JPH0367685B2 - - Google Patents
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- JPH0367685B2 JPH0367685B2 JP63060738A JP6073888A JPH0367685B2 JP H0367685 B2 JPH0367685 B2 JP H0367685B2 JP 63060738 A JP63060738 A JP 63060738A JP 6073888 A JP6073888 A JP 6073888A JP H0367685 B2 JPH0367685 B2 JP H0367685B2
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/398—Electrooculography [EOG], e.g. detecting nystagmus; Electroretinography [ERG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
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Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
（技術分野）
本発明は、網膜電位図における波形処理方法及
び装置に係り、特に電気的、機械的或いは便宜的
手法によらず、生理学的知見を下に、計測された
網膜電位図に対して波形データ処理を行なうこと
により、律動様小波を分離し、またかかる律動様
小波の特徴パラメータを測定することを可能にし
た、網膜電位図の波形処理方法及び装置に関する
ものである。 （背景技術） 網膜電位図（Electroretinogram：以下ERGと
記す）は、通常、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
記録したものであつて、基本的には、第１図に示
される如く、ａ波、ｂ波、律動様小波
（Oscillatory Potential：所謂OP波）の三つの成
分からなつている。そして、この応答電位は、網
膜に存在する種々の細胞が発生する応答電位の総
和として考えられており、ａ波は視細胞、ｂ波は
ミユラー細胞と双極細胞、OP波はアマクリン細
胞の応答に起因するものと考えられている。 従つて、ERGの解析は、直接に細胞応答を記
録し得ない人眼網膜の各細胞機能とその状態を知
る上で非常に有効と考えられ、それ故ERGは、
現在、臨床において、中間透光体混濁時の網膜機
能の判定、網膜疾患の鑑別診断、網膜障害程度の
判定、乳幼児の視機能検査等の多くの目的に利用
されている。特に、OP波は、糖尿病、ベーチエ
ツト氏病を初めとする多くの病気に対して、極め
て初期の段階で減弱、消失するため、その早期発
見に役立つているのである。 そこで、従来においては、OP波を分離、計測
する手法として、採取される応答電位を処理する
フイルタの時定数を変化させ、OP波を強調する
ことによつて、波形と疫病との関係についての経
験による判断を補助する方法（第２図）、マニユ
アルにより、OP波の隣り合う振れの谷を結ぶ直
線と各振れの頂点との間の距離に相当する振幅、
光刺激からの正、負の第１ピークの遅れ時間（以
下ピーク潜時と記す）、及び各ピーク間隔等の特
徴パラメータを計測する方法（第３図）、OP波振
幅の中点を直線補間することによりｂ波を抽出
し、それを元の波形から差し引く方法等が用いら
れてきた。 （解決課題） しかしながら、上述の如き従来のOP波分離、
計測（取出）方法は、電気的、機械的、或いは便
宜的な手法であるために、それらの手法を客観的
に正確なOP波分離方法として臨床診断の目的に
利用するには、幾つかの問題点が内在するもので
あつた。即ち、ERGは、光刺激に対して遅れの
異なる、ａ波、ｂ波及びOP波が時間軸で複雑に
重なり合つていること、典型的なERGのパワー
スペクトルは、百数十Hz付近にピークを持つ狭帯
域信号であるOP波成分とａ波、ｂ波の成分が周
波数軸上で微妙に重なつていること（第４図）か
ら、従来の簡便な方法では、OP波を分離、計測
することは本質的に困難であり、また工学的立場
からはERGの周波数領域での解析やモデル化等
の試みが為されているが、臨床的見地から見た実
用的価値は充分とは言えず、生理学的知見による
OP波の分離、特徴パラメータの客観的観測方法
は全く見当たらなかつたのである。 （解決手段） 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つて、その趣旨とするとこ
ろは、ａ波、ｂ波の影響を受けているOP波から、
波形処理を行なうことにより、OP波のみを抽出
することにある。 すなわち、本発明は、本発明者による種々なる
検討の結果見い出された、網膜電位を測定するに
際しての生理学的知見を下に完成されたものであ
つて、より具体的には、(a)ERGは異なる潜時を
持つ三つの波形の成分の和である、(b)ａ波及びｂ
波は、OP波に比べて非常に滑らかな波形をして
いる（低い周波数成分をもつている）が、ａ波と
ｂ波が重なり合うことによつて生じる負のピーク
が比較的高い周波数成分を持ち、OP波の周波数
成分に重畳している、(c)OP波の開始点は比較的
明確である、(d)OP波は比較的狭帯域の安定した
周期性を示す、との知見を下に、ａ波及びｂ波に
重畳している律動様小波に対して、移動平均法及
び微分法による実時間波形データ処理を行なうこ
とより、網膜電位図より該律動様小波を分離し、
該律動様小波特徴パラメータを測定し得るように
したものである。 すなわち、本発明の要旨とするところは、採取
されたａ波、ｂ波、OP波の重畳する網膜電位図
