JP2784046B2

JP2784046B2 - 心電図ｒ波検出装置

Info

Publication number: JP2784046B2
Application number: JP1162663A
Authority: JP
Inventors: 美恵子大須賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-27
Filing date: 1989-06-27
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2013-08-06
Also published as: JPH0329637A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、医療診断、健康管理あるいはスポーツ医
学等の分野に利用される心電図Ｒ波検出装置に関するも
のである。

特に、基線変動などのアーティファクトが混入してい
ても、確実にＲ波を検出することができる心電図Ｒ波検
出装置に関するものである。

［従来の技術］従来例の構成を第５図を参照しながら説明する。第５
図は、例えば特開昭61−45734号公報に示された従来の
心電図Ｒ波検出装置を示すブロック図である。

第５図において、従来の心電図Ｒ波検出装置は、心電
図信号が入力される入力端子（１）と、この入力端子
（１）に接続された周波数帯域フィルタ（２）と、比較
電圧設定回路（３）と、周波数帯域フィルタ（２）及び
比較電圧設定回路（３）に接続されたピークホールド回
路（４）と、このピークホールド回路（４）に接続され
た出力端子（５）とから構成されている。

つぎに、上述した従来例の動作を説明する。

周波数帯域フィルタ（２）は、入力端子（１）に供給
された心電図信号からＲ波を抽出する。

ピークホールド回路（４）は、Ｒ波のピークに対応す
るピーク電圧を保持し、比較電圧設定回路（３）により
設定されたしきい値を越えるピーク電圧が得られたとき
に、Ｒ波検出信号を発生し出力端子（５）から出力す
る。

［発明が解決しようとする課題］上述したような従来の心電図Ｒ波検出装置では、フィ
ルタ特性により信号成分に比して過大な基線変動を除去
できないため、これによるピーク値の変動が大きいの
で、しきい値の設定が困難な場合が生じるという問題点
があった。

また、心電図計測用の電極の装置位置や被験者によっ
てはＲ波に比してＴ波が過大なときもあり、周波数フィ
ルタリングでは、Ｔ波を除去しきれず、誤ってＲ波とし
て検出するという問題点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされ
たもので、基線変動などのアーティファクト混入や、心
電図信号波形の変形があっても、確実にＲ波を検出する
ことができる心電図Ｒ波検出装置を得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］この発明に係る心電図Ｒ波検出装置は、心電図信号を
振幅係数0.5で反転したものと、前記心電図信号をＲ波
の両端の負棘間隔の約1/2時間だけ遅延したものと、前
記心電図信号をＲ波の両端の負棘間隔の時間だけ遅延し
かつ振幅係数0.5で反転したものとを加算して出力する
フィルタ手段、及び前記Ｒ波の検出に適した低いしきい
値と、前記フィルタ手段の出力の上限値を超える高いし
きい値とを有し、前記フィルタ手段の出力と前記低いし
きい値とを比較して前記フィルタ手段の出力が前記低い
しきい値を超えたときはＲ波検出信号を出力し、前記Ｒ
波検出信号を出力したときにはＲ波間隔より短い所定時
間だけ前記高いしきい値に切り替えるＲ波検出手段を備
えたものである。

［作用］この発明においては、フィルタ手段によって、心電図
信号を振幅係数0.5で反転したものと、前記心電図信号
をＲ波の両端の負棘間隔の約1/2時間だけ遅延したもの
と、前記心電図信号をＲ波の両端の負棘間隔の時間だけ
遅延しかつ振幅係数0.5で反転したものとが加算されて
出力される。また、Ｒ波検出手段によって、前記Ｒ波の
検出に適した低いしきい値と、前記フィルタ手段の出力
の上限値を超える高いしきい値とを有し、前記フィルタ
手段の出力と前記低いしきい値とが比較されて前記フィ
ルタ手段の出力が前記低いしきい値を超えたときはＲ波
検出信号が出力され、前記Ｒ波検出信号を出力したとき
にはＲ波間隔より短い所定時間だけ前記高いしきい値に
切り替えられる。

［実施例］この発明の実施例の構成を第１図を参照しながら説明
する。

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図であ
り、入力端子（１）及び出力端子（５）は上記従来装置
のものと全く同一である。

第１図において、この発明の一実施例は、上述した従
来装置のものと全く同一のものと、入力端子（１）に接
続されたフィルタ手段（20）と、このフィルタ手段（2
0）に入力側が接続されかつ出力端子（５）に出力側が
接続されたＲ波検出手段（30）とから構成されている。

フィルタ手段（20）は、入力端子（１）に接続された
反転増幅器（６）と、入力端子（１）に接続された遅延
回路（７）と、この遅延回路（７）に接続された遅延回
路（８）と、この遅延回路（８）に接続された反転増幅
器（９）と、反転増幅器（６）、遅延回路（７）及び反
転増幅器（９）に接続された加算器（10）とから構成さ
れている。

Ｒ波検出手段（30）は、フィルタ手段（20）の加算器
（10）に接続されたコンパレータ（11）と、このコンパ
レータ（11）に接続されたＲ波検出信号発生回路（12）
と、このＲ波検出信号発生回路（12）に入力側が接続さ
れかつコンパレータ（11）に出力側が接続されたしきい
値発生回路（13）とから構成されている。なお、出力端
子（５）は、Ｒ波検出信号発生回路（12）に接続されて
いる。

