-lead measurement signals of a plurality of persons are obtained in advance, stored in the database 3, and used.

図2は、本発明に従う心電モニタリングに用いる浴槽1に設置される電極位置を説明する図である。図2の上方向に浴槽1の平面図における電極配置を、下方向に入浴者の側面の概略と電極の高さ位置を示している。入浴時に頭側に対応する領域に、13個の電極を、足部側に2個の計15個の電極が浴槽1の壁に設けられる。点Cの位置が心臓の位置である。   FIG. 2 is a diagram for explaining electrode positions installed in the bathtub 1 used for electrocardiographic monitoring according to the present invention. The electrode arrangement | positioning in the top view of the bathtub 1 is shown to the upper direction of FIG. 2, and the outline of the bather's side surface and the height position of an electrode are shown to the downward direction. The wall of the bathtub 1 is provided with 13 electrodes in the region corresponding to the head side during bathing and 2 electrodes in total on the foot side. The position of point C is the position of the heart.

図3は、理解容易のため、浴槽1の電極配置を拡大して示す図である。図3に拡大して示すように浴槽1にあっては、前壁のV〜Vの位置に電極を設けることが出来ない。 FIG. 3 is an enlarged view showing the electrode arrangement of the bathtub 1 for easy understanding. As shown in an enlarged view in FIG. 3, in the bathtub 1, electrodes cannot be provided at the positions of V 1 to V 4 on the front wall.

図2の例は、Simonsonの発表した胸部誘導軸を用いて示しているが、同様な原理は、Chou配置や他の配置にも適用可能である。かかる15個の電極の設置位置は、次のとおりの対応位置である。   The example of FIG. 2 is shown using the thoracic guidance axis published by Simonson, but the same principle can be applied to the Chou arrangement and other arrangements. The installation positions of the 15 electrodes are the corresponding positions as follows.

No. 電極名 位置
1 VLA 左手
2 VRA 右手
3 VLF 左足
4 VRF 右足
5 V第5肋間水平線と左前腋窩線との交点
6 V第5肋間水平線と左中腋窩線との交点
7 Vと左後腋窩線との交点
8 Vと左中央肩甲骨線との交点
9 Vの後
10 V10 中央後
11 V5R 第5肋間水平線と右前腋窩線との交点
12 V6R 第5肋間水平線と右中腋窩線との交点
13 V7R 6Rと右後腋窩線との交点
14 V8R 6Rと右中腋窩線との交点
15 V9R 3Rの後
No. Electrode name Position 1 V LA left hand 2 V RA right hand 3 V LF left foot 4 V RF right foot 5 V 5 Intersection of fifth intercostal horizon and left anterior axillary line 6 V 6 Intersection of fifth intercostal horizon and left central axillary line 7 V 7 V Intersection of 6 and left posterior axilla line Intersection of 8 V 8 V 6 and left central scapula line
After 9 V 9 V 3
10 V 10 center rear 11 V 5R 5th intercostal horizontal line and right anxillary line intersection
12 V 6R Intersection of 5th intercostal horizontal line and right middle axillary line 13 V 7R Intersection of 6R and right rear axillary line 14 V 8R Intersection of 6R and right central axillary line After 15 V 9R V 3R

図2において、単極胸部誘導の誘導軸は、心臓の電気的中心Cと胸部周囲の15個の電極装着部位を結んだ線である。誘導軸の極性は、電極装着部位が(+)、心臓の電気的中心が(−)となる。Vが前方、Vが左方から起電力ベクトルを眺める誘導である。 In FIG. 2, the induction axis for monopolar chest guidance is a line connecting the electrical center C of the heart and 15 electrode mounting sites around the chest. The polarity of the induction axis is (+) at the electrode mounting site and (−) at the electrical center of the heart. V 2 is induction front, V 6 is views of the electromotive force vector from the left side.

かかる図2に示す電極配置から入浴中に23誘導の心電図をモニタリングする。   The electrocardiogram of 23 leads is monitored during bathing from the electrode arrangement shown in FIG.

23誘導心電図は、標準12誘導(8実測信号+4導出信号)と付加11誘導(9実測信号+2導出信号)で取得可能である。   The 23-lead ECG can be acquired with standard 12 leads (8 actual measurement signals + 4 derived signals) and additional 11 leads (9 actual measurement signals + 2 derived signals).

標準12誘導の8実測信号は、次により求められる。   The standard 12-lead 8 actual measurement signal is obtained as follows.

8実測信号=3つの双極誘導(I,II,III)+3つの単極肢誘導(aVR,aVL,aVF)+2つの単極胸部誘導(V,V)である。 8 measured signals = three bipolar lead (I, II, III) +3 single-pole limb leads (aVR, aVL, aVF) is +2 single-pole chest lead (V 5, V 6).

付加11誘導の9実測信号は、次により求められる。   The 9 actual measurement signals for the additional 11 leads are obtained as follows.

9実測信号=付加単極胸部9誘導、即ちV,V,V,V10,V5R,V6R,V7R,V8R,V9R 9 Actual measurement signal = additional monopolar chest 9 lead, that is, V 7 , V 8 , V 9 , V 10 , V 5R , V 6R , V 7R , V 8R , V 9R

6つの導出信号(6導出信号)は、次のようである。   The six derived signals (6 derived signals) are as follows.

6導出信号=標準12誘導中の4つの単極胸部誘導(V,V,V,V)+2つの付加誘導(V3R,V4R6 derived signals = 4 unipolar chest leads (V 1 , V 2 , V 3 , V 4 ) in standard 12 leads + 2 additional leads (V 3R , V 4R )

すなわち、本発明は、浴槽1に配置された電極から電極が配置されない胸部側の電位(6導出信号)を演算により導出することに特徴を有する。   That is, the present invention is characterized in that the chest side potential (6 derivation signal) where no electrode is arranged is derived from the electrodes arranged in the bathtub 1 by calculation.

ここで、双極誘導とは、2個の電極間の電位差を計測し、心電図を得る方法である。例えば、標準肢誘導(I,II,III誘導)である。一方、単極誘導は、計測電極と「不関電極」と呼ばれる電位基点間の電位差を計測し,心電図を得る方法である。   Here, bipolar induction is a method of obtaining an electrocardiogram by measuring a potential difference between two electrodes. For example, standard limb guidance (I, II, III guidance). On the other hand, monopolar induction is a method of obtaining an electrocardiogram by measuring a potential difference between a measurement electrode and a potential base point called an “indifferent electrode”.

さらに、上記の導出方法は、リードベクトル原理による最小二乗法を用いる。   Further, the above derivation method uses the least square method based on the lead vector principle.

平均投影行列と実測信号17誘導、即ち(I,II,III,aVR,aVL,aVF,V,V,V,V,V,V10,V5R,V6R,V7R,V8R,V9R)を用いる。 Average projection matrix and the measured signal 17 derived, i.e. (I, II, III, aVR , aVL, aVF, V 5, V 6, V 7, V 8, V 9, V 10, V 5R, V 6R, V 7R, V8R , V9R ) are used.