波形を用いて、かかる網膜電位図波形における
OP波のピーク間隔：T1、T2、T3を測定して、
該OP波の平均周期：Ｔを求める第一工程と、か
かるOP波の仮の開始点：Ａを決定する第二工程
と、前記網膜電位図波形と仮の開始点：Ａとに基
づいて得られる波形を平均周期：Ｔで移動平均し
て、該網膜電位図波形よりOP波成分を除去する
第三工程と、前記仮の開始点：Ａを前後に移動さ
せて、前記第三工程の操作を繰り返し、該仮の開
始点：Ａでの偏曲のない滑らかなOP波成分除去
波形を得る第四工程と、該第四工程で得られた
OP波成分除去波形を、前記網膜電位図波形から
減算して、OP波を抽出する第五工程とを、含む
ことを特徴とする網膜電位図の波形処理方法にあ
る。 また、本発明は、ａ波、ｂ波、OP波の重畳す
る網膜電位図波形におけるOP波のピーク間隔：
T1、T2、T3を測定して、該OP波の平均周期：
Ｔを求める手段と、かかるOP波の仮の開始点：
Ａを決定する手段と、前記網膜電位波形と仮の開
始点：Ａとに基づいて得られる波形を平均周期：
Ｔで移動平均して、該網膜電位図波形よりOP波
成分を除去し、該仮の開始点：Ａでの偏曲のない
滑らかなOP波成分除去波形を得る手段と、該得
られた偏曲のない滑らかなOP波成分除去波形を、
前記網膜電位図波形から減算して、OP波を抽出
する手段とを、含むことを特徴とする網膜電位図
の波形処理装置をも、その要旨とするものであ
る。 （作用・効果） このように、本発明にあつては、網膜電位の測
定に際して、ａ波及びｂ波に重畳しているOP波
の開始点が比較的明確であり、そして、OP波は
比較的狭帯域の安定した周期性を示すことから、
採取されたERG波形を用い、それに対して移動
平均法及び微分法による波形データ処理を行なう
ことにより、光刺激に対して遅れの異なるａ波、
ｂ波及びOP波が時間軸で複雑に重なり合つた
ERG波形から、マニユアルによる便宜的手法に
よらない、客観的に正確なOP波を分離して、OP
波の特徴パラメータを計測することが可能となる
のである。 また、ERGのパワースペクトルにおいては、
百数十Hz付近にピークを持つ狭帯域信号である
OP波成分とａ波、ｂ波の成分が周波数軸上で微
妙に重なつているため、電気的なフイルタによつ
てOP波を強調する方法は、計測されたOP波の成
分中にａ波及びｂ波の成分を含有してしまう問題
点が生じたが、本発明に従えば、生理学的知見を
下に、網膜電位の測定に際して、ａ波及びｂ波に
重畳しているOP波の開始点が比較的明確であり、
またOP波は比較的狭帯域の安定した周期性を示
すことに基づいて、被検者から採取されたERG
波形に対して移動平均法及び微分法による波形デ
ータ処理を行なうことによつて、周波数軸上でａ
波、ｂ波及びOP波が微妙に重なつているERGの
パワースペクトルから、OP波成分のみを分離す
ることが可能となるのである。 さらに、本発明に従えば、網膜電位の測定に際
して、生理学的知見を下に、ａ波及びｂ波に重畳
しているOP波に、移動平均法及び微分法による
実時間波形データ処理を行なうことにより、網膜
電位図よりOP波を分離して、OP波の特徴パラメ
ータを計測するようにしたため、ERGの検者は、
ERG測定後において、従来の便宜的手法のよう
にERGの波形に作図等の後処理を行なつて、OP
波を計測する必要がなく、また電気的なフイルタ
によつてOP波成分を強調する方法のように、
ERG波形自体を操作してしまうことで通常の
ERG波形との対比を不可避にすることなく、検
者は、ERG測定後、直ちにERG波形とかかる
ERG波形から分離されたOP波を観測し、またそ
の特徴パラメータの計測をすることが可能とな
り、ERGの臨床診断の目的に関して、非常に利
用価値の高いERGの波形観測方法が可能となつ
たのである。 すなわち、本発明によつて、初めて、網膜電位
の測定に際して、臨床診断の目的から必要とされ
ているOP波の分離、特徴パラメータの客観的計
測方法が提供され得たのであり、しかも移動平均
法及び微分法の簡単なアルゴリズムによつて、実
時間動作で波形データ処理を行なうことが可能な
ため、臨床的にも極めて利用価値の高いERGの
波形処理技術が提供され得たのである。 また、本発明に従えば、客観的に正確なOP波
の観測及び特徴パラメータの計測を、実時間動作
で行ない得るため、臨床学的にERG波形と網膜
機能の関係における新しい発見の可能性の向上を
もたらし、更にはERG自動計測、解析システム
の実現に向けて新たな展望が開けたのである。 （実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
することとする。 先ず、ERGは、異なる潜時を持つ三つの波形
成分の和であり、ａ波及びｂ波は、OP波に比べ
て非常に滑らかな波形をしている。しかし、ａ波
とｂ波とが重なり合うことによつて生じる負のピ
ークが比較的高い周波数成分を持ち、波形全体の
周波数特性は、第４図に示されるように、OP波
の周波数成分に重畳している。而して、OP波の
開始点は比較的明確であり、更にOP波は比較的
狭帯域の安定した周期性を示すことから、その始
点以降のデータに対してノツチフイルタ特性を持
つ単純な移動平均を行なうことによつて、OP波
を除去し得ると考えられる。 そこで、本発明にあつては、先ず、OP波を初
期位相０の２次の減衰振動と仮定し、以下に示す
分離アルゴリズムにより、OP波の除去を行なう
ようにしたのである。 (a) すなわち、先ず最初に、被検者から採取され
たERG波形（第５図）を用い、それを微分
して微分波形（第５図）を求め、次いで該
ERGの微分波形のゼロクロス点から、ｂ波に
重畳しているOP波のピーク間隔：T1、T2、
T3を求め、それらの算術平均をOP波の平均周
