JP3952176B2

JP3952176B2 - 生体波形解析装置及び生体波形解析方法

Info

Publication number: JP3952176B2
Application number: JP2002242432A
Authority: JP
Inventors: 弘行佐竹
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004081234A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体波形解析装置及び方法に係り、任意に指定した複数の解析対象波形と対応する解析データを並べて表示する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療においては、筋電計、脳波計、心電計など種々の装置により、生体波形を測定し、その波形の解析が行われ、病症の診断が行われている。
生体波形を解析する装置として、心電図波形を表示部に表示させ、ユーザーインターフェイス（カーソル）によって指定された波形の解析結果を表示するものが知られている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５９５４６６６号明細書（全般）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記刊行物に記載のものは、心電図波形を表示部に表示させて、オペレータがユーザーインターフェイス（カーソル）によって指定し、指定された波形の解析を実行して、その解析結果を表示することは開示されてはいるが、解析対象波形と解析データとの関係を容易に対比することはできなかった。
また、表示部に表示された心電図波形の１個所を指定するのみで、オペレータによって任意の複数の波形を指定して、複数の波形の解析結果を同時に画面上に表示することの開示もなされてはいない。
【０００５】
本発明の課題
（目的）は、生体波形解析装置（方法）において、測定されて表示装置に表示されている生体波形に対して、オペレータが任意に指定した複数の解析対象波形と対応する解析データを表示装置に並べて表示して対比参照を可能にした生体波形解析装置（方法）を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の生体波形解析装置は、表示手段と、被検査対象の生体波形を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記生体波形を前記表示手段の生体波形表示領域に複数表示する第１の表示処理手段と、前記生体波形表示領域に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の波形を解析対象生体波形として指定する解析対象生体波形指定手段と、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記解析対象生体波形を前記表示手段の解析対象生体波形表示領域に表示する第２の表示処理手段と、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記解析対象生体波形を解析する解析手段と、前記解析手段によって解析された解析データを前記表示手段の解析データ表示領域に表示する第３の表示処理手段と、を具備し、前記解析対象生体波形指定手段は、前記生体波形表示領域に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の複数の波形を前記解析対象生体波形として指定できる構成であると共に、前記第２及び第３の表示処理手段は、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記任意の複数の解析対象生体波形及び該解析対象生体波形に対応する複数の前記解析データを前記解析対象波形表示領域及び解析データ表示領域に同時に表示できる構成であることを特徴とする。（請求項１）。
この構成により、解析したい任意の波形を複数指定でき、指定された任意の複数の波形と自動的に解析された解析データとが対比しやすいように１つの画面に同時に並べられて表示できる。
【０００７】
【０００８】
