JPS60259242A - 心拍出量自動解析装置 - Google Patents

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】

木本産業上の利用分野木本 本発明は、心拍動に伴う胸部インピーダンスの変化を利
用して心拍出量を計測する方法に関し、特に、呼吸の影
響を無くす事の出来る心室駆出終了点の検索方法の改良
に関する。 ＊本従来の技術木本 生体に高周波微弱電流を印加し、心拍出量をインピーダ
ンスの変化として捉えるｒインピーダンス・カーディオ
・パルモグラフ」　（特公昭５５−３０３８４）が有っ
た。 また、心拍出量のインピーダンスの変化分：ΔＺの微分
値ｄｚ／ｄｔを用い、前記微分値を波形認識して心拍出
量を計測する装置が有った。 ＊＊発明が解決しようとする問題点木本呼吸により顕著
に微分値ｄｚ／ｄｔの基線動揺が生している事を第２図
が示す様に、呼吸によるインピーダンスの変化が心拍出
量のインピーダンスの変化よりも大きく、呼吸によるイ
ンピーダンスの変化を無くずため、呼吸を止める必要が
有った。 微分値ｄｚ／ｄｔを用いて心拍出量を計測する装置には
、 （イ）安静時、運動員荷時直後とも自発呼吸によってｄ
Ｚ／ｄｔ波形は変化し、特に負ピークのオフ・スロープ
、上向きスパイク近傍で分散が太きなる、 （０）自発呼吸によりｄＺ／ｄｔの基線は変動するが、
安静時においては上向きスパイクなど明確であるのに対
し、運動負荷直後では基線の著しい変動に加え、上向き
スパイクも不明瞭となる、等の問題点があり、自発呼吸
下では実質的に計測を行う事が出来なかった。 木本発明の目的木本 ■胸部インピーダンスの変化分：ΔＺの微分値ｄＺ／ｄ
ｔの最大振幅（ｄ　Ｚ／ｄ　ｔ）　ｎ＋ｉｎの計測には
、従来のように固定した基線から計測すると呼吸性によ
る基線の変動を直接受けることになるため、各心拍こと
に基線のレベルを微分値ｄｚ／ｄｔの立ち上がり位置に
設定し直し、 ■前記設定した基線と交差する位置を計測始点とし、胸
部インピーダンス変化ΔＺの二次微分波形において、ｄ
Ｚ／ｄｔ波形の上向きスパイクに対応する位置で明確な
スパイクが安定して現れる事に着目し、前記胸部インピ
ーダンス変化ΔＺの二次微分波形のスパイクを利用して
、計測終点を決定する事により、 自発呼吸下での計測を実施可能にする事に有る。 本本問題点を解決するための方法＊＊ 本発明は、生体に取り付けられた複数の電極を通じて生
体に微弱な高周波電流を加えて心拍動に伴う胸部インピ
ーダンス：Ｚｏ及びその変化分ΔＺまたは前記変化分の
微分値ｄＺ／ｄｔを人力としてデータを取り込み、前記
微分値（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）の最小値の点二Ｂを検出し、
心室駆出開始点に相当し前記微分値（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）
の最小値のＢ点に向かって急勾配にて下がり始める点：
Ａを検出し、心室駆出終了点に相当する点二〇を検出し
、心室駆出開始点に相当する点：Ａと心室駆出終了点に
相当する点：Ｃとの間の時間：Ｔを計測し、心室駆出開
始点に相当し前記微分値（ｄｚ／ｄｔ）の最小値Ｂ点に
向かって急勾配にて下がる点：への値と前記微分値の最
小値のＢ点とにより決まる値：　（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　