後に、この導出演算手順を説明するが、理解容易のために、概略を先に説明する。   This derivation calculation procedure will be described later, but the outline will be described first for easy understanding.

17誘導(入浴時実測可能な誘導の数)の信号を用いて、最小二乗法で前壁の単極胸部6誘導を推定する、データベース3から最適な平均的投影行列を求める。被測定者である入浴者は皆、この平均的な投影行列と入浴時に実測される17誘導の信号を用いて、前壁の単極胸部6誘導を推定する。   An optimal average projection matrix is obtained from the database 3 that estimates the unipolar chest 6 lead of the anterior wall by the least square method using a signal of 17 leads (the number of leads that can be actually measured during bathing). All bathers who are subjects to be measured use this average projection matrix and the 17-lead signal actually measured at the time of bathing to estimate the monopolar chest 6 lead of the front wall.

また、別の方法として、13誘導(V,V,V5R,V6Rを除いた入浴時実測可能な誘導の数)の信号を用いて、最小二乗法で前壁の単極胸部6誘導を推定する、データベース3から最適な平均的投影行列を求める。個人別投影行列の修正項は、上記平均的投影行列より推定したV,V,V5R,V6R誘導と実測したV,V,V5R,V6R誘導の差から求める。上記最適な平均的投影行列と個人別投影行列の修正項を用いて個人別にチューニングした投影行列を構成する。入浴被測定者は、個人別にチューニングした投影行列と入浴時に実測した13誘導(V,V,V5R,V6Rを除いた入浴時実測可能な誘導の数)の信号を用いて、前壁の単極胸部6誘導を推定する。 As another method, using the signal of 13 leads (the number of leads that can be measured during bathing excluding V 5 , V 6 , V 5R , and V 6R ), the monopolar chest 6 on the front wall is obtained by the least square method. An optimum average projection matrix is obtained from the database 3 for estimating the guidance. Correction terms of individualized projection matrix, the average projection V 5 estimated from the matrix, V 6, V 5R, V 6R guided actually measured V 5, V 6, V 5R , determined from the difference between V 6R induction. A projection matrix tuned for each individual is constructed using the optimum average projection matrix and the correction term for the individual projection matrix. Bathing person to be measured, by using a signal personalized tuning the projection matrix to the 13 induction was measured during bathing (V 5, V 6, V 5R, number of time measurable induction bathing excluding the V 6R), before Estimate monopolar chest 6 lead in the wall.

次に、上記導出の演算過程を説明する。   Next, the calculation process of the derivation will be described.

体表の心電位vは、リードベクトル(lead vector)l上心臓ベクトル(heart vector)hの投影である。   The electrocardiogram v of the body surface is a projection of a lead vector l and a heart vector h.

ただし、lは、電極位置に依存する。   However, l depends on the electrode position.

3つの独立誘導Lで3つの心電位Vを計測すれば、hを計算可能である。   If three electrocardiograms V are measured with three independent leads L, h can be calculated.

式(2)を式(1)に代入して、
Substituting equation (2) into equation (1),

すなわち、誘導理論によると、任意リードベクトルl上の心電位vは式(3)で計算可能であり、計測した3つの心電位Vの線形組み合わせで任意誘導(位置)の心電位を導出可能である。   That is, according to the induction theory, the electrocardiogram v on the arbitrary lead vector l can be calculated by the equation (3), and the electrocardiogram of the arbitrary induction (position) can be derived from the linear combination of the three measured electrocardiograms V. is there.

目的として実測信号17誘導を用いて、胸部6誘導を導出する。   The chest 6 lead is derived using the measured signal 17 lead as an objective.

投影行列A={aij}を求めるために、データベース3(図1)にあるデータを用いて最小二乗法で投影行列Aを求める。 In order to obtain the projection matrix A = {a ij }, the projection matrix A is obtained by the least square method using data in the database 3 (FIG. 1).

このように求めた投影行列Aは平均的な容積導体(average volume conductor model)を反映する。   The projection matrix A thus obtained reflects an average volume conductor model.

式(5)を行列式に書き直す。   Rewrite equation (5) as a determinant.

vjは時間に伴い変化するので、最適なAを求める際に、少なくとも一心拍分以上のデータを含む。 v j changes with time, so when finding the optimal A, it contains at least data for one heartbeat.

したがって、
Therefore,

式(7)を行列式に書き直す。  Rewrite equation (7) into a determinant.

ここで、
here,

式(8)を再掲すると、
Reprinting equation (8)

推定値
と実測値uiとの差を最小化する。
Estimated value
And the difference between the measured values u i is minimized.

eiは17計測誘導vjとそれぞれ直交時、最小になる。すなわち、
e i is minimized when orthogonal to 17 measurement leads v j . That is,

式(14)を全部展開すると、
Expanding all of Equation (14),

これを整理すると、
To organize this,

したがって、
Therefore,

ここで、aiは、誘導iを導出するための投影行列(17×1)である。vは計測した17誘導の心電図(ECG:Electrocardiogram)信号(式(10))、uiは導出誘導(i=1,2,3,4,3R,4R)の基準となる実測信号(N×1)である。 Here, a i is a projection matrix (17 × 1) for deriving the guidance i. v is a measured 17-lead electrocardiogram (ECG) signal (formula (10)), u i is an actual measurement signal (N × 1) that is a reference for derived leads (i = 1, 2, 3, 4, 3R, 4R). 1).

viを導出するのに、上記式(12)を使う。
は、導出した誘導iの信号ベクトル(時系列データN×1)である。
The above equation (12) is used to derive v i .
Is the derived signal vector of the induction i (time-series data N × 1).

データベース3の全23誘導ECG信号を用いて、17誘導の実測信号より6誘導(v1〜v4,v3R,v4R)の信号を導出するため6つの平均投影行列ai(a1〜a4, a3R, a4R)を求める。 In order to derive signals of 6 leads (v 1 to v 4 , v 3R , v 4R ) from 17 measured signals using all 23 lead ECG signals of the database 3, six average projection matrices a i (a 1 to a 4, a 3R, seek a 4R).

入浴時、直接計測できる17誘導の信号と上記平均投影行列ai(a1〜a4, a3R, a4R)を用いて、v1〜v4,v3R,v4Rの6誘導のECG信号を導出する。 6-lead ECG of v 1 to v 4 , v 3R and v 4R using the 17-lead signal that can be directly measured during bathing and the average projection matrix a i (a 1 to a 4 , a 3R , a 4R ) Deriving the signal.

さらに、精度を高める場合は、上記平均投影行列ai(a1〜a4, a3R, a4R)を個人別にチューニングする方法を用いる。チューニングは以下の手順で行う。 Further, in order to increase the accuracy, a method of tuning the average projection matrix a i (a 1 to a 4 , a 3R , a 4R ) for each individual is used. Perform tuning according to the following procedure.

