JPH02255125A

JPH02255125A - フリッカｅｒｇにおける波形処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH02255125A
Application number: JP1078954A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Funada; 英明船田; Akira Kimata; 木俣　晃
Original assignee: Toyo Medical Co Ltd
Current assignee: Toyo Medical Co Ltd
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1990-10-15
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JP2786878B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、フリッカＥＲＧにおける波形計測方法に係り
、特に交流電源周波数（以下、ハムと略称する）や眼球
運動等によって混入するノイズの影響を可及的に排除し
て、生体信号を正確に取り出し得るようにした波形処理
手法に関するものである。

（背景技術）ｕ１４１１ｕ電位図（Ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｔｉｎｏｇｒ
ａｍ　：以下＼ＥＲＧと言う）は、閃光に対して網膜細
胞に発生した応答電位を、角膜と額との間の電位変化と
して記録したものであって、従来から、単に一度の光照
射（フラッシュ光）に対する網膜電位の変動を捉えたフ
ラッシュＥＲＧが広く普及しており、網膜検査の重要な
検査手段の一つになっているが、かかるフラッシュＥＲ
Ｇは網膜の総合的な機能を検査するに過ぎないものであ
るために、今日、このフラッシュＥＲＧに加えて、或い
はこれに代えて、反復刺激光（フリッカ光）の照射に対
応して得られるフリッカＥＲＧを測定することが要望さ
れている。けだし、フリッカＥＲＧによれば、杆体系応
答を抑えて、網膜の中でも錐体系応答を選択的に分離、
観察することが出来るからであり、例えば眼底後極部の
疾患や黄斑部疾患等の判定に有効であり、このため網膜
全体を評価するフラ・ノシュＥＲＧと同様、臨床上、有
用な手段として認識されている。

ところで、このフリッカＥＲＧを得るに陥して、フリッ
カ刺激としては、一般に矩形波光による刺激が用いられ
、また刺激頻度においては、通常、３０　Ｈｚ以上のフ
リッカ光が用いられることとなるが、標準化のために３
０Ｈｚに統一されつつある。そして、従来においては、
そのような３０Ｈｚフリツカ刺激に対応するフリッカＥ
ＲＧを測定するために、かかるフリッカ刺激に対応する
網膜電位の変動を網膜電位計にて検出して、それをその
まま出力する方法や、得られたフリッカＥＲＧの波形を
単純に加算平均して、臨床上評価されるべきＥＲＧ波形
を求める方法等が採用されている。

しかしながら、このようなフリッカＥＲＧを得るための
網膜電位計においては、その電源として交流電源が用い
られていること等から、交流電源周波数（ハム）をノイ
ズとして拾い易く、また眼球運動等から低周波成分や高
周波成分のノイズが混入する虞があった。而して、フリ
ッカ刺激に対応するＥＲＧ波形をそのまま出力する方法
にあっては、例えば第１図に示されるように、たまたま
観察した波形に高周波成分のノイズが重畳していると、
例えば振幅測定等に誤差を生じる問題があり、また第２
図に示される如く、眼球運動等により低周波成分のノイ
ズが入ると、上記と同様に正確な振幅測定が困難となる
のであり、更に第３図に示される如く、ハム障害が現れ
ると、全く計測不能となる場合すら生じるのである。

また、フリッカＥＲＧ波形を原波形の加算平均により求
める場合にあっても、ハムが完全に除去され得ないケー
スがある。即ち、交流電源の周波数が６０Ｈｚ地域では
、ハムが３０Ｈｚ刺激と重畳し易く、そのために第４図
に示される如き波形となって、測定誤差を招き易い問題
を内在しているのである。

（解決課題）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その課題とするところは、フリッカ
刺激に対する人眼からの反応に重畳する、本来の錐体系
応答以外の種々のノイズを取り除き、目的とする錐体系
応答に対応するＥＲＧ波形を選択的に抽出し得る手法を
提供することにある。