ｍｉｎを計測し、電極間距離をＬ・胸部インピーダンス
をＺＯ及び生体の抵抗をρどして１回拍出ａ：ＳＶを Ｌ　２　ｄｚ ｓｖ＝ρ＜−Ｈ＞　（７−丁）ヨ１□・Ｔ上式により得
、前記１回拍出量：Ｓｖ及びＲ−Ｒ間隔にて定まる心拍
数：ＨＲを用い 心拍出１：：Ｃ０＝ＳＶＸＨＲ／１０００として計測す
るインピーダンス法を用いた心拍出量の計測方法に於い
て、前記微分値（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）を微分して得られる
二次微分値：ＤＩＦ（ｄＺ／ｄ　ｔ）を使用し、前記微
分値の最小値のＢ点から上昇し零クロスした後、前記二
次微分値：ＤＩＦ（ｄｚ／ｄｔ）の最小点を検出し、前
記二次微分値：ＤＩＦ　（ｄＺ／ｄｔ）を前記二次微分
値の最小点からＡ点方向に戻り、初めて零クロスするこ
とにより６点を検出する事を特徴とし、自発呼吸下でも
測定可能なインピーダンス法を用いた心拍出量の計測方
法である。 ＊＊実施例木本 第１図は、本発明の構成を示すブロック図である。 制御するためのプログラム及び定数等を記憶するための
ＲＯＭ２と、用途に応じて変更し得るデータを記憶する
ためのＲＡＭ３と、プログラムメモリとしての前記ＲＯ
Ｍ１の内容に従って順次制御及び演算等を行うＣＰＵＩ
と、前記ＣＰＵ、ｌ−と外部回路（装置）とのインター
フェイスを図る入出力回路主とを有し、前記ＣＰＵｌ−
ＲＯＭ３工・ＲＡＭ３及び入出力回路主とがそれぞれア
ドレスバス・データバス及びコントロールバス等から成
るバスｉにより接続されている。また、入出力回路主に
は、生体に高周波微弱電流を印加し、心拍出量をインピ
ーダンス：Ｚｏの変化分：ΔＺとして捉えその微分値ｄ
ｚ／ｄｔ及び前記インピーダンス：Ｚｏを出力する検出
器β−と、前記検出器１からのアナログ信号をデジタル
信号に変換するためのアナログ−デジタル変換器（以下
、ＡＤＣと言う）Ｌと、前記検出器比の出力信号（Ｚｏ
及びｄ　ｚ／ｄ　ｔ）を切り換え前記ＡＤＣ８の入力と
するためのマルチプレクサＬと、心電計（以下、ＥＣＧ
と言う）Ｌの出力信号中Ｒ波を検出するためのコンパレ
ータＩｃＬと、前記ＡＤＣ８のサンプリング周期（２〜
４ｍ５ｅｃ）を決めるため一定周波数で発振している発
振器１Ｌと、前記発振器上上の出力信号を計数するため
のカウンタ１又よ、メツセージ、データや演算結果等を
表示するためのグラフィック・ディスプレー（以下、Ｃ
ＲＴと言う）ｌｉと、コマンドやデータを入力するため
のキーボード１支と、データや演算結果を印刷するため
プロッタ機能を有したプリンタ上１とが接続されている
。 第２図に、前記検出器旦９出力信号ｄＺ／ｄｔｉｚ中に
、呼吸による基線動揺が顕著に表れている一例を示す。 第３図は、第２図に示されている前記検出器−６−の出
力信号ｄｚ／ｄｔλ２ＧＥＣＧ９の出力信号１３−と関
連して表された拡大図である。 前記出力信号ｄｚ／ｄｔ２２を使用して計測に必要な特
徴点をそれぞれＡ、Ｂ及びＣとし、心電波形と共に第３
図に示されている。これらの特徴点は、心電波形のＳ波
とＴ波に相当する期間（ＳＴ上セグメントに存在するこ
とが分かる。従ってＲ波をトリガーとして、この部分の
前記出力信号λλ寺取り込み、次の心拍のＲ波が来るま
でに計測処理を終了すればビート・パイ・ビート（ｂｅ
−ａ　ｔ　ｂ　ｙ　ｂ　ｅ　ａ　ｔ）の実時間処理が可
能になる。 特徴点Ａ−Ｂ−Ｃは、心室駆出開始点・（ｄｚ／ｄｔ）