データベース3の全誘導ECGデータを用いて、13誘導の実測信号(上記17誘導中更にv5, v6, v5R, v6Rを除く)から、平均投影行列(a5, a6, a5R, a6R)を求める(リードベクトルによる最小二乗法を用いる)。 Using the total lead ECG data of database 3, the average projection matrix (a 5 , a 6 , a 5R from the measured signal of 13 leads (excluding v 5, v 6, v 5R, v 6R during the 17 lead) , a 6R ) (using the least squares method with lead vectors).

入浴時、17誘導の計測信号から13誘導の信号(v5, v6, v5R, v6R以外)を用いて、個人別投影行列a5t, a6t, a5Rt, a6Rtを求める(リードベクトル原理による最小二乗法を用いる)。 When bathing, using 13 induction signals from the measurement signals of the induced 17 (v 5, v 6, v 5R, except v 6R), personalized projection matrix a 5t, a 6t, a 5Rt , seeking a 6Rt (read (Least square method based on vector principle is used).

4つの平均投影行列(a5, a6, a5R, a6R)と4つの個人別投影行列(a5t, a6t, a5Rt, a6Rt)の差Δa5, Δa6, Δa5R, Δa6Rを求める。 Differences between four average projection matrices (a 5 , a 6 , a 5R , a 6R ) and four individual projection matrices (a 5t , a 6t , a 5Rt , a 6Rt ) Δa 5, Δa 6, Δa 5R, Δa Find 6R .

次いで、差Δa5, Δa6, Δa5R, Δa6Rの平均
を求める。
Then the average of the differences Δa 5, Δa 6, Δa 5R, Δa 6R
Ask for.

6つの平均投影行列(a1, a2, a3, a4, a3R, a4R)から6つの個人別投影行列(a1t, a2t, a3t, a4t, a3Rt, a4Rt)を下記の式で求める。 6 individual projection matrices (a 1t , a 2t , a 3t , a 4t , a 3Rt , a 4Rt ) from 6 average projection matrices (a 1 , a 2 , a 3 , a 4 , a 3R , a 4R ) Is obtained by the following equation.

これにより、上記6つ個人別投影行列を用いて、個人別チューニングした6誘導(v1〜v4,v3R,v4R)の信号を導出する。なお、αiは±1.0の間にある小数を経験的に決めれば良い。 As a result, signals of 6 leads (v 1 to v 4 , v 3R , v 4R ) that are individually tuned are derived using the above 6 individual projection matrices. Α i may be determined empirically as a decimal number between ± 1.0.

上記方法により得られる電極配置された位置に対応する心電信号と、導出される6つの誘導信号(v1〜v4,v3R,v4R)により、次のような効果が期待できる。 The following effects can be expected from the electrocardiogram signal corresponding to the electrode placement position obtained by the above method and the six derived signals (v 1 to v 4 , v 3R , v 4R ) derived.

第1に、心電信号のリアルタイム解析により、入浴中疾患発作の即時検知と安全確保が可能である。   First, real-time analysis of electrocardiogram signals enables immediate detection of disease attacks during bathing and ensuring safety.

入浴中の心肺停止により亡くなる人は年間約1万7千人と推定されている。不整脈、伝導障害、急性心筋梗塞(特に普段検出感度の低い右心室と後壁)などの心機能の異常イベントの即時検知、排水処理と警報発信などにより、入浴中疾患発作により危険を回避することが可能である。   It is estimated that about 17,000 people die from cardiopulmonary arrest during bathing. Avoiding dangers due to seizures during bathing by immediate detection of abnormal cardiac function events such as arrhythmia, conduction disorders, acute myocardial infarction (especially the right ventricle and posterior wall, which are usually low in sensitivity), drainage treatment, and alerting Is possible.

第2に、個人別入浴環境の最適化が可能である。このために、証拠に基づき快適度の評価、あるいは快適度を常時追跡し、最高な快適度を達成することが可能である。   Second, it is possible to optimize the individual bathing environment. For this reason, it is possible to achieve the highest comfort level by evaluating the comfort level based on the evidence or constantly tracking the comfort level.

第3に、日常健康管理と疾患の早期スクリーニング用が可能である。すなわち、長期健康変化のモニタリング、日頃入浴中の心電信号を長期に亘って蓄積すると、健康状態変化を推定することにより、最適な入浴環境構築、発病の早期予知と日常の健康管理に役立つ。   Third, daily health management and early screening for diseases are possible. That is, monitoring of long-term health changes and accumulation of electrocardiographic signals during daily bathing over a long period of time are useful for constructing an optimal bathing environment, early prediction of disease onset, and daily health management by estimating changes in health status.

以降にかかる心電信号のリアルタイム解析により得られる上記効果を得るための具体的方法・システムについて、説明する。   Hereinafter, a specific method and system for obtaining the above-described effect obtained by real-time analysis of the electrocardiogram signal will be described.

図4は、本発明に従うデータ解析フローを示す図である。以降のフローに従う処理は、図1の処理装置2において、実行される。   FIG. 4 is a diagram showing a data analysis flow according to the present invention. Processing following the subsequent flow is executed in the processing device 2 of FIG.

ここで、以降の説明のため、一般的心電信号の波形を図5に示す。心電信号は、P波、Q波、R波、S波、T波の順に周期的に表れる。Q波、R波、S波でQRS複合波を構成する。   Here, a waveform of a general electrocardiogram signal is shown in FIG. 5 for the following explanation. The electrocardiogram signal appears periodically in the order of P wave, Q wave, R wave, S wave, and T wave. A QRS composite wave is composed of the Q wave, the R wave, and the S wave.

[心電信号前処理]
図4において、初期処理として心電信号前処理が行われる(ステップS0)。図6は、この心電信号前処理のフロー図である。
[ECG signal preprocessing]
In FIG. 4, electrocardiographic signal preprocessing is performed as initial processing (step S0). FIG. 6 is a flowchart of this ECG signal preprocessing.

図6において、入浴中に浴槽1から得られる心電信号を計測する(ステップS10)。計測される信号が良好でなければ(ステップS11,N)、10秒程度時間をおいて再度信号を計測する(ステップS12)。   In FIG. 6, an electrocardiographic signal obtained from the bathtub 1 during bathing is measured (step S10). If the signal to be measured is not good (step S11, N), the signal is measured again after a time of about 10 seconds (step S12).

良好な計測信号に基づき心電データとする(ステップS11,Y,ステップ13)。   Based on a good measurement signal, electrocardiogram data is set (steps S11, Y, step 13).

この心電データに対して前処理として基線動揺やハム雑音を除去する(ステップS14)。次いで、整合フィルタによりQRS複合波を強調し(ステップS15)、ピークサーチによりQRS複合波を検出する(ステップS16)。   Baseline fluctuations and hum noise are removed as preprocessing for the electrocardiographic data (step S14). Next, the QRS complex wave is emphasized by the matched filter (step S15), and the QRS complex wave is detected by the peak search (step S16).