また、本発明の生体波形解析方法は、測定手段、表示手段及び解析対象生体波形指定手段を備える生体波形解析装置における生体波形解析方法において、前記測定手段によって測定された前記生体波形を前記表示手段に複数表示する生体波形表示ステップと、前記表示手段に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の波形が前記解析対象生体波形指定手段によって解析対象生体波形として指定されると、該指定された前記解析対象生体波形を前記表示手段に前記複数の生体波形と共に表示する解析対象生体波形表示ステップと、同じく指定された前記解析対象生体波形を解析する解析ステップと、前記解析ステップにおいて解析された解析データを前記表示手段に前記複数の生体波形及び解析対象生体波形と共に表示する解析結果表示ステップと、を含み、前記解析対象生体波形表示ステップ及び解析結果表示ステップは、前記表示手段に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の複数の波形が前記解析対象生体波形指定手段によって解析対象生体波形として指定されると、前記任意の複数の解析対象生体波形及び該解析対象生体波形に対応する複数の前記解析データを前記表示手段に同時に表示できる構成であることを特徴とする。（請求項３）
【０００９】
【００１０】
前記生体波形は、筋電図波形であり、その波形解析は、活動電位の持続時間、その期間の振幅のピーク値、ベースラインの上下に設定された範囲を波形が超えた回数＋１の数、ベースラインと波形で囲まれた部分の面積、立ち上がり過程の１０〜９０％に要した時間及び隣接するピーク値の電位差が設定値を超えた回数の内の少なくとも１項目を実行する。（請求項２、４）
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の生体波形解析装置について、筋電計を例として説明する。
図１は筋電計の構成ブロック図を示す。
ケーブルを介して入力箱２に接続された筋電図検出用針電極１−１とアース（Ｅ）電極１−２は生体の所定部位に装着され、筋電図信号が検出される。
検出された筋電図信号は、入力箱２に内蔵された増幅器３により増幅され、Ａ／Ｄコンバーター４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００１２】
デジタル化された筋電図信号は信号処理部５に入力される。
信号処理部５はＤＳＰ６、データメモリ７、ＣＰＵ８からなる。
ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）６は高速のハードウェア演算器であり、乗算、加減算、フィルタ処理、増幅、整流、積分処理、シグナルトリガコントロール機能等、任意の機能が搭載され、目的に応じてデジタル信号が処理される。
なお、ここでシグナルトリガコントロール機能とは、筋電図信号を受け、予め設定されたレベルをこえる振幅を持つ波形のみを取り込む機能（ＬｅｖｅｌＴｒｉｇｇｅｒ）、波形のピーク値が設定された二つのレベルの間にある波形のみを取り込む機能（ＷｉｎｄｏｗＴｒｉｇｇｅｒ）であり、波形データを取捨選択する。
データメモリ７は、ＤＳＰ６の出力信号を記憶するメモリである。
ＣＰＵ８は、後述するＣＰＵ１１と協働し、ＤＳＰ６で処理する内容を指示する機能、データメモリ７に記憶されたデータを後述するＣＰＵ１１に送信する機能を有する。
【００１３】
次にＰＣベースのコンピュータ１０について説明する。
ＣＰＵ１１はプログラムメモリ１２に格納されたプログラムに従って、装置の動作制御、データの演算処理を行う。
プログラムメモリ１２は、筋電図信号の表示記録処理、筋電図信号の解析処理、装置全体の動作処理等のためのプログラムが格納されている。
データメモリ１３には、ＣＰＵ１１で処理されたデータが記憶される。
表示器１４には、処理された筋電図信号及び解析結果の表示等がなされる。
【００１４】
プリンタドライバ１５は、ＣＰＵ１１の指令を受けてプリンター１６に筋電図波形及び解析結果等を出力させる。
ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）インターフェイス１７は、ＣＰＵ１１の指令を受けてＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１８に筋電図信号及び解析結果等を記憶させる。
ユーザーインタフェイス１９は、マウス２０、キー２１等の操作手段により入力された信号をＣＰＵ１１に伝える。
生体への刺激条件、検査項目の入力の他、後述する解析する筋電図波形の指定、プリンター１６に出力したいデータの指定、ＨＤＤ１８に記憶したいデータの指定等を入力することができる。
【００１５】
図２は、筋電図を測定する様子の一例を示す。
手首に筋電図検出用のアース電極１−２を装着し、筋電図を検出する部位に筋電図測定用針電極１−１が穿刺される。
【００１６】
図３は、データメモリ７に記憶された測定された筋電図波形をプログラムメモリ１２に格納されたプログラムに従いＣＰＵ１１で処理し、表示器１４における後述する筋電図波形表示領域Ｄ１に表示する過程を説明するための図である。