（解決手段）そして、本発明は、かかる課題を解決するために、反復
刺激光の照射に対応して得られる７１ルンカＥＲＧの波
形から、交流電源周波数や眼球運動等にて混入したノイ
ズ成分を取り除き、可及的に該反復刺激光に対する反応
のみを抽出するようにした方法において、（ａ）標準刺
激周波数に対して±１０％の範囲内に入る周波数を選択
して、前記反復刺激光の周波数として用い、フリッカＥ
ＲＧ波形を採取する工程と、（ｂ）かかる選択された周
波数に基づいて求められた加算回数にて前記採取された
フリッカＥＲＧ波形を加算平均する工程と、（Ｃ）該加
算平均して得られたフリッカＥＲＧ波形を移動平均して
、それに含まれる高周波ノイズ成分を除去する工程と、
（ｄ）該高周波ノイズ成分の除去工程に先立って、或い
は該除去工程の後に、前記加算平均されたフリッカＥＲ
Ｇ波形を刺激周期で移動平均して低周波ノイズ成分を得
、そしてこの低周波ノイズ成分を前記加算平均されたフ
リッカＥＲＧ波形から減算することにより、低周波ノイ
ズ成分を除去する工程とを、含むことを特徴とするフリ
ッカＥＲＧにおける波形計測法を、その要旨とするもの
である。

（具体的構成・実施例）このように、本発明に従うフリッカＥＲＧにおける波形
計測法にあっては、先ず、反復刺激光の照射に対応して
変化する網膜電位をそのまま示すフリッカＥＲＧの波形
（主波形）を得るべく、かかる反復刺激光の刺激周波数
が標準刺激周波数、例えば３０Ｈｚに対して＋１０％の
範囲内に入る周波数において選定され、そしてそのよう
な周波数の反復刺激光を用いて、それに対する網膜電位
の変化が所定の網膜電位計にて生のフリッカＥＲＧ波形
として採取される。即ち、６０Ｈｚと重畳し易い標準刺
激周波数（３０Ｈ２）そのものを刺激周波数とせずに、
ハムの重畳を防ぐような測定条件が選択されるのである
。なお、ここで、標準刺激周波数は、国連諸学会等にて
設定される数値であり、それよりも＋１０％を越えたり
、また１０％より下回った場合には、標準刺激周波数に
対して測定刺激周波数が大きく異なることとなり、好ま
しくないのである。

そして、このようにして得られた生のフリッカＥＲＧ波
形を、上記で選択された刺激周波数に基づいて求められ
る所定の加算回数にて加算平均することにより、混入し
たハムをＥＲＧ波形から取り除くことが出来るのである
。

すなわち、第５図に示される如く、標準刺激周波数をｔ
ｏ、除去したい周波数をｆとすると、標準刺激周波数：
ｆｏにし時間だけずらした周期で刺激を与え、且つＮ回
加算することにより、除去したい周波数：ｆが取り除か
れ得るのである。ここで、測定刺激周波数をＦとすると
、下記（１）式が導かれる。

ところで、この（１）式で得られる測定刺激周波数二Ｆ
が、標準刺激周波数：ｆｏ（通常は３０Ｈｚ　）に対し
て非常に近イ以している（±０．０５Ｈｚ以内）場合は
非実用的になる。そこで、実用的には、次式（２）が望
ましい。

例えば、第６図には、周波数が３０．５Ｈｚの反復刺激
光で得られたフリッカＥＲＧが示されている。これは、
第４図のように、有害なハムがある環境下で測定したも
ので、上記（２）弐より、ｆ。

−３０Ｈｚ　、、ｆ＝６０Ｈｚ　、、Ｎ＝’３０、ｎ＝
１として、Ｆ　＝　３０．５を得た例である。この第６
図では、第４図のような６０Ｈｚの有害なハムが除去さ
れ、真の波形に近いものが抽出されているのである。