図4に戻り、検出されたQRS複合波に基づき、心電信号の特徴解析を行う(ステップS1)。この心電信号の特徴解析は、図7に示すフローにより行われる。   Returning to FIG. 4, the characteristic analysis of the electrocardiogram signal is performed based on the detected QRS composite wave (step S1). The feature analysis of the electrocardiogram signal is performed according to the flow shown in FIG.

[心電信号の特徴解析]
図7において、図6のステップS13,14でノイズ処理された心電信号と、図6のステップS16で検知されたQRSの特徴点データに基づいて、心拍ごとのデータを分割する(ステップS20)。
[Characteristic analysis of ECG signal]
7, the data for each heartbeat is divided based on the electrocardiogram signal subjected to noise processing in steps S13 and S14 in FIG. 6 and the QRS feature point data detected in step S16 in FIG. 6 (step S20). .

すなわち、分割データは、P波、QRS複合波、T波のそれぞれの識別を可能にする(ステップS21,S23,S27)。   That is, the divided data enables identification of each of the P wave, QRS composite wave, and T wave (steps S21, S23, and S27).

P波識別(ステップS21)によりPQ間隔を求める(ステップS22)。QRS複合波識別(ステップS23)により、R波識別(ステップS24)、QRS幅検知(ステップS25)、Q波識別(ステップS26)を行う。   The PQ interval is obtained by P wave identification (step S21) (step S22). R-wave identification (step S24), QRS width detection (step S25), and Q-wave identification (step S26) are performed by QRS composite wave identification (step S23).

さらに、T波識別(ステップS27)によりQT間隔の識別(ステップS28)及びSTレベル変動の検知(ステップS29)を行う。   Further, identification of the QT interval (step S28) and detection of ST level fluctuation (step S29) are performed by T wave identification (step S27).

図4に戻り、心電信号特徴解析(図7)の結果に基づき、異常イベントの検知(不整脈)(ステップS2)と、異常イベントの検知(心筋梗塞)(ステップS3)を行う。   Returning to FIG. 4, based on the result of the electrocardiogram signal feature analysis (FIG. 7), detection of an abnormal event (arrhythmia) (step S2) and detection of an abnormal event (myocardial infarction) (step S3) are performed.

異常イベントの検知(不整脈)(ステップS2)は、図8に示す処理フローに従い行われる。一方、異常イベントの検知(心筋梗塞)(ステップS3)は、図9に示す処理フローに従い行われる。次にこれらの異常イベントの検知処理について、順次に説明する。   Detection of an abnormal event (arrhythmia) (step S2) is performed according to the processing flow shown in FIG. On the other hand, detection of an abnormal event (myocardial infarction) (step S3) is performed according to the processing flow shown in FIG. Next, detection processing of these abnormal events will be described sequentially.

[異常イベントの検知(不整脈)]
図8において、図6の電信号前処理で得られたQRSの特徴点データに基づきRRI時系列データを計算する(ステップS30)。
[Detection of abnormal event (arrhythmia)]
In FIG. 8, RRI time series data is calculated based on the QRS feature point data obtained by the electric signal preprocessing of FIG. 6 (step S30).

RRI時系列とは、心拍間隔(RRI)を時間軸上に並べたものである。QRSの特徴点データからR−R間隔をプロットして生成する。RRIデータは時間間隔が一様ではないため、周波数領域での解析の前に等間隔で再サンプリングする必要がある。   The RRI time series is a sequence of heartbeat intervals (RRI) arranged on a time axis. The RR interval is plotted and generated from the feature point data of QRS. Since RRI data is not uniform in time interval, it must be resampled at equal intervals before analysis in the frequency domain.

得られたRRI時系列データに基づき、心拍数異常と判断される場合(ステップS31,Y)、徐脈であるか(ステップS32)、心室期外収縮であるか(ステップS33)、心房期外収縮であるか(ステップS34)を判定し、いずれかであれば、警報を発信する(ステップS40)。   Based on the obtained RRI time series data, when it is determined that the heart rate is abnormal (step S31, Y), is it a bradycardia (step S32), is a ventricular extrasystole (step S33), or is not atrial? It is determined whether it is contraction (step S34), and if it is any, an alarm is transmitted (step S40).

この警報の発信は、図1のシステムにおける適宜の出力装置4によって、音、光等の表示により行われる。あるいは、通信により適宜の場所に送信表示することでもよい。   This alarm is transmitted by displaying sound, light, etc. by an appropriate output device 4 in the system of FIG. Alternatively, it may be transmitted and displayed at an appropriate place by communication.

図8に戻り、心拍数異常が、徐脈、心室期外収縮、心房期外収縮のいずれでもない場合は、頻脈であるか(ステップS35)を判定する。   Returning to FIG. 8, if the heart rate abnormality is not any of bradycardia, premature ventricular contraction, and premature atrial contraction, it is determined whether it is tachycardia (step S35).

頻脈である場合(ステップS35、Y)、狭いQRSであれば(ステップS36、Y)、規則性の有無を判定する(ステップS37A)。   If it is tachycardia (step S35, Y), if it is a narrow QRS (step S36, Y), the presence or absence of regularity is determined (step S37A).

頻脈に規則性があれば(ステップS37A,Y)、「洞頻脈、房室結節リエントランス頻拍、心房粗動、心房性頻脈、WPW症候群」と判断する(ステップ38A)。   If the tachycardia is regular (steps S37A, Y), it is determined that “sinus tachycardia, atrioventricular nodal reentry tachycardia, atrial flutter, atrial tachycardia, WPW syndrome” (step 38A).

一方、頻脈に規則性がなければ(ステップS37A,N)、「心房細動、心房粗動、心房性頻脈、多源性心房頻拍」と判断する(ステップ38B)。いずれの場合も、警報を発信する(ステップS40)。   On the other hand, if the tachycardia is not regular (steps S37A, N), it is determined that “atrial fibrillation, atrial flutter, atrial tachycardia, multi-source atrial tachycardia” (step 38B). In either case, an alarm is transmitted (step S40).

さらに、上記狭いQRSでなければ(ステップS36、N)、頻脈の規則性を判定する(ステップS37B)。規則性があれば(ステップS37B,Y)、「心室頻拍、上質性頻拍症、WPW症候群」と判定して(ステップS39A)、警報を発信する(ステップS40)。規則性がなければ(ステップS37B,N)、「心房細動、振動粗動」として(ステップS39B)、警報を発信する(ステップS40)。   Further, if the QRS is not narrow (step S36, N), the regularity of tachycardia is determined (step S37B). If there is regularity (step S37B, Y), it is determined that “ventricular tachycardia, superior tachycardia, WPW syndrome” (step S39A), and an alarm is transmitted (step S40). If there is no regularity (step S37B, N), an alarm is issued (step S40) as "atrial fibrillation, vibration coarse movement" (step S39B).