なお、ＣＰＵ１１により処理されたデータはデータメモリ１３に記憶される。
図３（ａ）のケースは、測定された波形をそのまま筋電図波形表示領域Ｄ１に表示する。解析対象波形は、表示された測定波形から任意に選択できる。
次に図３（ｂ）のケースを説明する。
測定された波形のうち、基線から所定閾値以上の振幅を有する波形を抽出する。
そして、その抽出波形の立ち上がりまたは立ち下がり時点をそろえて筋電図波形表示領域Ｄ１に表示する。
解析対象波形として、所定閾値以上の振幅を有する波形から選択できる。
次に図３（ｃ）のケースを説明する。
測定された波形のうち、基線から所定閾値以上の振幅を有する波形を抽出する。
そして、その抽出波形の立ち上がりまたは立ち下がり時点を基準として加算平均した波形を筋電図波形表示領域Ｄ１に表示する。
解析対象波形として、この加算平均した波形を選択できる。
【００１７】
図４は、筋電図波形の解析にあたり、表示器１０に表示される画面である。
画面は、筋電図波形表示領域Ｄ１と解析結果表示領域Ｄ２を有する。
解析結果表示領域Ｄ２は、さらに解析対象波形表示領域Ｄ３と解析データ表示領域Ｄ４に分かれる。
解析対象波形表示領域Ｄ３と解析データ表示領域Ｄ４は、複数の波形の表示、それに対応した解析データの表示ができるようになっている。
【００１８】
筋電図波形の解析について、図５のフローチャートとともに説明する。
まず、筋電図波形表示領域Ｄ１に、図３を用いて説明したいずれかの処理で筋電図波形を表示する。（ステップ１）
次に、筋電図波形表示領域Ｄ１内で、マウス２０によって、画面表示のカーソルを操作し、解析したい任意の波形をドラッグにより枠囲いをすることにより指定する。（ステップ２）
指定された波形のデータは、データメモリ１３に取り込まれ、その波形データの自動解析が行われる。（ステップ３）
自動解析の内容については後述する。
指定された波形（２５ｍｓｅｃ分）が、解析対象波形表示領域Ｄ３の第１のウィンドウ（最上のウィンドウ）に、データメモリ１３から読み込まれ表示される。（ステップ４）
このとき、カーソルにより指定された位置がわかるように縦のマークＭが表示される。（図４）
ステップ３において自動解析されたデータが、その解析対象波形の右横の解析データ表示領域Ｄ４（最上）に表示される。（ステップ５）
【００１９】
さらに、筋電図波形表示領域Ｄ１内で、マウス２０によって、画面表示のカーソルを操作し、別の解析したい任意の波形をドラッグにより枠囲いをすることにより指定する。（ステップ６）
指定されたその波形のデータは、データメモリ１３に取り込まれ、その波形データの自動解析が行われる。（ステップ７）
指定された波形（２５ｍｓｅｃ分）が、解析対象波形表示領域Ｄ３の第２のウィンドウ（最上から次のウィンドウ）に、データメモリ１３から読み込まれ表示される。（ステップ８）
ステップ７において自動解析されたデータが、その解析対象波形の右横の解析データ表示領域Ｄ４（第２のウィンドウの右横）に表示される。（ステップ９）
【００２０】
このように任意の複数の解析したい波形を指定でき、指定した複数の波形についてそれぞれ、解析対象波形表示領域Ｄ３の各ウィンドウに波形が表示され、その右横の解析データ表示領域Ｄ４に解析結果のデータが表示される。
なお、この例では指定した２つの波形について処理された結果が解析結果表示領域Ｄ２に表示される例を示したが、２つの波形に限られず３つ以上の波形を指定できるようにし、処理された結果が解析結果表示領域Ｄ２に表示されるようにしてもよい。
また、波形の指定はドラッグにより枠囲いすることとしたが、これに代えて単に解析したい任意の波形をクリックすることで指定するようにしてもよい。
【００２１】
このように、指定した複数の波形が解析対象波形表示領域Ｄ３の各ウィンドウに表示され、それらの解析データが解析データ表示領域Ｄ４に表示されることにより、指定した複数の波形について同時に参照し対比することができる。
解析対象波形表示領域Ｄ３および解析データ表示領域Ｄ４に表示される波形・データの順序は、指定された順序でもよく、波形が発生した時間的順序にソートできるようにソート機能を持たせてもよい。
【００２２】
次に、ステップ３、７で行われる自動解析について図５を参照しながら説明する。
自動解析項目は次の６項目である。
（１）Ｄｕｒａｔｉｏｎ：活動電位の持続時間
（２）Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ：期間の振幅のピーク値
（３）Ｐｈａｓｅ：解析時間の最初と最後の１ＤＩＶの平均電位をベースラインとして、そのベースラインの上下に設定された範囲を波形が超えた回数＋１の数
