JPS5865137A

JPS5865137A - 生体情報処理装置

Info

Publication number: JPS5865137A
Application number: JP16318181A
Authority: JP
Inventors: 喜多　紘一
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-10-13
Filing date: 1981-10-13
Publication date: 1983-04-18

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】本発明は生体情報のうち、複数の周期的な情報を分離し
たルあるいは雑音成分を含んだ情報から雑音成分を除い
た情報を取り出す生体情報処ｍ装置に関するものである
。

従来、この樵の装置として第１図に示すような脈波抽出
装置が用いられていた。同図に番いて１は生体としての
人体を表わし、２ｄ、２ｂ、３α、３ｂはそれぞれ生体
情報抽出用の電極であり、４は重畳波形抽出部であプ、
５は心電計であり、６は平均加算部である。このような
装置において、人体１の胸部に敬付妙た電極２ｔｘ、２
ｂｌｌＩｌｌｌＫ高周波電流を供給−してそのときの電
圧降下を測定す゛ると人体のインピーダンスを測定する
ことができる。この場合呼吸波形に血液の流れる量に比
例した脈放が重畳された波形（重畳波形）７を得ること
ができる。一般に呼吸波形の振部が大きく脈波の振幅が
小さいので脈波を取り出そうとする場合Ｓ／Ｎ比（信号
対雑音比）が悪く表って目的が達成できない仁とになる
０そとで脈波が心電図に同期していることを利用して心
電計を使って心電図を抽出し、そのＲ波に同期させた信
号を）９ガ信号として使い、トリガ信号を基準として前
記重畳３波形７をサンプリングし、同一サンプリング位
置の情報を平均加算することによって脈波を抽出してい
る。このような平均加算を行なうと心電図に同期してい
ない信号は除去され、心電図に同期し九信号、すなわち
脈波のみが精度よく抽出されることになる。

しかしながら、上述した従来装置では心電計から得られ
る信号をトリガ信号としている（外部トリガ信ｆ９）の
て種々の間−が生ずる。例えば心電図に不整脈が含まれ
ている場合にはトリガｔＨｋｊが安定せず測定誤差を招
くことになシ、また、人体に余分な電極を砲付けなけれ
ばならないことになシ、爽には心電計を必要とするため
装置のコンパクト化が困１ｍＫなるという問題がある。

本発明は前記問題点を解決するためＫなされたものであ
り、外部からのトリガ信号を必要としカい生体情報処理
装置を提供することを目的とするものである。

以下実施例によシ本発明を具体的に説明する。

３１に２図は本発明の一実施例を示す概略ブロック図で
ある。１は生体としての人体でありその胸部には２つの
電極’、１ｍ　、２ｋが緻付ゆられている。４は電極２
α、２轟間に高周波電流を流し人体めインピーダンス変
化に基づく電圧降下の変化を把握することＫよって脈波
が重畳された呼Ｑ！ｊＭ形を抽出する重畳波形抽出部で
あシ、１０ｔｉ前記重畳波形に基づいて所定の周期を有
するトリガ信号を発生するトリガ信号発生部であり、１
１は前記トリガ信号の周期毎に前記重畳波形を平均加算
する平均加算部である。

次に＃！３図を参照して前記トリガ信号発生部１０の具
体的構成の一例を説明する。このトリガ信号発生部は重
畳波形７をサンプリングした後ディジタルデータに変換
して記憶するサン１リングデータ記憶８１１２と、前記
重畳波形を用足時間τだけ遅延させる遅延回路１８と、
遅延成形をサンプリングしディジタル変換して記憶する
遅延データ記憶部１３と、各記憶＠１２，１３のデータ
におする各サンプル値の積とその積の総和とを求め前記
ｊ！蝿待時間と自己相関係数との関係を算出する自己相
ＩＩＩ慎算部と、自己相関係数を記憶する相関係数記憶
部１５と、相関係数記憶８Ｌ１１５内に記憶されている
値のピーク値及びその位置（即ちタイミング）を検出す
るピーク検出ｓ１６と、ピーク検出時に同期したトリガ
信号を出力するトリガ愼号出力部１７とＫよって構成さ
れている。

次に８１４図及び第５図をも参照して前記装置の動作を
説明する。

重畳波形抽出部４からは呼ａｌＩ形の包路線上に脈波が
重畳された第４図のような重量波形７か得られる。この
重畳良形７が印加されたトリガ信号発生部１０では先ず
第３図のナングリングデータ記憶部１２に重畳波形をサ
ンブリングデータとして記憶し、これと同時に遅延回路
１８が動作して前記重畳波形７を時間Ｔだけ遅延させた
８４図のような遅延訳形７′が作られ、これがサンプリ
ングされてディジタルデータとして遅延データ記憶部１
３に記憶される０これら両記憶データが自己相関演算部
に入力されて演算に供される。