期：Ｔとするのである。 (b) そして、かかる平均周期：Ｔで、ERG波形
を移動平均し（第６図）、これを元のERG波
形（第５図）から減算することによつて、仮
のOP波成分（第６図）を抽出する。なお、
移動平均には、位相特性を考慮して、次式： Yk＝１／2N＋１N 〓n=-N Xk+n 但し、Yk：平滑値 Xk+n：離散値 にて与えられる対称型のFIRフイルタを用いる。 このため、第６図の始点から、Ｔ／２の区間
は不定となるが、この部分のデータは、ここでは
必要ない。但し、OP波は潜時をもつて始まる信
号であることから、移動平均によつて、その始点
から前後のＴ／２の区間に影響が生じる。これを
解決するために、以下の操作を行なうのである。 (c) すなわち、OP波は、初期位相０で開始する
と仮定したことにより、その始点は、最初のピ
ークのＴ／４周期前である。ここで、前記(a)ス
テツプで求めた最初のピークは、ｂ波が重畳し
ている状態でのものであり、正確を期する為に
は、前記(b)ステツプで推定したOP波（第６図
、第７図）を微分して（第７図）、その
ゼロクロス点からOP波の最初のピーク点Ｐと、
その仮の始点Ａを決める（第７図）。従つて、
この始点Ａは、ピーク点ＰよりもＴ／４周期前
となる。 (d) 次いで、かかる仮の始点たるＡ点以後の波形
を、該Ａ点を中心に180°回転して延長し（第８
図）、そしてそれに対して周期Ｔで移動平均
する（第８図）。 (e) そして、Ａ点まではOP波成分が存在しない
ことから、元の波形を用いて、それ以降は前
記(d)ステツプで求めた波形を接続し、OP波
成分を除去した波形を得る（第８図）。即ち、
Ａ点より前の波形とＡ点より後の波形にて
構成されるOP波成分除去波形が形成されるの
である。 ところで、かかるOP波を分離した波形は、
全体としては滑らかになるが、Ａ点に偏曲点が
生じる場合がある。これは、上記(c)ステツプで
求めた仮の始点ＡがOP波の平均周期：Ｔから
算出されるため、OP波の第１波の周期と平均
周期：Ｔが若干異なる場合に、Ａ点が真のOP
波の開始点からずれることによつて生じたもの
である。これを補正するために、Ａ点を前後に
移動してA′点を定め、そしてこのA′点に基づ
いて再び前記(d)、(e)ステツプの操作を行ない、
最も波形が滑らかになるようなOP波の始点Ｂ
を決定するのである（第９図）。要するに、Ａ
点を順次移動してA′、A″…Anとして、順次前
記(d)、(e)ステツプを繰り返し、前記得られる
OP波成分除去形のそれらA′、A″…An点での偏
曲の有無を調べ、そして偏曲のない滑らかな波
形を与えるときの点：Anを始点：Ｂとするの
である。 (f) そして、このようにして得られた波形：第１
０図を、元のERG波形から減算すること
より、目的とするOP波成分のみの波形が抽
出されることとなるのである。 なお、かくの如き方式に従うOP波の分離手法
のフローチヤートが、具体的には第１１図に、そ
してまた、より簡略化された型式において第１２
図にそれぞれ示されている。 そして、このようなERG波形処理によるOP波
の分離手法は、コンピユータを用いた演算により
容易に実現され得、装置的には、(a)ａ波、ｂ波、
OP波の重畳する網膜電位図波形におけるOP波の
ピーク間隔：T1、T2、T3を測定して、該OP波
の平均周期：Ｔを求める手段と、(b)かかるOP波
の仮の開始点：Ａを決定する手段と、(c)前記網膜
電位図波形と仮の開始点：Ａとに基づいて得られ
る波形を平均周期：Ｔで移動平均して、該網膜電
位図波形よりOP波成分を除去し、該仮の開始
点：Ａでの偏曲のない滑らかなOP波成分除去波
形を得る手段と、(d)該得られた偏曲のない滑らか
なOP波成分除去波形を、前記網膜電位図波形か
ら減算して、OP波を抽出する手段とを含むよう
に、装置を構成すればよい。 また、以上のアルゴリズムを使用して、ERG
波形からOP波を分離、抽出した実施例が、第１
３図及び第１４図に、それぞれ、示されている。
それらの図によれば、正常者のERG及び病的に
ｂ波の振幅が小さくなつた症例（軽度網膜変性
症）の患者（異常者）のERGにおいても、本発
明によるアルゴリズムは、非常にうまくOP波を
分離、抽出していることが示されている。 そして、このようにして分離されたOP波を用
いて、その特徴パラメータが、以下のアルゴリズ
ムにより計測されることとなるのである。即ち、
第１５図に示されるように、上記の如くして分離
されたOP波〓〓を微分して微分OP波〓〓を求め、そ
してそのゼロクロス点よりピーク点を検出するこ
とにより、ピーク潜時（Dp、Db）とピーク間隔
（T1〜T3；t1、t2）を求めるのである。また、各
ピーク振幅（O1〜O4；n1〜n3）は、基準線から
ピークまでの振れ幅として求める。なお、上記の
手法により計測された特徴パラメータの値の例
が、下表に示されている。
び装置に係り、特に電気的、機械的或いは便宜的
手法によらず、生理学的知見を下に、計測された
網膜電位図に対して波形データ処理を行なうこと
により、律動様小波を分離し、またかかる律動様
小波の特徴パラメータを測定することを可能にし
た、網膜電位図の波形処理方法及び装置に関する
ものである。 （背景技術） 網膜電位図（Electroretinogram：以下ERGと
記す）は、通常、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
記録したものであつて、基本的には、第１図に示
される如く、ａ波、ｂ波、律動様小波
（Oscillatory Potential：所謂OP波）の三つの成
分からなつている。そして、この応答電位は、網
膜に存在する種々の細胞が発生する応答電位の総
和として考えられており、ａ波は視細胞、ｂ波は
ミユラー細胞と双極細胞、OP波はアマクリン細