ｍｉｎ　・心室駆出終了点にそれぞれ相当する。 Ｒ−Ｒ−１はＲ−Ｒ間隔て心電波形１走のＲ波と次のＲ
波との間の時間を示し、心拍数（以下、Ｈｅａｒｔ　Ｒ
ａｔｅ：ＨＲと言う）の計算に用いられると共に、ＥＭ
Ｓ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃ−ａｎｉｃａｌ　５ｙｓｔ
ｏｌｅ）をめるのにも用いられる。 前記ＨＲと前記ＥＭＳとの関係に付いて、日本ＭＥ学会
雑誌「医用電子と生体工学ＪＶＯ１，１９、Ｎｏ、３．
ページ２２８〜２３１に於いて、ＥＭＳ　［秒］　＝０
．４８＋Ｏ，０Ｏ１５・ＨＲ［拍／分］上式を官本らが
発表した。 自動検出処理を安定に行うために、運動負荷時のような
心周期の速い場合には心電波形のＴ波とＰ波の間隔がほ
とんど無くなり、前記Ｐ波の継続時間が通常６０〜１０
０ｍ５ｅｃであることを考慮に入れ、本実施例では前記
ＥＭＳに加える時間を４０ｍ５ｅｃに選定した。 従って、データの取り込み時間（以下、Ｄａｔ−ａ　Ｌ
ｅｎｇｔｈ：ＤＬという）は、ＤＬ＝ＥＭＳ＋０．０４
　［秒］ ＝Ｑ、５２−０．０９／　（Ｒ−Ｒ−１）により決まる
。 第１図の心拍出量自動解析装置の動作に付いて、第４図
のシステムプログラムを参照して、以下説明する。 電源を投入する事によりＲＯＭλ内のプログラムは自動
的に開始１０１を行い、ステップ１１λに進む。　ステ
ップ１更えでは、■メモリ、レジスタ等を初期化すると
共に、ＣＲＴＪに質問事項（■計測時間：Ｔｅ、■電極
間距離：し、■微分スパン：ｎ、■校正？および■表示
／測定？等）を表示し、オペレータが前記質問事項に対
してキーボード１４から入力すると、■ポインタｉおよ
びｊにＯをセットし、ステップ１０３に進む。 ステップ１０３では、前記質問事項：校正／表示または
測定の入力に応じ、校正であればステップＩＬｃＬに進
み、表示または測定であればステップ３００に進む。 ステップ３００では、検出器比の出力信号Ｚ。 及びｄｚ／ｄｔを順次変換する人力サブルーチン１旦旦
塾実行し、ステップ１０４に進む。　ステプ１１ｍ先で
は、前記質問事項：表示／測定の入力に応じて、測定で
あればステップ主１１に進み、表示であればステップ１
０５に進む。 ステップ１１１では、前記検出器１の出力信号λλが最
大振幅となり駆出開始後の早い時期に表れる特徴点Ｂ点
［換言すると、心拍出量に必要な仮の（ｄ　ｚ／　ｄ　
ｔ）　ｍｉｎ　］を検出するため、データヘッドからデ
ータ長の半分までの区間で最小点検出を行うサブルーチ
ンを実行し、ステップ５０１に進む。 ステップ５００ては、心拍出量に必要な心室駆出開始点
Ａを検出するため、心室から血液が駆出されることによ
り前記出力信号ｌλが急激に下降することに着目し、雑
音による検出ミスを防ぐため（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）の微分
値ＤＩＦ（ｄｚ／ｄｔ）を使用し、前記二次微分値ＤＩ
Ｆ（ｄＺ／ｄｔ）のある点の前後各ｎ点の合計値を比較
してサーチを進める心室駆出開始時間検出サブルーチン
を実行し、ステップ追」Σカーに進む。 ステップ灸史更では、心拍出量に必要な心室駆出終了時
間を検出するため、ステップ４００にて検出した特徴点
Ｂの時間を２倍し、そこからデータの終端までを検索範
囲とし、この区間に対応する２次微分データの最小点二
〇一点を見付け、次にそこから時間軸を逆行して零クロ