（４）Ａｒｅａ：解析時間の最初と最後の１ＤＩＶの平均電位をベースラインとして、そのベースラインと波形で囲まれた部分の面積（負の領域も正の値として計算される）。
（５）Ｒｉｓｅｔｉｍｅ：立ち上がり過程の１０〜９０％に要した時間。
（６）Ｔｕｒｎｓ：持続時間内の波形パターンにおいて、隣接するピーク値の電位差が設定値を超えた回数。
これらの自動解析がプログラムメモリ８に格納された自動解析プログラムを基に、ＣＰＵ８で演算される。
これらの解析データが指定された複数の波形で参照、対比することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態は、筋電図波形を解析する装置を例として挙げたが、生体波形は筋電図波形に限らず、脳波波形、心電図波形等他の種々の生体波形を対象とすることができ、生体波形の特徴に合わせた項目を自動解析するようにすることもできる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、表示手段と、被検査対象の生体波形を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記生体波形を前記表示手段の生体波形表示領域に複数表示する第１の表示処理手段と、前記生体波形表示領域に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の波形を解析対象生体波形として指定する解析対象生体波形指定手段と、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記解析対象生体波形を前記表示手段の解析対象生体波形表示領域に表示する第２の表示処理手段と、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記解析対象生体波形を解析する解析手段と、前記解析手段によって解析された解析データを前記表示手段の解析データ表示領域に表示する第３の表示処理手段と、を具備し、前記解析対象生体波形指定手段は、前記生体波形表示領域に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の複数の波形を前記解析対象生体波形として指定できる構成であると共に、前記第２及び第３の表示処理手段は、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記任意の複数の解析対象生体波形及び該解析対象生体波形に対応する複数の前記解析データを前記解析対象波形表示領域及び解析データ表示領域に同時に表示できる構成であることによって、解析したい任意の波形を複数指定でき、指定された複数の波形と自動的に解析された解析データとが対比しやすいように１つの画面に同時に並べられて表示できる。
【００２５】
【００２６】
請求項３に記載の発明では、測定手段、表示手段及び解析対象生体波形指定手段を備える生体波形解析装置における生体波形解析方法において、前記測定手段によって測定された前記生体波形を前記表示手段に複数表示する生体波形表示ステップと、前記表示手段に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の波形が前記解析対象生体波形指定手段によって解析対象生体波形として指定されると、該指定された前記解析対象生体波形を前記表示手段に前記複数の生体波形と共に表示する解析対象生体波形表示ステップと、同じく指定された前記解析対象生体波形を解析する解析ステップと、前記解析ステップにおいて解析された解析データを前記表示手段に前記複数の生体波形及び解析対象生体波形と共に表示する解析結果表示ステップと、を含み、前記解析対象生体波形表示ステップ及び解析結果表示ステップは、前記表示手段に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の複数の波形が前記解析対象生体波形指定手段によって解析対象生体波形として指定されると、前記任意の複数の解析対象生体波形及び該解析対象生体波形に対応する複数の前記解析データを前記表示手段に同時に表示できる構成であることにより、生体波形の解析を表示画面を見ながら容易に実行できるだけでなく、互いの解析対象波形、解析データがより一層対比し易い。
【００２７】
【００２８】
請求項２、４に記載の発明では、前記生体波形は、筋電図波形であり、その波形解析は、活動電位の持続時間、その期間の振幅のピーク値、ベースラインの上下に設定された範囲を波形が超えた回数＋１の数、ベースラインと波形で囲まれた部分の面積、立ち上がり過程の１０〜９０％に要した時間及び隣接するピーク値の電位差が設定値を超えた回数の内の少なくとも１項目を実行するので、筋電計波形の解析に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様における装置全体の機能ブロック図を示す。