胞の応答に起因するものと考えられている。 従つて、ERGの解析は、直接に細胞応答を記
録し得ない人眼網膜の各細胞機能とその状態を知
る上で非常に有効と考えられ、それ故ERGは、
現在、臨床において、中間透光体混濁時の網膜機
能の判定、網膜疾患の鑑別診断、網膜障害程度の
判定、乳幼児の視機能検査等の多くの目的に利用
されている。特に、OP波は、糖尿病、ベーチエ
ツト氏病を初めとする多くの病気に対して、極め
て初期の段階で減弱、消失するため、その早期発
見に役立つているのである。 そこで、従来においては、OP波を分離、計測
する手法として、採取される応答電位を処理する
フイルタの時定数を変化させ、OP波を強調する
ことによつて、波形と疫病との関係についての経
験による判断を補助する方法（第２図）、マニユ
アルにより、OP波の隣り合う振れの谷を結ぶ直
線と各振れの頂点との間の距離に相当する振幅、
光刺激からの正、負の第１ピークの遅れ時間（以
下ピーク潜時と記す）、及び各ピーク間隔等の特
徴パラメータを計測する方法（第３図）、OP波振
幅の中点を直線補間することによりｂ波を抽出
し、それを元の波形から差し引く方法等が用いら
れてきた。 （解決課題） しかしながら、上述の如き従来のOP波分離、
計測（取出）方法は、電気的、機械的、或いは便
宜的な手法であるために、それらの手法を客観的
に正確なOP波分離方法として臨床診断の目的に
利用するには、幾つかの問題点が内在するもので
あつた。即ち、ERGは、光刺激に対して遅れの
異なる、ａ波、ｂ波及びOP波が時間軸で複雑に
重なり合つていること、典型的なERGのパワー
スペクトルは、百数十Hz付近にピークを持つ狭帯
域信号であるOP波成分とａ波、ｂ波の成分が周
波数軸上で微妙に重なつていること（第４図）か
ら、従来の簡便な方法では、OP波を分離、計測
することは本質的に困難であり、また工学的立場
からはERGの周波数領域での解析やモデル化等
の試みが為されているが、臨床的見地から見た実
用的価値は充分とは言えず、生理学的知見による
OP波の分離、特徴パラメータの客観的観測方法
は全く見当たらなかつたのである。 （解決手段） 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つて、その趣旨とするとこ
ろは、ａ波、ｂ波の影響を受けているOP波から、
波形処理を行なうことにより、OP波のみを抽出
することにある。 すなわち、本発明は、本発明者による種々なる
検討の結果見い出された、網膜電位を測定するに
際しての生理学的知見を下に完成されたものであ
つて、より具体的には、(a)ERGは異なる潜時を
持つ三つの波形の成分の和である、(b)ａ波及びｂ
波は、OP波に比べて非常に滑らかな波形をして
いる（低い周波数成分をもつている）が、ａ波と
ｂ波が重なり合うことによつて生じる負のピーク
が比較的高い周波数成分を持ち、OP波の周波数
成分に重畳している、(c)OP波の開始点は比較的
明確である、(d)OP波は比較的狭帯域の安定した
周期性を示す、との知見を下に、ａ波及びｂ波に
重畳している律動様小波に対して、移動平均法及
び微分法による実時間波形データ処理を行なうこ
とより、網膜電位図より該律動様小波を分離し、
該律動様小波特徴パラメータを測定し得るように
したものである。 すなわち、本発明の要旨とするところは、採取
されたａ波、ｂ波、OP波の重畳する網膜電位図
波形を用いて、かかる網膜電位図波形における
OP波のピーク間隔：T1、T2、T3を測定して、
該OP波の平均周期：Ｔを求める第一工程と、か
かるOP波の仮の開始点：Ａを決定する第二工程
と、前記網膜電位図波形と仮の開始点：Ａとに基
づいて得られる波形を平均周期：Ｔで移動平均し
て、該網膜電位図波形よりOP波成分を除去する
第三工程と、前記仮の開始点：Ａを前後に移動さ
せて、前記第三工程の操作を繰り返し、該仮の開
始点：Ａでの偏曲のない滑らかなOP波成分除去
波形を得る第四工程と、該第四工程で得られた
OP波成分除去波形を、前記網膜電位図波形から
減算して、OP波を抽出する第五工程とを、含む
ことを特徴とする網膜電位図の波形処理方法にあ
る。 また、本発明は、ａ波、ｂ波、OP波の重畳す
る網膜電位図波形におけるOP波のピーク間隔：
T1、T2、T3を測定して、該OP波の平均周期：
Ｔを求める手段と、かかるOP波の仮の開始点：
Ａを決定する手段と、前記網膜電位波形と仮の開
始点：Ａとに基づいて得られる波形を平均周期：
Ｔで移動平均して、該網膜電位図波形よりOP波
成分を除去し、該仮の開始点：Ａでの偏曲のない
滑らかなOP波成分除去波形を得る手段と、該得
られた偏曲のない滑らかなOP波成分除去波形を、
前記網膜電位図波形から減算して、OP波を抽出
する手段とを、含むことを特徴とする網膜電位図
の波形処理装置をも、その要旨とするものであ
る。 （作用・効果） このように、本発明にあつては、網膜電位の測
定に際して、ａ波及びｂ波に重畳しているOP波
の開始点が比較的明確であり、そして、OP波は
比較的狭帯域の安定した周期性を示すことから、
採取されたERG波形を用い、それに対して移動
平均法及び微分法による波形データ処理を行なう
ことにより、光刺激に対して遅れの異なるａ波、
ｂ波及びOP波が時間軸で複雑に重なり合つた
ERG波形から、マニユアルによる便宜的手法に
よらない、客観的に正確なOP波を分離して、OP
波の特徴パラメータを計測することが可能となる
のである。 また、ERGのパワースペクトルにおいては、
百数十Hz付近にピークを持つ狭帯域信号である
OP波成分とａ波、ｂ波の成分が周波数軸上で微
妙に重なつているため、電気的なフイルタによつ
てOP波を強調する方法は、計測されたOP波の成
分中にａ波及びｂ波の成分を含有してしまう問題
点が生じたが、本発明に従えば、生理学的知見を