スする点を検索する心室駆出終了時間検出サブルーチン
を実行し、ステップＩＱＪＬに進む。 ステップ１０５では、最初に設定した計測時間＝ＴＩ！
よりも人力取り込み時間が短ければ、ステップ３」Σ復
−に進み、ステップ３００・上止１’　４Ｌ史・昼旦美
！６００またはステップ３００・１１ｍをループし、前
記計測時間：Ｔｅよりも人力取り込み時間が長くなると
前記ループを抜け、ステップ７００に進む。 ステップ、７−Ｑ　Ｑ　Ｔは、前記板の（ｄ　ｚ／ｄ　
ｔ）ｍｉｎ　・心室駆出開始時間及び心室駆出終了時間
を使用し基線を補正した後、−回拍出量（以下、５ｔｏ
ｒｏｋｅ　Ｖｏｌｕｍｅ：ＳＶという）及び心拍出量（
以下、Ｃａｒｄｉａｃ　０ｕｔｐｕｔ：ＣＯという）を
演算し、その結果の平均、分散等をめ、ステップ１０６
に進む。　ステップ１０６では、前記演算結果及び平均
、分散等をＣＲＴ１３Ｌ汲びプリンタ１足に出力し、ス
テップ１更フーに進み本プログラムは終了する。 以下、本プログラムに使用しているサブルーチンに付い
て、図面を参照して説明する。 第５図は、校正サブルーチンを示すフローチャートであ
る。 本サブルーチンはステップ２０１で開始し、ステップ１
更えに進む。　ステップ１更えでは、ＣＲＴｌｉに質問
事項（例えば、■サンプリング点数二Ｎ）を表示し、オ
ペレータが前記質問事項に対してキーボード１支から入
力すると、ｄ　ｚ　／　ｄｔの校正信号をＡＤＣ８に入
力するため入出力回路上を介して検出器比及びＭＰＸ７
をセットし、ステップλ更走に進む。　ステップ２」Σ
３−では、各レジスタＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５
を０にし、ステップＬＷ先に進む。　ステップ２０４で
は、ＡＤＣ８−をスタートさせるためのコマンドを発し
、ステップ２０５に進む。　ステップλｍ−５−では、
前記ＡＤＣ８−からＡＤ変換終了コマンドが入力される
まで本ステップをループし、前記ＡＤＣ８からＡＤ変換
終了コマンドが入力されるとステップｌ上に進む。ステ
ップ２０６では、前記ＡＤＣＬの変換値ｇｏＯを入力し
、ステップ２０ヱ−に進む。　ステップｆｆｉでは、前
記レジスタＲ３及びＲ４が共にＯであればステップｆｆ
ｌに進み、前記レジスタＲ３及びＲ４のいずれか一方が
１以上であればステップＩｌｌに進む。　ステップ１１
１ては、仮に記憶しておくためのレジスタＲ５に前記Ａ
ＤＣｉの変換値ｇｏｏを入力し、ステップ２０９に進む
。　ステップλｍ亀では、前記ＡＤＣ，ｊｉｌの変換値
ｇｏＯが前記レジスタＲ５の値（Ａとして）の所定の範
囲内（本実施例では、１、ＩＡ＞ｇ（ｘ）＞０．９Ａ）
であればステップ１１１に進み、前記ＡＤＣ８の変換値
ｇ（Ｘｉが前記レジスタＲ５の値（Ａとして）の所定の
範囲外（本実施例では、１．１Ａ＜ｇ（Ｘ）またはｇ（
Ｘ）＜０．９Ａ）であればステップ１１１に進む。　ス
テップ、２工１立ユは、カウンタとしてのレジスタＲ３
の内容がサンプリング点数：Ｎよりも小さければステッ
プλ１１に進み、大きければステップ２」ＩＡ工に進む
。　ステップ、ＬＬＬでは、前記ＡＤＣ，Ｌの変換値ｇ
ｏｏを加算器としてのレジスタＲ１に加算すると共にレ
ジスタＲ３に１を加算し、ステップ、２１先に進む。こ
の時、レジスタＲ１及びＲ３の内容はそれぞれｇα）及
び１になる。　ステップ１Ｌ＾では、カウンタとしての
レジスタＲ４の内容がサンプリング点数：Ｎよりも小さ
ければステップ−２−１１に進み、大きければステップ