ここで、自己相関演算部１４では次式（１）の数式によ
る演算が行なわれる。

とζでＲ（τ）は自己相関係数、ｆ（’）は重畳波形７
０サングリング値、ｆ＜を十τｌｌｔ遅延重＊波形７′
の一サンプリング値。

上記演算によって求められた自己相関係数は第５図のよ
うなパターンを示し周期的なピーク波形Ｐ１ｓＰ１ｅと
なる。このピーク波形の周期は脈波の発生周期に一致し
てお”、’ｌｌ＃に振幅の大きなピーク部分Ｐａ呼吸波
形のピークタイミングと一致して匹る（例えば日刊工業
新聞社発行「医用電子装置」６５頁〜にも開示されてい
る。）。

従ってピーク検出部１６によって各ピーク毎にその発生
タインングを検出してトリ、ガ信号出方部から第５図の
ようなトリガ信号を取り出せば従来の心電図におけるＲ
１１！の周期と同等のトリガ信号として利用することが
できる〇而して平均加算部１１では前記重畳波形７をサンプリン
グしてディジタル値ＫＫ換した後前記トリガ信号のうち
呼敷波形の周期に対応したデータ列に区分し、各データ
列の対応する番地（サンプリングされた順番で番地性ゆ
されている）のデー−タを所定−数加算しえものを平均
化して出力する。この出力はトリガ信号に同期している
信号のみが職）出され、同期していない信号は除去され
ることに＆るので脈波成分のみがシへ比良く教り出され
る仁とになる〇このよう表実施例装置によれば従来のように外部装置に
よってトリガ信号を作動化す必要がなく、重畳波形自体
からトリガ信号を作動化す仁とができる（即ち内部トリ
ガ信号となるンので、安定なトリガ信号が得られ測定精
度の向上が図れ、しかも余分な電極や心電計を必要とし
ないので装置のコンパクト化が図れる生体情報処理装置
を提供できる。

本発明は前記実施例に限定されず種々の変形実施が可能
である０例えば前記トリガ信号発生部は重畳波形を取シ
込んで処理を行なつえが、これに限らず平均加算部１１
の入力段でディジタル信号に変換されたデータを処理し
てもよい０また、データ処理の方法としては呼畝＃Ｌ形
の一周期分のデータを権込んだ畿に脈波をｉｔｎ出す方
法であってもよいし、各周期毎の処理を時間的に一部重
複させて並列的に処理する方法（いわゆるパイグライン
方式）を用いてもよい。更に、前記実施例でれ自己相関
係数の全てのピークを検出してトリガ信号を作動化すよ
うにしているが、これに限らず間欠的にあるいは不定期
的にゲートをかけて所望のピーク点を検出するようにし
てもよい。

尚、本発明は呼吸波形と脈波の重畳波形を取扱ったが、
これに限らず３種類以上の周期的情報が重畳された波形
から情報を分離するような場合に４適用できる。

以上詳述した本発明によれば内部トリガ信号による平均
加算を行なう生体情報処理装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

１１１１図は従来装置の説明図、ｍ２図は本発明装置の
一実施例を示す概略ブロック図、第３図＃ｉ前記実施例
中のトリガ信号発生部の具体的構成の一例を示すブロッ
ク図、第４図及び第５図は動作説明Ｏための波形図であ
る。１・・・生体、２’Ｌ’ｐ２ｋ・・・電極、　４・・・
重畳波形抽出部、　１０・・・トリガ信号発生部、　・
１１・・・平均加算部、　　１２・・・サンプリングデ
ータ記憶部、１３・・・遅延データ記憶部、　１４・・
・自己相関演算部、　　１５・・・相関係数記憶部、　
　１６・・・ピーク検出部、　　１７・・・トリガ信号
出力部。第　　１　　図第　　２　　図０

Claims

【特許請求の範囲】

周期の異なる複数の生体信号が重畳された重畳波形を抽
出する重畳波形描出手段と、この重ｇＩＬａＩＬ形と該
重畳波形を所定時間遅延させ友情報との演算処理を行な
って自己相関係数を得ると共に該自己相関係数のピーク
部分の発生タイミングを検出し、該検出信号をトリガ信
号として出力するトリガ信号発生手段と、該トリガ信号
に同期して前記重畳波形の平均加算を行なう平均加算手
段とを有し、平均加算手段から周期的な特定情報を喉り
出すことを特徴とする生体情報抽出用ａｌｔ。