下に、網膜電位の測定に際して、ａ波及びｂ波に
重畳しているOP波の開始点が比較的明確であり、
またOP波は比較的狭帯域の安定した周期性を示
すことに基づいて、被検者から採取されたERG
波形に対して移動平均法及び微分法による波形デ
ータ処理を行なうことによつて、周波数軸上でａ
波、ｂ波及びOP波が微妙に重なつているERGの
パワースペクトルから、OP波成分のみを分離す
ることが可能となるのである。 さらに、本発明に従えば、網膜電位の測定に際
して、生理学的知見を下に、ａ波及びｂ波に重畳
しているOP波に、移動平均法及び微分法による
実時間波形データ処理を行なうことにより、網膜
電位図よりOP波を分離して、OP波の特徴パラメ
ータを計測するようにしたため、ERGの検者は、
ERG測定後において、従来の便宜的手法のよう
にERGの波形に作図等の後処理を行なつて、OP
波を計測する必要がなく、また電気的なフイルタ
によつてOP波成分を強調する方法のように、
ERG波形自体を操作してしまうことで通常の
ERG波形との対比を不可避にすることなく、検
者は、ERG測定後、直ちにERG波形とかかる
ERG波形から分離されたOP波を観測し、またそ
の特徴パラメータの計測をすることが可能とな
り、ERGの臨床診断の目的に関して、非常に利
用価値の高いERGの波形観測方法が可能となつ
たのである。 すなわち、本発明によつて、初めて、網膜電位
の測定に際して、臨床診断の目的から必要とされ
ているOP波の分離、特徴パラメータの客観的計
測方法が提供され得たのであり、しかも移動平均
法及び微分法の簡単なアルゴリズムによつて、実
時間動作で波形データ処理を行なうことが可能な
ため、臨床的にも極めて利用価値の高いERGの
波形処理技術が提供され得たのである。 また、本発明に従えば、客観的に正確なOP波
の観測及び特徴パラメータの計測を、実時間動作
で行ない得るため、臨床学的にERG波形と網膜
機能の関係における新しい発見の可能性の向上を
もたらし、更にはERG自動計測、解析システム
の実現に向けて新たな展望が開けたのである。 （実施例） 以下、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
することとする。 先ず、ERGは、異なる潜時を持つ三つの波形
成分の和であり、ａ波及びｂ波は、OP波に比べ
て非常に滑らかな波形をしている。しかし、ａ波
とｂ波とが重なり合うことによつて生じる負のピ
ークが比較的高い周波数成分を持ち、波形全体の
周波数特性は、第４図に示されるように、OP波
の周波数成分に重畳している。而して、OP波の
開始点は比較的明確であり、更にOP波は比較的
狭帯域の安定した周期性を示すことから、その始
点以降のデータに対してノツチフイルタ特性を持
つ単純な移動平均を行なうことによつて、OP波
を除去し得ると考えられる。 そこで、本発明にあつては、先ず、OP波を初
期位相０の２次の減衰振動と仮定し、以下に示す
分離アルゴリズムにより、OP波の除去を行なう
ようにしたのである。 (a) すなわち、先ず最初に、被検者から採取され
たERG波形（第５図）を用い、それを微分
して微分波形（第５図）を求め、次いで該
ERGの微分波形のゼロクロス点から、ｂ波に
重畳しているOP波のピーク間隔：T1、T2、
T3を求め、それらの算術平均をOP波の平均周
期：Ｔとするのである。 (b) そして、かかる平均周期：Ｔで、ERG波形
を移動平均し（第６図）、これを元のERG波
形（第５図）から減算することによつて、仮
のOP波成分（第６図）を抽出する。なお、
移動平均には、位相特性を考慮して、次式： Yk＝１／2N＋１N 〓n=-N Xk+n 但し、Yk：平滑値 Xk+n：離散値 にて与えられる対称型のFIRフイルタを用いる。 このため、第６図の始点から、Ｔ／２の区間
は不定となるが、この部分のデータは、ここでは
必要ない。但し、OP波は潜時をもつて始まる信
号であることから、移動平均によつて、その始点
から前後のＴ／２の区間に影響が生じる。これを
解決するために、以下の操作を行なうのである。 (c) すなわち、OP波は、初期位相０で開始する
と仮定したことにより、その始点は、最初のピ
ークのＴ／４周期前である。ここで、前記(a)ス
テツプで求めた最初のピークは、ｂ波が重畳し
ている状態でのものであり、正確を期する為に
は、前記(b)ステツプで推定したOP波（第６図
、第７図）を微分して（第７図）、その
ゼロクロス点からOP波の最初のピーク点Ｐと、
その仮の始点Ａを決める（第７図）。従つて、
この始点Ａは、ピーク点ＰよりもＴ／４周期前
となる。 (d) 次いで、かかる仮の始点たるＡ点以後の波形
を、該Ａ点を中心に180°回転して延長し（第８
図）、そしてそれに対して周期Ｔで移動平均
する（第８図）。 (e) そして、Ａ点まではOP波成分が存在しない
ことから、元の波形を用いて、それ以降は前
記(d)ステツプで求めた波形を接続し、OP波
成分を除去した波形を得る（第８図）。即ち、
Ａ点より前の波形とＡ点より後の波形にて
構成されるOP波成分除去波形が形成されるの
である。 ところで、かかるOP波を分離した波形は、
全体としては滑らかになるが、Ａ点に偏曲点が
生じる場合がある。これは、上記(c)ステツプで
求めた仮の始点ＡがOP波の平均周期：Ｔから
算出されるため、OP波の第１波の周期と平均
周期：Ｔが若干異なる場合に、Ａ点が真のOP
波の開始点からずれることによつて生じたもの
である。これを補正するために、Ａ点を前後に
移動してA′点を定め、そしてこのA′点に基づ
いて再び前記(d)、(e)ステツプの操作を行ない、
最も波形が滑らかになるようなOP波の始点Ｂ
を決定するのである（第９図）。要するに、Ａ
点を順次移動してA′、A″…Anとして、順次前