２０４に進む。 ステップ、２１Ｌでは、前記ＡＤＣ８の変換値５品を加
算器としてのレジスタＲ２に加算すると共にレジスタＲ
４に１を加算し、ステップｌ上支に進む。この時、レジ
スタＲ２及びＲ４の内容はそれぞれｇα）及び１になる
。　ステップλＩＬでは、レジスタＲ３及びＲ４の内容
がそれぞれ前期サンプリング点数：Ｎになるまで、各ス
テップ１１１〜ｌ止Ｌ−１更１〜λユ」２λ１１汲び各
ステップｌ止渠〜λ旦１−・λ追」♂λ」」−をループ
するか、または、各ステップｌ上」１〜２０７・１ｍｉ
−ｍ−λ１工汲び各ステップ２」１ｊ２〜λ１７−１１
−．２１２Ｊ　ループし、レジスタＲ３及びＲ４の内容
がそれぞれ前期サンプリング点数二Ｎになると、ステッ
プ２二Ｌ１−に進む。　ステップ１１１では、ｄｚ／ｄ
ｔがセットされていればステップ１１灸に進み、ＺＯが
セットされていればステップ、２１Ｌに進む。この場合
には、ｄ　ｚ／ｄｔがセットされているのでステップλ
１旦ぶ進む。　ステップ２−Ｒ３−では、ｄｚ／ｄｔと
して得た前期集計値Ｒ１及びＲ２の平均値を得るため（
ｄｚ／ｄｔ）ｃ＝（１／Ｎ）ＩＲＩ　Ｒ２１の演算を行
いメモリに格納した後、ＺＯの校正信号を人力するため
に入出力回路先を介して検出器１及’ｕＭＰＸ？−をセ
ットし、ステップ２」

【３−に進む。　Ｚｏの校正値を
得るため再度ステップ１止３−から開始し、ｄｚ／ｄｔ
の検出の場合と同様にレジスタＲ３及びＲ４の内容が前
期サンプリング点数二Ｎになるまで、各ステップ先１１
〜１１Ｌ・２」とβ−〜２−１」−・１１ユ汲び各ステ
ップ１１１〜λ０７−ｉ川９−２１０をループするか、
または、各ステップλ」とＡ工〜２」Σ１−・２０９〜
λ−Ｒ２工・λ１生及び各ステップ、２ｉｉ〜２０７・
２」Σβ工・ｌＬえをループし、レジスタＲ３及びＲ４
の内容が前期サンプリング点数二Ｎになると、ステップ
ｌ上１に進む。　ステップｌ−５では、ＺＯがセットさ
れているためステップ２ｉヱに進む。 ステップ２１７では、Ｚｏとして得た前期集計値Ｒ１及
びＲ２の平均値を得るため、 （Ｚｏ　）　ｃ　＝（１／Ｎ）　ｌ　Ｒ１−Ｒ２ｌの演
算を行いメモリに格納し、ステップ２１８に進み本サブ
ルーチンを終了する。 第６図は変換人力サブルーチンを示すフローチャートで
、第７図の変換入力サブルーチンを用いた変換例（但し
、微分スパン：ｎを３として）を参照し、以下説明する
。 ステップ１１１で本サブルーチンは開始し、ステップ多
」Σ２−に進む。　ステップ３０２では、各レジスター
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５を０にすると共にカウ
ンタＸ及びＸを１にし、ステップ１１１に進む。　ステ
ップ３０３では、前期コンパレータＩＱ−の出力の状態
を監視し、Ｒ波検出信号が無ければステップ１更戊をル
ープし、Ｒ波検出信号が有ればステップ３０５に進む。 　ステップ１止足では、前期ポインタ１の値が０であれ
ばステップ１１戊に進み、前期ポインタｌの値が１以上
であればステップ３０７に進む。この時、前期ポインタ
１が０なのでステップ１更比に進む。ステップ３０６で
は、カウンタ１２をスタートさせると共にソフトタイマ
により一定時間（例えば、１０ｍ５ｅｃ）たった後、ポ
インタｌに１を加え、ステップ３０３に戻る。再度ステ
ップＩＱ−１では、Ｒ波検出信号が有ればステップ１止
足に進む。　ステップ３０５では、前記ポインタｌが】