[異常イベントの検知(心筋梗塞)]
異常イベントの検知(心筋梗塞)の処理フローを示す図9において、図7の心電信号特徴解析で得られるSTレベル変動を監視し、STレベル変動が上昇する場合(ステップS41,Y)、2誘導(II,III,aVF)以上が0.1mVを超えるとき(ステップS42,Y)、急性下壁心筋梗塞と判定し(ステップ42A)、警報を発信する(ステップS46)。
[Detection of abnormal events (myocardial infarction)]
In FIG. 9 showing the processing flow of abnormal event detection (myocardial infarction), when the ST level fluctuation obtained by the electrocardiographic signal feature analysis of FIG. 7 is monitored and the ST level fluctuation rises (step S41, Y), 2 When the induction (II, III, aVF) or more exceeds 0.1 mV (step S42, Y), it is determined as acute inferior myocardial infarction (step 42A), and an alarm is transmitted (step S46).

また、連続した前胸部2誘導以上が0.2mVを超えるとき(ステップS43,Y)、急性前壁心筋梗塞と判定し(ステップ43A)、警報を発信する(ステップS46)。   Further, when the continuous two or more leads of the anterior chest exceed 0.2 mV (step S43, Y), it is determined as acute anterior myocardial infarction (step 43A), and an alarm is transmitted (step S46).

さらに、連続した後壁部2誘導以上が0.1mVをこえるとき(ステップS44,Y)、急性後壁心筋梗塞と判定し(ステップ44A)、警報を発信する(ステップS46)。   Further, when the continuous posterior wall 2 lead or more exceeds 0.1 mV (step S44, Y), it is determined as acute posterior myocardial infarction (step 44A), and an alarm is transmitted (step S46).

一方、STレベル変動が上昇しない場合(ステップS41,N)、2誘導以上が0.1mVを超えるとき(ステップS47、Y)、血清CK−MB値又はトロポニン(TnT)陽性であるとき(S48,Y)、非ST上昇変動心筋梗塞(ステップS49A),血清CK−MB値又はトロポニン(TnT)陽性でないとき(S48,N),心筋虚血(ステップS49B)として、それぞれ警告発信を行う(ステップS46)。   On the other hand, when the ST level fluctuation does not increase (step S41, N), when two or more inductions exceed 0.1 mV (step S47, Y), when the serum CK-MB value or troponin (TnT) is positive (S48, Y) When non-ST elevation change myocardial infarction (step S49A), when serum CK-MB value or troponin (TnT) is not positive (S48, N), myocardial ischemia (step S49B) is issued (step S46). ).

[心拍数変動解析]
図4に戻り、心電信号前処理(ステップS0,図6)の後に、心拍数変動解析を行う(ステップS4)。
[Heart rate fluctuation analysis]
Returning to FIG. 4, heart rate variability analysis is performed (step S4) after the ECG signal pre-processing (step S0, FIG. 6).

図10は、この心拍数変動解析の処理フローである。なお、図10は、HRV解析パラメータの一部の例のみを示す。他に多数項目があり、全部列挙を省略している。   FIG. 10 is a processing flow of this heart rate fluctuation analysis. FIG. 10 shows only some examples of HRV analysis parameters. There are many other items, all of which are not listed.

図10において、心電信号前処理で得られタQRSの特徴点データ(ステップS16,図6)に基づき、RRI時系列データを計算する(ステップS50)。   In FIG. 10, RRI time series data is calculated (step S50) based on the feature point data (step S16, FIG. 6) of the QRS obtained by the ECG signal preprocessing.

計算結果に対し、異常値とノイズを除去し(ステップS51)、非線形解析(ステップS52A)と線形解析(ステップS52B)を行う。   An abnormal value and noise are removed from the calculation result (step S51), and nonlinear analysis (step S52A) and linear analysis (step S52B) are performed.

非線形解析(ステップS52A)では、位相空間解析(ステップS511)、カオス解析(ステップS512)、複雑性解析(ステップS513)を行う。そして、 それぞれの解析に対応して、それぞれパラメータ511A,512A,513Aを得る。   In the nonlinear analysis (step S52A), a phase space analysis (step S511), a chaos analysis (step S512), and a complexity analysis (step S513) are performed. Then, corresponding to each analysis, parameters 511A, 512A, and 513A are obtained.

一方、線形解析(ステップS52B)では、時間域解析(ステップS521)、周波数域解析(ステップS522)を行う。そして、 それぞれの解析に対応して、それぞれパラメータ521A,522Aを得る。   On the other hand, in linear analysis (step S52B), time domain analysis (step S521) and frequency domain analysis (step S522) are performed. Then, corresponding to each analysis, parameters 521A and 522A are obtained.

これらパラメータを心拍数変動(HRV)解析の結果としてデータベース3に蓄積する。   These parameters are stored in the database 3 as a result of heart rate variability (HRV) analysis.

つぎに、図4に戻り、心拍数変動解析(ステップS4)の結果に基づき、最適入浴条件として浴槽水温設定(ステップS5),入浴時間設定(ステップS6)、更に健康状態変動解析(ステップ7)を行う。   Next, returning to FIG. 4, based on the result of heart rate fluctuation analysis (step S4), bath water temperature setting (step S5), bathing time setting (step S6), and health condition fluctuation analysis (step 7) are set as optimum bathing conditions. I do.

以下にそれぞれのステップの処理を説明する。   The processing of each step will be described below.

[最適入浴条件設定(浴槽水温)]
図11は、浴槽水温の設定を行う処理フローである。図11において、初日に(ステップS60,Y)、入浴者による初期浴槽水温をT=Tとして入力する(ステップS61)。
[Optimal bathing condition setting (bath water temperature)]
FIG. 11 is a processing flow for setting the bath water temperature. 11, on the first day (step S60, Y), and inputs the initial bath temperature by bathers as T = T 0 (step S61).

一方、入浴が初日でなければ(ステップS60,N)、浴槽水温をT=T0+ΔTに設定する(ステップS61A)。ここで、ΔTの範囲は、±5℃で、変化ステップを0.5℃とする。このような温度で、浴槽水温を設定する(ステップS62)。   On the other hand, if bathing is not the first day (step S60, N), the bath water temperature is set to T = T0 + ΔT (step S61A). Here, the range of ΔT is ± 5 ° C., and the change step is 0.5 ° C. The bath water temperature is set at such a temperature (step S62).

ついで、心電信号を計測する(ステップS63)。計測される心電信号の品質が良好でなければ10秒程度の時間をおいて再度計測を行う(ステップS64N,63A))。   Next, an electrocardiogram signal is measured (step S63). If the quality of the measured electrocardiogram signal is not good, the measurement is performed again after a time of about 10 seconds (steps S64N, 63A).