記(d)、(e)ステツプを繰り返し、前記得られる
OP波成分除去形のそれらA′、A″…An点での偏
曲の有無を調べ、そして偏曲のない滑らかな波
形を与えるときの点：Anを始点：Ｂとするの
である。 (f) そして、このようにして得られた波形：第１
０図を、元のERG波形から減算すること
より、目的とするOP波成分のみの波形が抽
出されることとなるのである。 なお、かくの如き方式に従うOP波の分離手法
のフローチヤートが、具体的には第１１図に、そ
してまた、より簡略化された型式において第１２
図にそれぞれ示されている。 そして、このようなERG波形処理によるOP波
の分離手法は、コンピユータを用いた演算により
容易に実現され得、装置的には、(a)ａ波、ｂ波、
OP波の重畳する網膜電位図波形におけるOP波の
ピーク間隔：T1、T2、T3を測定して、該OP波
の平均周期：Ｔを求める手段と、(b)かかるOP波
の仮の開始点：Ａを決定する手段と、(c)前記網膜
電位図波形と仮の開始点：Ａとに基づいて得られ
る波形を平均周期：Ｔで移動平均して、該網膜電
位図波形よりOP波成分を除去し、該仮の開始
点：Ａでの偏曲のない滑らかなOP波成分除去波
形を得る手段と、(d)該得られた偏曲のない滑らか
なOP波成分除去波形を、前記網膜電位図波形か
ら減算して、OP波を抽出する手段とを含むよう
に、装置を構成すればよい。 また、以上のアルゴリズムを使用して、ERG
波形からOP波を分離、抽出した実施例が、第１
３図及び第１４図に、それぞれ、示されている。
それらの図によれば、正常者のERG及び病的に
ｂ波の振幅が小さくなつた症例（軽度網膜変性
症）の患者（異常者）のERGにおいても、本発
明によるアルゴリズムは、非常にうまくOP波を
分離、抽出していることが示されている。 そして、このようにして分離されたOP波を用
いて、その特徴パラメータが、以下のアルゴリズ
ムにより計測されることとなるのである。即ち、
第１５図に示されるように、上記の如くして分離
されたOP波〓〓を微分して微分OP波〓〓を求め、そ
してそのゼロクロス点よりピーク点を検出するこ
とにより、ピーク潜時（Dp、Db）とピーク間隔
（T1〜T3；t1、t2）を求めるのである。また、各
ピーク振幅（O1〜O4；n1〜n3）は、基準線から
ピークまでの振れ幅として求める。なお、上記の
手法により計測された特徴パラメータの値の例
が、下表に示されている。
【表】
以上、本発明によるERGの波形処理方法は、
網膜電位の測定に際して、臨床診断の目的から必
要とされているOP波の分離、特徴パラメータの
客観的計測方法を初めて提供するものである。ま
た、本発明においては、移動平均法及び微分法等
の簡単なアルゴリズムのみにより、OP波を抽出、
計測出来ることから、コンピユータを用いた演算
処理技術により容易に実現され得、本発明におい
て提案されたOP波の抽出、計測のためのアルゴ
リズムは、実用的な自動計測システムのアルゴリ
ズムとして適していると考えられ、ERG自動計
測、解析システムに向けて、新たな展望が開けた
のである。
網膜電位の測定に際して、臨床診断の目的から必
要とされているOP波の分離、特徴パラメータの
客観的計測方法を初めて提供するものである。ま
た、本発明においては、移動平均法及び微分法等
の簡単なアルゴリズムのみにより、OP波を抽出、
計測出来ることから、コンピユータを用いた演算
処理技術により容易に実現され得、本発明におい
て提案されたOP波の抽出、計測のためのアルゴ
リズムは、実用的な自動計測システムのアルゴリ
ズムとして適していると考えられ、ERG自動計
測、解析システムに向けて、新たな展望が開けた
のである。
第１図は、ERG波形を示すグラフであり、第
２図ａ及びｂは、それぞれ、フイルタによる波形
分離を示すグラフであり、第３図はマニユアルに
よるOP波の計測を示すグラフ、第４図は典型的
なERGのパワースペクトルを示すグラフである。
そして、第５図は、本発明に従う、微分による
OP波のピーク間隔の測定を示すグラフであり、
第６図は移動平均による仮のOP波成分の抽出を
示すグラフであり、第７図はOP波の第１ピーク
と始点の決定を示すグラフであり、第８図は仮の
始点を基にしたOP波成分の除去を示すグラフで
あり、第９図はOP波の開始点の決定を示すグラ
フであり、第１０図はOP波の抽出を示すグラフ
である。また、第１１図及び第１２図は、それぞ
れ、第５図乃至第１０図に示されるOP波成分の
分離方式を具体的に及び簡略的に示すフローチヤ
ートである。更に、第１３図は正常ERG波形の
OP波分離例を示すグラフであり、第１４図は異
常ERG波形のOP波分離例を示すグラフであり、
第１５図は微分によるOP波特徴パラメータの計
測例を示すグラフである。
２図ａ及びｂは、それぞれ、フイルタによる波形
分離を示すグラフであり、第３図はマニユアルに
よるOP波の計測を示すグラフ、第４図は典型的
なERGのパワースペクトルを示すグラフである。
そして、第５図は、本発明に従う、微分による
OP波のピーク間隔の測定を示すグラフであり、
第６図は移動平均による仮のOP波成分の抽出を
示すグラフであり、第７図はOP波の第１ピーク
と始点の決定を示すグラフであり、第８図は仮の
始点を基にしたOP波成分の除去を示すグラフで
あり、第９図はOP波の開始点の決定を示すグラ
フであり、第１０図はOP波の抽出を示すグラフ
である。また、第１１図及び第１２図は、それぞ
れ、第５図乃至第１０図に示されるOP波成分の
分離方式を具体的に及び簡略的に示すフローチヤ
ートである。更に、第１３図は正常ERG波形の
OP波分離例を示すグラフであり、第１４図は異
常ERG波形のOP波分離例を示すグラフであり、
第１５図は微分によるOP波特徴パラメータの計