であるため、ステップ３０７に進む。　ステップ３０７
では、 ■前記カウンタ１２をストップさせ、ｏｓｃｌ上の発振
周期：ｔとカウント値とによりＲ−Ｒ・１　（Ｒ−Ｒ間
隔）をめ、その結果をメモリにセットし、 ■前記Ｒ−Ｒ−１の逆数が心拍数ＨＲなのでＨＲ＝１／
　（Ｒ−Ｒ・■） の演Ｗ、を行いメモリＡ（１）に心拍数ＨＲを入力し、
■前記カウンタ上２塾リセットさせ内容を０にし、 ■再度、Ｒ−Ｒ・■をめるため前記カウンタ１λをスタ
ートさせ、 ■前記Ｒ−Ｒ−Ｉより検索範囲を得るため、ＤＬ＝０．
０５−　（０，０９／Ｒ−Ｒ−１）の演算を行い、レジ
スタＲ１に検索範囲ＤＬを入力し、 ■検出器比からの出力を選択するため、ＭＰＸｌ−の出
力（換言すると、ＡＤＣ８の入力）をＺ。 に成るように入出力回路支から出力し、■ｎを微分スパ
ンとして、ポインタＪに（２ｎ＋１）［但し、本実施例
ではｎ＝３としてｊ＝７］をセットし、 ステップ３０８に進む。　ステップ１更焦では、前記Ａ
ＤＣ８のアナログ入力信号をデジタル信号に変換するた
め、前記ＡＤＣ８をスタートさせ、ステップ１止１に進
む。　ステップ３０９では、前記ＡＤＣ８が変換を終了
するまでステップ且ｌをループし、前記ＡＤＣ８が変換
を終了するとステップ１１更に進む。　ステップ３１０
では、前期ＡＤＣ８の変換値：ｆα）をメモリに入力し
、ステップ１１１に進む。　ステップ１１上では、Ｚｏ
がセットされていればステップ１１λに進み、ｄｚ／ｄ
ｔがセットされていればステップ１Ｌ走に進む。この場
合には、Ｚ、がセットされているのでステップ這」一本
に進む。　ステップｍでは、前記変換値：ｆ（ｘ）をメ
モリＢ　（＋）に入力すると共に、検出器、６−からの
出力を選択するためＭＰＸ７の出力（換言すると、ＡＤ
Ｃ８−の人力）をｄｚ／ｄｔに成るように入出力回路上
から出力し、ステップ３１６に進む。　ステップ３１６
では、前記ｏｓｃＢ−の出力が前記入出力回路上に入力
された事を検出し、入力されるまでステップ走１−６−
をループし、入力されるとステップｍに進む。　ステッ
プ３１７では、ＣＲＴＪにデータｆ　（Ｘ）及びＦ（Ｘ
）を表示し、ステップ１１１に進む。 ステップ１１旦」は、前記検索範囲ＤＬ（レジスタＲ１
の内容）よりもカウンタの値Ｘと前記０８Ｃ１ｌの周期
ｔの積（ｘ　ｔ）が小さければステップ１更影に進み、
前記積（Ｘ　ｔ）が大きければステップ１１１に進む。 この時の積がｔであり、ステップ１更影に再度進む。　
ステップ３０８では、前記ＡＤＣ８のアナログ入力信号
をデジタル信号に変換するため、前記ＡＤＣ８をスター
トさせステップ３０９に進む。　ステップ３」Σβ−で
は、前記ＡＤＣｉが変換を終了するまでステップ１止ｌ
をループし前記ＡＤＣ８が変換を終了すると、ステップ
１１止に進む。　ステップ１Ｌ走では、前期ＡＤＣ８の
変換値：ｆ（ｘ）を入力しステップ１１１に進む。ステ
ップ旦」」−では、ｄｚ／ｄｔがセットされているため
ステップ１１走に進む。 ステップ１１走では、前記変換値ｆ　（Ｘ）をメモリに
記憶し、更に前記ポインタＸに１を加算しくＸ＝２）、
ステップ１１支に進む。　ステップ３１４では、前記ポ
インタＸが（２ｎ＋１）よりも大きいか等しければステ
ップｍに進み、前記ポインタＸが（２ｎ＋１）よりも小
さければステップ１１１に進む。但し、ｎは微分スパン
である。この時、Ｘが２であるためステップ３１６に進
む。 ステップ１Ｙｉでは、前記ｏｓｃｑの出力が前記入出力