また、加算回数Ｎ＝１０００とし、その他は上剥と同様
にｆ。−３０、ｆ−６０とすると、Ｆ−２９、９９，３
０，０２（Ｈｚ）というように、ｆ。

−３０に対して０．０１〜０．０２Ｈｚの僅かな差しか
なく、実用的ではないのである。このような場合におい
ては、例えばｎ−５０として、Ｆ’＝２９．３．３０．
８Ｈｚという解を得るが、この方が実際的である。

一般的に、ハムのようなノイズは、上記のように、例え
ば３０回位の加算平均で除去可能であるが、ランダムノ
イズの類は、加算回数を増やした方が精度は向上する。

要するに、混入したハムノイズの除去のためには、網膜
電位計にて検出される網膜電位の変化に対応した生のフ
リッカＥＲＧの波形を前記（１）式若しくは（２）式に
従って得られるところの加算回数にて加算平均する必要
があるが、その加算回数は、厳密に、それらの式を満足
させるものでなければならないことはなく、ある程度の
範囲内での加算回数の変動は許容されるものである。け
だし、目的によっては、ハムを完全に除去する必要がな
い場合もあるからである。そのような場合には、ノイズ
レベルの許容値を設定することにより、実際の刺激周波
数に対する加算回数範囲を決めることが出来、また逆に
加算回数に対する刺激周波数範囲を決めることも、同様
に可能である。

また、除去したい周波数を選択することにより、適切な
測定用刺激周波数や加算回数を得ることが出来る。なお
、交流電源周波数は、６０Ｈｚ及び５０　Ｈｚの二種類
の地域があるが、計算上は路間−の測定刺激周波数を用
いても、実用上回等差支えないのである。

因みに、第７〜９図には、測定刺激周波数の波形＝Ｆ′
、交流電源周波数６０Ｈ２を３０回加算平均した結果の
波形二ｆ′について、加算の起点をそれぞれ所定角度ず
つずらして加算平均した例が示されている。なお、それ
らの例において、Ｗは合成波（Ｗ＝Ｆ’　＋ｆ’　）で
ある。

先ず、第７図は、加算の起点を、３６０°を３０等分し
た位相である１２°ずつずらして加算平均した例であり
、本発明に従って前記（２）式により求めた各設定値で
刺激波Ｆ′を抽出した例に相当するものである。そこで
は、ｆ′、即ち６０Ｈｚのハムは３０回の加算平均によ
り完全に取り除かれており、合成波：Ｗは、純粋に刺激
波二Ｆ′のみからなるものとして抽出されている。

これに対して、第８図は、加算の起点を１０゜ずつずら
して、３０回加算平均した例を示すものであって、前記
（２）式で得た測定刺激周波数：Ｆに対して若干ずれた
周波数：ｆ′で加算平均した例に相当するものである。

上述の如く、第７図では、−周期３６０°を３０等分し
た１２°の位相差でハム：ｆを３０回加算平均すると、
ハムは０になるが、第８図の如く、１０”　の位相差で
３０回加算平均すると、図においてｆ′にて示される如
く、ハムは除去しきれずに残り、合成波：Ｗは実際の刺
激波：ｆ′との間に誤差を生じるようになる。

また、第９図は、刺激波二Ｆ′と交流波：ｆ′とを同期
させて３０回加算平均した例を示すものであるが、この
ように測定刺激周波数とハムの位相とを全く同一にする
と、合成波：Ｗは刺激波：ｆ′とは相当かけ離れた性状
を示すようになるのである。

従って、これらの図から明らかなように、測定刺激波に
対してハムが重畳しないように抽出することがＥＲＧ測
定では重要であるのであり、ハムの影響が甚だしい場合
にあっては、得られるＥＲＧから求められる最大振幅値
や最大振幅値を与える時間（潜時）に誤差を生じること
になるのである。勿論、先述したように、ハムを完全に
除去する必要がない場合も、測定の目的によっては、第
８図に示される程度の誤差が許容される場合もある。