測例を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 採取されたａ波、ｂ波、OP波の重畳する網
膜電位図波形を用いて、かかる網膜電位図波形に
おけるOP波のピーク間隔：T1、T2、T3を測定
して、該OP波の平均周期：Ｔを求める第一工程
と、 かかるOP波の仮の開始点：Ａを決定する第二
工程と、 前記網膜電位図波形と仮の開始点：Ａとに基づ
いて得られる波形を平均周期：Ｔで移動平均し
て、該網膜電位図波形よりOP波成分を除去する
第三工程と、 前記仮の開始点：Ａを前後に移動させて、前記
第三工程の操作を繰り返し、該仮の開始点：Ａで
の偏曲のない滑らかなOP波成分除去波形を得る
第四工程と、 該第四工程で得られたOP波成分除去波形を、
前記網膜電位図波形から減算して、OP波を抽出
する第五工程とを、 含むことを特徴とする網膜電位図の波形処理方
法。 ２ ａ波、ｂ波、OP波の重畳する網膜電位図波
形におけるOP波のピーク間隔：T1、T2、T3を
測定して、該OP波の平均周期：Ｔを求める手段
と、 かかるOP波の仮の開始点：Ａを決定する手段
と、 前記網膜電位図波形と仮の開始点：Ａとに基づ
いて得られる波形を平均周期：Ｔで移動平均し
て、該網膜電位図波形よりOP波成分を除去し、
該仮の開始点：Ａでの偏曲のない滑らかなOP波
成分除去波形を得る手段と、 該得られた偏曲のない滑らかなOP波成分除去
波形を、前記網膜電位図波形から減算して、OP
波を抽出する手段とを、 含むことを特徴とする網膜電位図の波形処理装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63060738A JPH02167133A (ja) | 1987-03-28 | 1988-03-15 | 網膜電位図の波形処理方法及び装置 |
| US07/172,242 US4846568A (en) | 1987-03-28 | 1988-03-23 | Method of analyzing an electroretinogram |
| DE3810236A DE3810236A1 (de) | 1987-03-28 | 1988-03-25 | Verfahren zur analyse eines elektroretinogramms |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-75220 | 1987-03-28 | ||
| JP7522087 | 1987-03-28 | ||
| JP63060738A JPH02167133A (ja) | 1987-03-28 | 1988-03-15 | 網膜電位図の波形処理方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167133A JPH02167133A (ja) | 1990-06-27 |
| JPH0367685B2 true JPH0367685B2 (ja) | 1991-10-23 |
Family
ID=26401791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63060738A Granted JPH02167133A (ja) | 1987-03-28 | 1988-03-15 | 網膜電位図の波形処理方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4846568A (ja) |
| JP (1) | JPH02167133A (ja) |
| DE (1) | DE3810236A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5396303A (en) * | 1990-08-17 | 1995-03-07 | American Cyanamid Company | System and method for projecting an image (such as an ERG pattern) onto the retina |
| US5233373A (en) * | 1990-08-17 | 1993-08-03 | Peters Daniel R | System and method for projecting an image (such as an ERG pattern) significantly anterior to the posterior retina |
| US7749089B1 (en) | 1999-02-26 | 2010-07-06 | Creative Kingdoms, Llc | Multi-media interactive play system |
| US6761637B2 (en) | 2000-02-22 | 2004-07-13 | Creative Kingdoms, Llc | Method of game play using RFID tracking device |
| US7445550B2 (en) | 2000-02-22 | 2008-11-04 | Creative Kingdoms, Llc | Magical wand and interactive play experience |
| US7878905B2 (en) | 2000-02-22 | 2011-02-01 | Creative Kingdoms, Llc | Multi-layered interactive play experience |
| US7066781B2 (en) | 2000-10-20 | 2006-06-27 | Denise Chapman Weston | Children's toy with wireless tag/transponder |