回路−（に入力された事を検出し、検出するまでステッ
ｍｅループし、検出するとステップ３］７に進む。　ス
テップ１１Ｌでは、ＣＲＴ、、１１にデータｆα）及び
Ｆ（至）を表示し、ステップ１１１に進む。　ステップ
１１旦１は、前記検索範囲：Ｒ１よりもカウンタの値Ｘ
と前記Ｏ８Ｃ上１０周期ｔの積（ｘ　ｔ）が小さければ
ステップ１ＬｆＬに進み、前記１（ｘｔ）が大きければ
ステップ３１９に進む。この時の積が２ｔでありステッ
プ１止班に進む。　前記ポインタＸが（２ｎ＋１）と等
しく成るまで、ステップ３０８〜．ＬＬＬ・ＬＬ！＠３
１４・３二Ｌβ−〜、ＬＬＬφ３０８をループし変換値
ｆ（ｘ’ｌをメモリに記憶し、前記ポインタＸが（２ｎ
＋１）と等しく成ると、ステップ１１ｉに進む。ステッ
プ３１ＬＴＬは、 ■２次微分値：ＦＱＱの演算を、 の式にて行い、その結果をメモリに格納し、■ポインタ
：Ｊに１を加え（この時、ｊが８となる）、 ■ポインタ：Ｘに１を加え（この時、Ｘが２となる）、
ステップ１１灸に進む。　ステップ１１１ては、前記０
８ＣＬＬの出力が前記人出力回路先に入力された事を検
出し、検出するまでステップ１上比をループし、検出す
るとステップ１１Ｌに進む。　ステップｍでは、ＣＲＴ
　１３にデータｆα）及びＦＯＱを第７図に示すように
表示し、ステップ１１１に進む。　ステップ１１１では
、前記検索範囲：ＤＬよりもカウンタの値Ｘと前記０９
ＣＬＬの周期ｔの積（ｘ　ｔ）が大きくなるまで、ステ
ップ１更１〜１上上−１１１〜ｊＬＬｆＬ−１１１をル
ープし、前記検索範囲：ＤＬよりもカウンタの値Ｘと前
記ｏｓｃＨの周期ｔの積（Ｘｔ）が大きくなると、ステ
ップ１上１に進む。 ステップ３１９ては、レジスタＲ５に前記Ｒ−Ｒ・Ｉを
加え、ステップ３２０に進み本プログラムは終了する。 第８図は、Ｂ点［仮の（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　ｍｉｎコを
検出するサブルーチンを示すフローチャートである。 本サブルーチンは、ステップ１止１にて開始しステップ
４０２−に進む。　ステップ４０２では、検索始点を前
記検索範囲ＤＬ（レジスタＲ１内容）の中点に設定する
ため、 アドレス：ｘ＝Ｉ）Ｌ／（２ｔ） の演算を行い、前記アドレスＸの内容ｆ　（Ｘ）をレジ
スタＲ２に入力し、ステップ４０３に進む。　ステップ
４０３では、最小のｄｚ／ｄｔを検出するためレジスタ
Ｒ２と変換値ｆ（ｘ）を比較し、Ｒ２≧ｆ（ｘ）であれ
ばステップ４０４に進み、Ｒ２＜ｆ（ｘ）であれば最小
のｄｚ／ｄｔではないのでステップ１１ｉに進む。　ス
テップ４０４では、前記変換値ｆα）が最小のｄｚ／ｄ
ｔとしてメモリＣ（１）に記憶すると共に前記変換値の
最小値のアドレスＸをメモリＤ（１）に記憶し、更に前
記変換値ｆ　（Ｘ）をレジスタＲ２に人力し、ステップ
４０５に進む。　ステップＬ焦足では、次の点の比較を
行うためアドレスＸから１を引き、ステップ４０６に進
む。 ステップ１１比では、検索終点（換言すると、データの
取り込み開始点）になっているかを検出するため、前記
アドレスＸがＯになっているかを判別し、Ｘ＞Ｏであれ
ば次の比較点に進むためステップ１１走に進み、ステッ
プＡ」Σβ−〜先更史・１１１または１止１・１没１−
４０６・４０３をループし、Ｘ＝Ｏになれば検索終点と
してステップ４０７に進み本サブルーチンは終了する。 第９図は、心室駆出開始時間（Ａ点：原点）検出サブル