このようにすることによって、網膜電位計にて採取され
るフリッカＥＲＧ波形に混入するハムノイズが効果的に
、また測定に影響のない程度に取り除かれ得ることとな
るが、かかるフリッカＥＲＧ波形には、また高周波ノイ
ズや低周波ノイズも混入しており、それ故に可及的にフ
リッカ刺激に対する反応のみを抽出して、正確なＥＲＧ
波形を得るためには、それらのノイズ成分をも除去せし
める必要がある。

そこで、本発明においては、高周波成分のノイズを除去
するために、上記において加算平均して得られたフリッ
カＥＲＧ波形を用い、それを移動平均するものである。

なお、この移動平均には、位相特性を考慮して、次式：％式％：にて与えられる対称型のＦＩＲフィルタが用いられる。

なお、第１０図には、真の信号の上に細かいノイズ、即
ち高周波成分を持つノイズが重畳している例が示されて
いるが、そのようなノイズの混入した波形から振幅や潜
時の必要な情報を直読すると、ノイズ成分を拾い、正し
い測定が安定して得られないのである。それ故に、上述
の如く、加算平均されたＥＲＧ波形を移動平均して、例
えば５点移動平均を行なって、第１１図に示される如く
、波形を滑らかにすることにより、真の信号系に近づけ
るようにするのである。

また、第１２図における下段の波形例に示されるように
、本来欲しい波形の上に低周波成分が重畳すると、波形
が傾斜して出力され、振幅計測等が困難となるところか
ら、本発明では、そのような低周波成分のノイズを除去
するために、前記加算平均されたフリッカＥＲＧ波形を
刺激周期で移動平均して低周波ノイズ成分を得た後、こ
の低周波ノイズ成分を前記加算平均された原波形から減
算せしめて、低周波ノイズ成分の除去が行、なわれるこ
ととなる。即ち、第１２図における下段の原波形を刺激
周期のスパンで移動平均を掛け、それによって重畳して
いる低周波ノイズ成分が得られるところから、この低周
波ノイズ成分を原波形から引算することによって、第１
２図の上段の波形、即ち低周波ノイズ成分を取り除いた
波形を得るようにするのである。なお、この低周波ノイ
ズ成分の除去工程は、前記高周波ノイズ成分の除去工程
に先立って実行される他、そのような除去工程の後に、
高周波ノイズ成分の除去された波形に対しても実行され
得るものである。

以上のようにして、混入する各種のノイズ成分が網膜電
位計にて測定されるフリッカＥＲＣ，の波形から取り除
かれ、可及的にフリッカ刺激に対する反応のみを抽出し
た波形が得られるものであるが、そのような波形処理の
更に具体的な本発明に従う手法が、第１３図にフローチ
ャートで示されている。

この第１３図では、被検者に光刺激（矩形波光）を与え
るところからスタートが行なわれている。

そして、その光刺激周波数は、前述の（２）式により与
えられる。例えば、ｆ、＝３０．ｆ＝６０、Ｎ−３０、
ｎ−１とすると、Ｆ＝３０．５Ｈｚが（２）式より得ら
れる。

次に、被検者からの信号の読込みに入る。この信号は、
フリッカ刺激に対する網膜電位の変化を網膜電位計にて
経時的に検出したもので、そこには各種のノイズが重畳
して混入している。そして、光刺激のＣＡＮ−ＯＦＦ信
号のＯＮを起点に、設定回数だけ加算して平均し、原波
形Ａを得る。なお、この原波形Ａには各種のノイズが混
入した形となっている。そして、そのようなノイズの原
波形Ａからの除去には、先ず、低周波成分を取り除くた
め、刺激周期のスパンで移動平均が行なわれる。

これによって、低周波ノイズ成分（波形Ｂ）が抽出され
ることとなるところから、先の原波形Ａから、この低周
波ノイズ波形Ｂを差し引＜　　（Ａ−Ｂ）ことにより、
低周波成分の除去が終わる。