【図２】筋電図の測定の様子を示す。
【図３】筋電図波形の表示処理を説明するための図を示す。
【図４】本発明の実施の態様における表示器の表示例を示す。
【図５】本発明の実施の態様における装置の処理フローチャート例を示す。
【図６】本発明の実施の態様における装置の自動解析項目の説明図を示す。
【符号の説明】
１−１筋電図針電極
１−２アース電極
２入力箱
３増幅器
４Ａ／Ｄコンバーター
５信号処理部
６ＤＳＰ
７データメモリ
８ＣＰＵ
１０コンピュータ
１１ＣＰＵ
１２プログラムメモリ
１３データメモリ
１４表示器
１５プリンタドライバ
１６プリンター
１７ＨＤＤインターフェイス
１８ＨＤＤ
１９ユーザーインターフェイス
２０マウス
２１キー

Claims

表示手段と、
被検査対象の生体波形を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記生体波形を前記表示手段の生体波形表示領域に複数表示する第１の表示処理手段と、
前記生体波形表示領域に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の波形を解析対象生体波形として指定する解析対象生体波形指定手段と、
前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記解析対象生体波形を前記表示手段の解析対象生体波形表示領域に表示する第２の表示処理手段と、
前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記解析対象生体波形を解析する解析手段と、
前記解析手段によって解析された解析データを前記表示手段の解析データ表示領域に表示する第３の表示処理手段と、を具備し、
前記解析対象生体波形指定手段は、前記生体波形表示領域に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の複数の波形を前記解析対象生体波形として指定できる構成であると共に、前記第２及び第３の表示処理手段は、前記解析対象生体波形指定手段によって指定された前記任意の複数の解析対象生体波形及び該解析対象生体波形に対応する複数の前記解析データを前記解析対象波形表示領域及び解析データ表示領域に同時に表示できる構成であることを特徴とする生体波形解析装置。
前記生体波形は、筋電図波形であり、その波形解析は、活動電位の持続時間、その期間の振幅のピーク値、ベースラインの上下に設定された範囲を波形が超えた回数＋１の数、ベースラインと波形で囲まれた部分の面積、立ち上がり過程の１０〜９０％に要した時間及び隣接するピーク値の電位差が設定値を超えた回数の内の少なくとも１項目を実行することを特徴とする請求項１に記載の生体波形解析装置。
測定手段、表示手段及び解析対象生体波形指定手段を備える生体波形解析装置における生体波形解析方法において、
前記測定手段によって測定された前記生体波形を前記表示手段に複数表示する生体波形表示ステップと、
前記表示手段に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の波形が前記解析対象生体波形指定手段によって解析対象生体波形として指定されると、該指定された前記解析対象生体波形を前記表示手段に前記複数の生体波形と共に表示する解析対象生体波形表示ステップと、
同じく指定された前記解析対象生体波形を解析する解析ステップと、
前記解析ステップにおいて解析された解析データを前記表示手段に前記複数の生体波形及び解析対象生体波形と共に表示する解析結果表示ステップと、を含み、
前記解析対象生体波形表示ステップ及び解析結果表示ステップは、前記表示手段に表示されている前記複数の生体波形の内の任意の複数の波形が前記解析対象生体波形指定手段によって解析対象生体波形として指定されると、前記任意の複数の解析対象生体波形及び該解析対象生体波形に対応する複数の前記解析データを前記表示手段に同時に表示できる構成であることを特徴とする生体波形解析方法。
前記生体波形は、筋電図波形であり、その波形解析は、活動電位の持続時間、その期間の振幅のピーク値、ベースラインの上下に設定された範囲を波形が超えた回数＋１の数、ベースラインと波形で囲まれた部分の面積、立ち上がり過程の１０〜９０％に要した時間及び隣接するピーク値の電位差が設定値を超えた回数の内の少なくとも１項目を実行することを特徴とする請求項３に記載の生体波形解析方法。