得られた心電信号をもとに、心拍数変動を解析する(ステップS65)。この心拍数変動解析は、先に、図10で説明した処理と同じで、最終的に得られる自律神経機能のバランスを計測するストレス指標である心拍変動の周波数パラメータLF(低周波),HF(高周波),LF/HF(ステップ66、図10,522A))に基づき、快適度解析を行う(ステップS67)。   Based on the obtained electrocardiogram signal, heart rate fluctuation is analyzed (step S65). This heart rate variability analysis is the same as the processing described above with reference to FIG. 10, and the heart rate variability frequency parameters LF (low frequency), HF (HF), which are stress indicators for measuring the balance of the autonomic nervous function finally obtained. High frequency), LF / HF (step 66, FIG. 10, 522A))), comfort level analysis is performed (step S67).

呼吸変動を反映するHF成分は、副交感神経が緊張(活性化)している場合にのみ心拍変動に現れる。一方、LF成分は、交感神経が緊張しているときも、副交感神経が緊張しているときも心拍変動に現れる。快適度解析(ステップS67)では、従って、高周波変動成分(HF成分)と低周波成分(LF成分)を抽出し、両者の大きさを比較することにより、快適度を分析する。   The HF component reflecting the respiratory fluctuation appears in the heartbeat fluctuation only when the parasympathetic nerve is in tension (activated). On the other hand, the LF component appears in heart rate variability both when the sympathetic nerve is tense and when the parasympathetic nerve is tense. Therefore, in the comfort level analysis (step S67), the high frequency fluctuation component (HF component) and the low frequency component (LF component) are extracted, and the magnitudes of both are compared to analyze the comfort level.

その結果を、データとしてデータベース3に蓄積する(ステップS68)。この蓄積されたデータをもとに、快適度曲線を構成し(ステップS68A),逐次、快適度曲線を更新する。このように得られた快適度の水温に対する変化をグラフに表し(ステップS69)、快適度が最適になる浴槽水温を求め、最適浴槽水温を特定する(ステップS69A)。   The result is accumulated as data in the database 3 (step S68). Based on the accumulated data, a comfort curve is constructed (step S68A), and the comfort curve is sequentially updated. The change of the comfort level thus obtained with respect to the water temperature is shown in a graph (step S69), the bath water temperature at which the comfort level is optimal is obtained, and the optimal bath water temperature is specified (step S69A).

ここで、図11における最適浴槽水温設定を個人別に行う場合は、操作パネル、体重計、顔認識カメラ、入浴後の心電図等を用いて、入浴者を識別する。データ蓄積(ステップS68、図11)で、個人ごとに区別してデータを蓄積するようにする。   Here, when the optimum bathtub water temperature setting in FIG. 11 is performed for each individual, the bather is identified using an operation panel, a weight scale, a face recognition camera, an electrocardiogram after bathing, and the like. In data storage (step S68, FIG. 11), data is stored separately for each individual.

したがって、個人ごとにデータ蓄積された個人別データに基づいて、浴槽水温設定(ステップS62,図11)を行うことが出来る。   Therefore, the bath water temperature can be set (step S62, FIG. 11) based on the individual data stored for each individual.

図4に戻り、心拍数変動解析(ステップS4)に基づき、最適入浴条件設定(入浴時間)を行う場合の処理フローを図12に示す。   Returning to FIG. 4, FIG. 12 shows a processing flow in the case of performing optimal bathing condition setting (bathing time) based on the heart rate fluctuation analysis (step S <b> 4).

図12における処理の流れは基本的に図11に述べた処理と同様である。異なるのは、快適度解析(ステップS76)に基づいて、水温変化に代えて、時間経過を軸に快適度の変化をデータとして残すことである(ステップS77,S78)。   The processing flow in FIG. 12 is basically the same as the processing described in FIG. The difference is that, based on the comfort level analysis (step S76), instead of the water temperature change, the change in the comfort level is left as data with the passage of time as the axis (steps S77, S78).

図12では個人別に入浴時間を設定するために、データベース3に蓄積した個人別の快適度のデータを用いる。   In FIG. 12, in order to set the bathing time for each individual, the comfort level data for each individual stored in the database 3 is used.

操作パネル、体重計、顔認識カメラ、入浴後心電図等を利用して入浴者を識別する(ステップS70,70A)。識別された入浴者に対応する最適浴槽水温Toptをデータベース3から特定して設定する(ステップS71)。 A bather is identified using an operation panel, a weight scale, a face recognition camera, an electrocardiogram after bathing, and the like (steps S70 and 70A). The optimum bath water temperature Topt corresponding to the identified bather is specified and set from the database 3 (step S71).

入浴中の心電信号を計測する(ステップ72)。計測される心電信号の品質が良好でなければ10秒程度の時間をおいて再度計測を行う(ステップS73N,72A)。   An electrocardiogram signal during bathing is measured (step 72). If the quality of the measured electrocardiogram signal is not good, the measurement is performed again after about 10 seconds (steps S73N and 72A).

得られた心電信号をもとに、心拍数変動を解析する(ステップS74)。この心拍数変動解析は、先に、図10で説明した処理と同じで、最終的に得られる自律神経機能のバランスを計測するストレス指標である心拍変動の周波数パラメータLF(低周波),HF(高周波),LF/HF(ステップS75、図10,522A))に基づき、快適度解析を行う(ステップS76)。   Based on the obtained electrocardiogram signal, heart rate fluctuation is analyzed (step S74). This heart rate variability analysis is the same as the processing described above with reference to FIG. 10, and the heart rate variability frequency parameters LF (low frequency), HF (HF), which are stress indicators for measuring the balance of the autonomic nervous function finally obtained. High frequency), LF / HF (step S75, FIG. 10, 522A)), a comfort level analysis is performed (step S76).

快適度解析の結果を、データベース3に蓄積する(ステップS77)。この蓄積されたデータをもとに、時間を横軸にして、快適度曲線を更新する。このように得られた快適度の入浴時間に対する変化をグラフに表し(ステップS77A)、快適度が変化する変曲点を検出するまで、心電信号計測(ステップS72)からの処理を繰り返す(ステップS78,N)。   The result of the comfort level analysis is accumulated in the database 3 (step S77). Based on this accumulated data, the comfort curve is updated with time on the horizontal axis. The change of the comfort level obtained in this way with respect to the bathing time is shown in a graph (step S77A), and the processing from the electrocardiogram signal measurement (step S72) is repeated until the inflection point at which the comfort level changes is detected (step S72). S78, N).

そして、時間経過で、浴槽水温が上昇していき快適度が変化する変曲点を検知する(ステップS78、Y)と、最適入浴時間に到達したことを示す信号を発信する(ステップS79)。これにより入浴者に浴槽1から出ることを促すことが出来る。   Then, when an inflection point at which the bath water temperature rises and the comfort level changes is detected over time (step S78, Y), a signal indicating that the optimum bathing time has been reached is transmitted (step S79). This can prompt the bather to leave the bathtub 1.

さらに、図4に戻り、本発明で得られる心電信号で得られるデータにより健康状態変動を把握する(ステップS7)ことが可能である。   Furthermore, returning to FIG. 4, it is possible to grasp the health condition variation from the data obtained from the electrocardiographic signal obtained in the present invention (step S7).