反転増幅器（６）及び（９）のゲインは0.5に定めて
あり、遅延回路（７）及び（８）の遅延時間τは15〜20
msec.に定めてある。

つぎに、上述した実施例の動作を第２図及び第３図を
参照しながら説明する。

第２図はこの発明の一実施例のフィルタ手段（20）の
係数特性を示す特性図、第３図はこの発明の一実施例の
しきい値発生回路（13）のしきい値特性を示す特性図で
ある。

入力端子（１）に供給された心電図信号Ｅ（ｔ）は、
遅延時間（７）及び（８）により、τ及び２τ時間遅延
し、Ｅ（ｔ−τ）及びＥ（ｔ−２τ）と表される。

加算器（10）は、反転増幅器（６）、遅延回路（７）
及び反転増幅器（９）の出力を加算することにより、加
算結果E^*（ｔ）として、 E^*（ｔ）＝ −0.5E（ｔ）＋Ｅ（ｔ−τ）−0.5E（ｔ−２τ）を得る。

この加算結果は、第２図で示すように、もっとも単純
な時間軸上のラテラルインヒビションによるフィルタリ
ング処理となっている。（ただし、τ時間遅れた出力と
なる。）つまり、フィルタ手段（20）は、時間軸上で左
右対称のある幅をもち、中央に正棘とその左右両端に負
棘を有する棘波を強調するように働く。

フィルタリング処理された加算器（10）の出力は、コ
ンパレータ（11）により、しきい値発生回路（13）から
のしきい値と比較され、しきい値を超えたとき、Ｒ波検
出信号発生回路（12）によりＲ波検出信号が発生されて
出力端子（５）から出力される。

このＲ波検出信号は、同時にしきい値発生回路（13）
にも出力されて、しきい値発生回路（13）をリセットす
る。

第３図で示すように、しきい値発生回路（13）の出力
電圧は、リセットされてから一定の不応期（t_r）の間は
フィルタ手段（20）の出力の上限値を超える高い値
（V_H）をとり、その後はＲ波の検出に適した値（V_T）に
なる。

このしきい値制御により、Ｒ波の検出後、不応期の間
はＲ波検出信号が出力されない。つまり、誤った検出を
避けることができる。

不応期（t_r）は、RT間隔より大きく、RR間隔より小さ
くとるのがよい（例えば、300msec.位）。

第４図で示すように、しきい値制御は、絶対不応期t
_r1と、相対不応期t_r2を設けてもよい。

この発明の一実施例は、上述したようにＲ波強調のた
めのフィルタリング処理としてラテラルインヒビション
を用いたので、大きな基線変動に重畳したＲ波でも次段
のＲ波検出手段（30）で検出されやすくなる。また、Ｒ
波検出手段（30）に不応期をもたせたので、誤った検出
を避けることができるという効果を奏する。

なお、上記実施例ではアナログ回路により構成した
が、デジタル回路、マイクロコンピュータを用いても同
様の構成を実現でき、同様の動作を期待できる。

［発明の効果］この発明は、以上説明したとおり、心電図信号を振幅
係数0.5で反転したものと前記心電図信号をＲ波の両端
の負棘間隔の約1/2時間だけ遅延したものと前記心電図
信号をＲ波の両端の負棘間隔の時間だけ遅延しかつ振幅
係数0.5で反転したものとを加算して出力するフィルタ
手段と、前記Ｒ波の検出に適した低いしきい値と前記フ
ィルタ手段の出力の上限値を超える高いしきい値とを有
し前記フィルタ手段の出力と前記低いしきい値とを比較
し前記フィルタ手段の出力が前記低いしきい値を超えた
ときはＲ波検出信号を出力し、前記Ｒ波検出信号を出力
したときにはＲ波間隔より短い所定時間だけ前記高いし
きい値に切り替えるＲ波検出手段とを備えたので、基線
変動などのアーティファクト混入や、心電図信号波形の
変形があっても、確実にＲ波を検出することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例のフィルタ手段の係数特性を示す
特性図、第３図はこの発明の一実施例のしきい値発生回
路のしきい値特性を示す特性図、第４図はこの発明の一
実施例のしきい値発生回路の他のしきい値特性を示す特
性図、第５図は従来の心電図Ｒ波検出装置を示すブロッ
ク図である。図において、（１）…入力端子、（５）…出力端子、（６）…反転増
幅器、（７）…遅延回路、（８）…遅延回路、（９）…
反転増幅器、（10）…加算器、（11）…コンパレータ、
（12）…Ｒ波検出信号発生回路、（13）…しきい値発生
回路、（20）…フィルタ手段、（30）…Ｒ波検出手段で
ある。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】心電図信号を振幅係数0.5で反転したもの
と、前記心電図信号をＲ波の両端の負棘間隔の約1/2時間だ
け遅延したものと、前記心電図信号をＲ波の両端の負棘間隔の時間だけ遅延
しかつ振幅係数0.5で反転したものとを加算して出力するフィルタ手段、及び前記Ｒ波の検出に適した低いしきい値と、前記フィルタ手段の出力の上限値を超える高いしきい値
とを有し、前記フィルタ手段の出力と前記低いしきい値とを比較し
て前記フィルタ手段の出力が前記低いしきい値を超えた
ときはＲ波検出信号を出力し、前記Ｒ波検出信号を出力したときにはＲ波間隔より短い
所定時間だけ前記高いしきい値に切り替えるＲ波検出手
段を備えたことを特徴とする心電図Ｒ波検出装置。