| US6967566B2 (en) | 2002-04-05 | 2005-11-22 | Creative Kingdoms, Llc | Live-action interactive adventure game |
| US20070066396A1 (en) | 2002-04-05 | 2007-03-22 | Denise Chapman Weston | Retail methods for providing an interactive product to a consumer |
| US7674184B2 (en) | 2002-08-01 | 2010-03-09 | Creative Kingdoms, Llc | Interactive water attraction and quest game |
| US9446319B2 (en) | 2003-03-25 | 2016-09-20 | Mq Gaming, Llc | Interactive gaming toy |
| US20070239063A1 (en) * | 2006-02-01 | 2007-10-11 | Kristina Narfstrom | Portable electroretinograph with automated, flexible software |
| US7540613B2 (en) * | 2006-08-19 | 2009-06-02 | Severns Matthew L | Device to monitor retinal ischemia |
| US8128227B2 (en) * | 2008-04-15 | 2012-03-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Method to detect transmissible spongiform encephalopathies via electroretinogram |
| US20110015976A1 (en) * | 2009-07-20 | 2011-01-20 | Eric Lempel | Method and system for a customized voucher |
| JP5613533B2 (ja) * | 2009-11-19 | 2014-10-22 | パナソニック株式会社 | ノイズ低減装置、眼電位計測装置、眼科診断装置、視線検出装置、ウェアラブルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、電子めがね、及びプログラム |
| JP5824858B2 (ja) * | 2010-05-10 | 2015-12-02 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 溶接部の組織形状の画像化方法及びその装置 |
| CN104352234B (zh) * | 2014-10-27 | 2016-08-17 | 中国科学院半导体研究所 | 一种生理电信号尖峰奇异点检测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649603U (ja) * | 1979-09-26 | 1981-05-01 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58133304U (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-08 | 日本光電工業株式会社 | 網膜電位計の波形安定化回路 |
| HU187155B (en) * | 1982-08-31 | 1985-11-28 | Medicor Muevek | Biologic signal analyser |
| US4676611A (en) * | 1984-11-14 | 1987-06-30 | New York University | Method and apparatus for visual-evoked responses |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63060738A patent/JPH02167133A/ja active Granted
- 1988-03-23 US US07/172,242 patent/US4846568A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-25 DE DE3810236A patent/DE3810236A1/de active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649603U (ja) * | 1979-09-26 | 1981-05-01 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4846568A (en) | 1989-07-11 |
| DE3810236A1 (de) | 1988-11-03 |
| DE3810236C2 (ja) | 1993-05-06 |
| JPH02167133A (ja) | 1990-06-27 |
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| JPH0367685B2 (ja) | ||
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