図13は、かかる健康状態変動解析のフロー図である。図10の心拍数変動(HRV)解析結果データ蓄積(ステップ53)によりデータベース3に蓄積格納されているHRV解析結果データを取得し(ステップS80)、前処理として異常値を除去する(ステップS81)。さらに、前処理として欠損データを補間処理により連続変化のデータとして補完する(ステップS82)。   FIG. 13 is a flowchart of such health condition fluctuation analysis. HRV analysis result data accumulated and stored in the database 3 is acquired by accumulation of heart rate variability (HRV) analysis result data (step 53) in FIG. 10 (step S80), and abnormal values are removed as preprocessing (step S81). . Further, the missing data is supplemented as continuous change data by interpolation processing as preprocessing (step S82).

このように保管されたHRVデータについて、日毎(ステップS83A)、週毎(ステップS83B)、月毎(ステップS83C)、季節毎(ステップS83DC)、更に年毎(ステップS83E)に連続変化のデータを解析する。   With regard to the HRV data stored in this manner, continuous change data is obtained every day (step S83A), every week (step S83B), every month (step S83C), every season (step S83DC), and every year (step S83E). To analyze.

これらの解析結果に基づき、入浴者のバイオリズム解析(ステップS84A)、生理周期推定(ステップS84B)、体調変化検出(ステップS84C)、更にライフスタイル変化検出(ステップS84D)を行うことが可能である。   Based on these analysis results, bather biorhythm analysis (step S84A), physiological period estimation (step S84B), physical condition change detection (step S84C), and lifestyle change detection (step S84D) can be performed.

[リアルタイム処理]
さらに、本発明の拡張として、リアルタイム信号処理により、浴槽水位と心電信号の自動検知により、データ計測の自動開始、自動終了を行うことが可能である。
[Real-time processing]
Furthermore, as an extension of the present invention, it is possible to perform automatic start and end of data measurement by real-time signal processing and automatic detection of bath water level and electrocardiogram signal.

すなわち、入浴前の基礎水位を検知する。   That is, the basic water level before bathing is detected.

入浴者が浴槽に入ることにより水位の変化と心電信号の出現を検知し、データ計測を自動的に開始する。   When a bather enters the bathtub, a change in the water level and the appearance of an electrocardiogram signal are detected, and data measurement is automatically started.

入浴者が浴槽を出ることにより水位の変化と心電信号の消失を検知し、データ計測を自動的に終了する。   When the bather leaves the bathtub, the water level change and the disappearance of the electrocardiogram signal are detected, and the data measurement is automatically terminated.

また、自動排水と警報発信により安全を確保することが可能である。不整脈、伝導障害、急性心筋梗塞(特に普段検出感度の低い右心室と後壁)などの心機能の異常イベントの即時検知により、自動排水処理と警報発信処理を行うように構成することが可能である。   Moreover, it is possible to ensure safety by automatic drainage and alarm transmission. It can be configured to perform automatic drainage processing and alarm dispatch processing by immediate detection of abnormal events of cardiac function such as arrhythmia, conduction disorder, acute myocardial infarction (especially the right ventricle and posterior wall which are usually low detection sensitivity) is there.

1 浴槽
2 処理装置
3 データベース
4 出力装置
1 Bathtub 2 Processing device 3 Database 4 Output device

Claims (12)