また、高周波ノイズ成分を除去するためには、上記の低
周波ノイズ成分の除去された波形を、取り除きたい高周
波成分群の最大周期で移動平均することにより、その目
的が達せられるのである。

かくして、ハムや眼球運動等、種々のノイズが混入して
いる原波形Ａから、フリッカ刺激に対応するＥＲＧのみ
を略抽出することが可能となったのであり、そしてこの
得られたフリッカＥＲＧ波形から、目的とする振幅や潜
時等の必要な情報を算出し、その結果をプリントアウト
することにより、網膜における錐体系応答のみを選択的
且つ簡便的に分離、観察し得ることとなったのである。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、フリッカ刺激に対する
人眼からの反応には、本来の目的である錐体系応答以外
に種々のノイズが重畳して入ってくるが、本発明によれ
ば、錐体系応答を選択的に抽出することが可能となり、
臨床上非常に利用価値の高いフリッカＥＲＧの波形観測
が可能となったのである。

そして、混入するノイズの中でも、特に高周波数成分や
眼球運動等の低周波成分、そして交流電源周波数は、日
常よくノイズ障害として遭遇するが、本発明によりそれ
らを除去し、ノイズ成分の少ないフリッカＥＲＧ波形が
抽出出来るようになったことは、極めて意義深いもので
ある。

【図面の簡単な説明】第１図〜第４図は、それぞれ、各種のノイズの混入した
フリッカＥＲＧ波形の一例を示すグラフである。第５図
は、標準刺激周波数と測定刺激周波数と加算回数との関
係を説明するためのグラフであり、第６図はハムノイズ
成分の取り除がれたフリッカＥＲＧ波形の一例を示すグ
ラフであり、第７図〜第９図は、それぞれ、加算の起点
を異なる角度ずつずらして加算平均した例を示すグラフ
である。第１０図は、高周波ノイズ成分の混入したフリ
ッカＥＲＧ波形の一例を示すグラフであり、第１１図は
、そのような混入した高周波ノイズ成分を除去して、得
られるフリッカＥＲＧの波形の一例を示すグラフである
。第１２図は、低周波ノイズ成分を含んだフリッカＥＲ
Ｇ波形及びそのような低周波ノイズ成分を除去したフリ
ッカＥＲＧ波形の一例を示すグラフである。第１３図は
、本発明に従うフリッカＥＲＧの具体的な波形処理手順
の一例を示すフローチャートである。出願人　　東洋メディカル株式会社第３図ｗ＆４図ｊＩ５図第９図＃＆１０図＃１１１図１に１２図７リツｔ１や１１父１３図

Claims

【特許請求の範囲】反復刺激光の照射に対応して得られるフリッカＥＲＧの
波形から、交流電源周波数や眼球運動等にて混入したノ
イズ成分を取り除き、可及的に該反復刺激光に対する反
応のみを抽出するようにした方法にして、標準刺激周波数に対して±１０％の範囲内に入る周波数
を選択して、前記反復刺激光の周波数として用い、フリ
ッカＥＲＧ波形を採取する工程と、かかる選択された周
波数に基づいて求められた加算回数にて前記採取された
フリッカＥＲＧ波形を加算平均する工程と、該加算平均して得られたフリッカＥＲＧ波形を移動平均
して、それに含まれる高周波ノイズ成分を除去する工程
と、該高周波ノイズ成分の除去工程に先立って、或いは該除
去工程の後に、前記加算平均されたフリッカＥＲＧ波形
を刺激周期で移動平均して低周波ノイズ成分を得、そし
てこの低周波ノイズ成分を前記加算平均されたフリッカ
ＥＲＧ波形から減算することにより、低周波ノイズ成分
を除去する工程とを、含むことを特徴とするフリッカＥＲＧにおける波形計測
法。