浴槽式心電モニタリングシステムであって、
処理装置と、
前記処理装置に接続される浴槽と、データベースと、出力装置を有し、
前記浴槽の内壁に、次の位置関係を有する15個の電極であって入浴者の上半身側に13個の電極と足部側に2個の電極を有し、
No. 電極名 位置
1 VLA 左手
2 VRA 右手
3 VLF 左足
4 VRF 右足
5 V第5肋間水平線と左前腋窩線との交点
6 V第5肋間水平線と左中腋窩線との交点
7 Vと左後腋窩線との交点
8 Vと左中央肩甲骨線との交点
9 Vの後
10 V10 中央後
11 V5R 第5肋間水平線と右前腋窩線との交点
12 V6R 第5肋間水平線と右中腋窩線との交点
13 V7R 6Rと右後腋窩線との交点
14 V8R 6Rと右中腋窩線との交点
15 V9R 3Rの後
前記処理装置は、
前記データベースに格納される複数人の平均的投影行列と、前記浴槽の内壁に有する15個の電極から入浴時実測可能な17誘導の信号(双極肢誘導[I,II,III], 単極肢誘導[aVR,aVL,aVF,V,V,V7,V,V,V10,V5R,V6R,V7R,V8R,V9R])とを用いて、最小二乗法で電極を有しない前記入浴者の胸側の6誘導信号(単極肢誘導信号V,V,V,Vと付加誘導V3R,V4R)を求める、
ことを特徴とする浴槽式心電モニタリングシステム。
A bathtub type electrocardiogram monitoring system,
A processing device;
A bathtub connected to the processing device, a database, and an output device;
On the inner wall of the bathtub, there are 15 electrodes having the following positional relationship, 13 electrodes on the upper body side of the bather and 2 electrodes on the foot side,
No. Electrode name Position 1 V LA left hand 2 V RA right hand 3 V LF left foot 4 V RF right foot 5 V 5 Intersection of fifth intercostal horizon and left anterior axillary line 6 V 6 Intersection of fifth intercostal horizon and left central axillary line 7 V 7 V Intersection of 6 and left posterior axilla line Intersection of 8 V 8 V 6 and left central scapula line
After 9 V 9 V 3
10 V 10 center rear 11 V 5R 5th intercostal horizontal line and right anxillary line intersection
12 V 6R Intersection of 5th intercostal horizontal line and right mid-axillary line 13 V 7R Intersection of 6R and right rear axillary line Intersection of 14 V 8R V 6R and right mid-axillary line 15V 9R V 3R Post-processing The device
An average projection matrix of a plurality of persons stored in the database and 17-lead signals (bipolar limb leads [I, II, III], monopolar limbs) that can be actually measured at the time of bathing from the 15 electrodes on the inner wall of the bathtub induced with [aVR, aVL, aVF, V 5, V 6, V 7, V 8, V 9, V 10, V 5R, V 6R, V 7R, V 8R, V 9R] a), the least square method The 6-lead signals (monopolar limb induction signals V 1 , V 2 , V 3 , V 4 and additional inductions V 3R , V 4R ) on the chest side of the bather who does not have an electrode are obtained.
Bathtub type electrocardiographic monitoring system characterized by that.
請求項1において、
前記平均的投影行列から推定したV,V,V,V5R,V6Rと実測したV,V,V,V5R,V6Rとの差分を修正項として、個人別にチューニングした投影行列と、前記17誘導の信号からV,V,V5R,V6Rを除いた入浴時実測可能な13誘導の信号とを用いて、最小二乗法で電極を有しない前記入浴者の胸側の前記6誘導信号を求める、
ことを特徴とする浴槽式心電モニタリングシステム。
In claim 1,
Tuning the V 5 estimated from the average projection matrix, V 6, V 7, V 5R, V 5 was measured with V 6R, V 6, V 7 , V 5R, as correction term the difference between V 6R, the personalized The bather who does not have an electrode by the least squares method using the projected matrix and the 13-lead signal that can be actually measured during bathing by removing V 5 , V 6 , V 5R , and V 6R from the 17-lead signal Obtaining the 6-lead signal on the chest side of
Bathtub type electrocardiographic monitoring system characterized by that.
請求項1または2に記載の浴槽式心電モニタリングシステムを用いる入浴中疾患発作検知方法であって、
前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心電信号を解析する工程と、
前記心電信号の解析に基づき、不整脈または心筋梗塞の異常イベントを検知する工程と、
を有することを特徴とする入浴中疾患発作の検知方法。
A method for detecting a disease attack during bathing using the bathtub-type electrocardiographic monitoring system according to claim 1 or 2,
Measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub;
Pre-processing the measured electrocardiogram signal;
Analyzing an electrocardiogram signal based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal;
Detecting an abnormal event of arrhythmia or myocardial infarction based on the analysis of the electrocardiogram signal;
A method for detecting a disease attack during bathing, comprising:
請求項3において、
前記前処理として、
前記心電信号を計測する工程により計測された心電信号から心電解析結果を得る工程と、
前記心電信号に対する基線動揺とハムを除去する前処理工程と、
前記前処理後にQRSを強調して、QRS特徴点を検知する工程と、
を有することを特徴とする入浴中疾患発作の検知方法。
In claim 3,
As the pretreatment,
Obtaining an electrocardiogram analysis result from the electrocardiogram signal measured by the step of measuring the electrocardiogram signal;
A pre-processing step for removing baseline fluctuations and hum with respect to the electrocardiogram signal;
Emphasizing the QRS after the preprocessing and detecting QRS feature points;
A method for detecting a disease attack during bathing, comprising:
請求項4において、
前記QRS特徴点を検知する工程により検知されるQRS特徴点データを心拍数毎のデータに分割する工程と、
前記分割する工程で検知されるRRI時系列データに基づき、心拍数異常を検知する工程と、
前記工程により心拍数異常を検知するとき、不整脈に起因する病状を判定する工程を
有することを特徴とする入浴中疾患発作の検知方法。
In claim 4,
Dividing QRS feature point data detected by the step of detecting the QRS feature points into data for each heart rate;
Detecting heart rate abnormality based on RRI time-series data detected in the dividing step;
A method for detecting a disease attack during bathing, comprising: a step of determining a medical condition caused by arrhythmia when an abnormal heart rate is detected by the above step.
請求項4において、
前記QRS特徴点を検知する工程により検知されるQRS特徴点データを心拍数毎のデータに分割する工程と、
前記分割する工程で検知されるSTレベルの変動量に対応して、心筋梗塞の状態を判定する工程と
を有することを特徴とする入浴中疾患発作の検知方法。
In claim 4,
Dividing QRS feature point data detected by the step of detecting the QRS feature points into data for each heart rate;
And detecting a state of myocardial infarction corresponding to the amount of ST level fluctuation detected in the dividing step.
請求項1または2に記載の浴槽式心電モニタリングシステムを用いる最適入浴条件設定方法であって、
前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心拍数変動を解析する工程と、
前記心拍数変動の解析に基づき心拍変動の周波数パラメータを求める工程と、
前記求めた心拍変動の周波数パラメータに基づき快適度を解析する工程と
を有することを特徴とする最適入浴条件設定方法。
An optimal bathing condition setting method using the bathtub-type electrocardiographic monitoring system according to claim 1 or 2,
Measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub;
Pre-processing the measured electrocardiogram signal;
Analyzing heart rate variability based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal;
Obtaining a heart rate variability frequency parameter based on the analysis of the heart rate variability;
Analyzing the comfort level based on the obtained frequency parameter of the heart rate variability.
請求項7において、
前記心拍変動の周波数パラメータに基づき快適度を解析する工程は、快適度として、浴槽水温を基準に判定する
ことを特徴とする最適入浴条件設定方法。
In claim 7,
The step of analyzing the comfort level based on the frequency parameter of the heart rate variability is determined based on the bath water temperature as the comfort level.
請求項7において、
前記心拍変動の周波数パラメータに基づき快適度を解析する工程は、快適度として、入浴時間を基準に判定する
ことを特徴とする最適入浴条件設定方法。
In claim 7,
The step of analyzing the comfort level based on the frequency parameter of the heart rate variability is determined based on the bathing time as the comfort level.
請求項1または2に記載の浴槽式心電モニタリングシステムを用いる健康状態解析方法であって、
前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心拍数変動を解析する工程と、
前記心拍数変動の解析データを所定期間ごとに解析を行う工程と
前記所定期間ごとの解析に基づき、所定の健康状態のパラメータの検出を行う工程と
を有することを特徴とする健康状態解析方法。
A health condition analysis method using the bathtub-type electrocardiogram monitoring system according to claim 1 or 2,
Measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub;
Pre-processing the measured electrocardiogram signal;
Analyzing heart rate variability based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal;
A health condition analysis method comprising: analyzing the heart rate variability analysis data for each predetermined period; and detecting a parameter for a predetermined health condition based on the analysis for each predetermined period.
請求項1または2に記載の浴槽式心電モニタリングシステムを用いる入浴中疾患発作検知方法の実行を制御する制御プログラムであって、
前記処理装置に、
前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心電信号を解析する工程と、
前記心電信号の解析に基づき、不整脈または心筋梗塞の異常イベントを検知する工程と
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
A control program for controlling execution of a disease seizure detection method during bathing using the bathtub-type electrocardiographic monitoring system according to claim 1 or 2,
In the processing device,
Measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub;
Pre-processing the measured electrocardiogram signal;
Analyzing an electrocardiogram signal based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal;
And a step of detecting an abnormal event of arrhythmia or myocardial infarction based on the analysis of the electrocardiogram signal.
請求項1または2に記載の浴槽式心電モニタリングシステムを用いる健康状態解析方法の実行を制御する制御プログラムであって、
前記処理装置に、
前記浴槽の内壁に有する電極から心電信号を計測する工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理を行う工程と、
前記計測された心電信号に対する前処理結果に基づき、心拍数変動を解析する工程と、
前記心拍数変動の解析データを所定期間ごとに解析を行う工程と
前記所定期間ごとの解析に基づき、所定の健康状態のパラメータの検出を行う工程と
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
A control program for controlling execution of a health condition analysis method using the bathtub-type electrocardiographic monitoring system according to claim 1,
In the processing device,
Measuring an electrocardiogram signal from an electrode on the inner wall of the bathtub;
Pre-processing the measured electrocardiogram signal;
Analyzing heart rate variability based on a pre-processing result for the measured electrocardiogram signal;
A control program, comprising: a step of analyzing the analysis data of the heart rate variability every predetermined period; and a step of detecting a parameter of a predetermined health state based on the analysis every predetermined period.
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