ーチンを示すフローチャートである。 本プログラムは、ステップ１１１にて開始し、ステップ
１Ｌ２−に進む。ステップ５０２では、２微分分データ
Ｆ（至）を用い先頭からｎ点のデータのステップ５０３
では、前記微分スパンｎとして、検索中心点を記憶して
おくためのポインタＪにｎ＋１を入れ、ステップｉ１１
に進む。　ステップ１１支では、前記オフセット値を記
憶しておくためのレジスタＲ２から、前記検索中心点Ｊ
を除いｍでは、前記オフセット値を記憶しておくた１で
は、心室駆出開始時間：Ａ点（換言すると、２次微分値
ＦＱＱが急な下向きのスロープとなる点）を検出するた
め、ＭＣをＲ０Ｍ２−に記憶されている係数として前記
レジスタＲ３とＲ４の値を比較し、Ｒ３ＸＭＣ＞Ｒ４で
あれば次の検索中心点に移動させるためステップ５０７
に進み、Ｒ３ＸＭｏ≦Ｒ４てあれば当該検索中心点が心
室駆出開始時間としてステップｉ七更に進む。　ステッ
プ５０７ては、前記検索中心点を記憶するためのポイン
タＪに１を加え、ステップ５０８に進む。 ステップｊ旦−８−では、ＲＯＭ２に予め記憶されてい
る検索終了時間ＴＣ（１００〜１５０ｍ５ｅＣの間で選
ばれ、本実施例では１２０ｍ５ｅｃに選ばれている）と
ＡＤＣ８のサンプリング時間ｔとにより決まる最終検索
中心点（Ｔｃ／ｌ）を検索するため、前記検索中心点Ｊ
と最終検索中心点（Ｔ　ｃ　／　ｔ　）とを比較し、Ｊ
＜（Ｔｃ／ｌ）の場合には次の検索中心点にて心室駆出
開始時間（Ａ点）を検索するためステップ５０４に進み
、ｊ≧（’ｒｅ／ｌ）の場合にはＲＯＭ２に記憶されて
いる係数Ｍｃを小さくするためステップ５」Σβ−に進
む。　ステップ５０９では、前記係数Ｍ。からｌを引き
ステップ５」χ這−に戻る。　ステップｆｆｉでは、再
度、前記微分スパンｎとして、検索中心点を記憶してお
くためのポインタＪにｎ＋１を入れ、ステップ１更先に
進む。　ステップ５０４では、前記オフセット値を記憶
しておくためのレジス記オフセット値が記憶されている
レジスタＲ２か５０６に進む。ステップ５０６では、心
室駆出開始時間：Ａ点（換言すると、２次微分値ＦＯＱ
が急な下向きのスロープとなる点）を検出するため、Ｍ
ｃをＲＯＭλに記憶されている係数として前記レジスタ
Ｒ３とレジスタＲ４との値を比較し、ステップ５０３・
５０９・５０３または５０３・ｉす」工〜丘曳」−・足
車」−をＲ３ＸＭＣ＜Ｒ４になるまでループし、ステッ
プ１１ｍに進む。　ステップ６１０では、前記検索中心
点ｊよりアドレスＸを　ｘ＝ｊ＋ｎ　としてメモリＥ（
１）に記憶すると共に前記アドレスのデータｆ　（ｘ）
をメモリＨ（ｉ）に記憶し、ステップｆＬＩＬに進み本
サブルーチンを終了する。 第１０図は、心室駆出終了時間（終点：第３図の０点）
を検出ザブルーチンを示すフローチャートである。 本サブルーチンはステップｉ止りにて開始し、ステップ
旦」１２ユに進む。ステップ６！Ｌ２１は、検索始点を
設定するため、仮の（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　ｗａｉｎの位
置を記憶しておく為のメモリＤ　（ｉ）からアドレスＸ
を読み出し、前記仮の（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　ｍｉｎの点
の２倍の位置から検索するために２次微分データＦＯＯ
のアドレス：Ｘ＝２ｘ−ｎの演算を行い、前記アドレス
Ｘの内容ＦＯＱをレジスタＲ２に入力し、ステップ６０
３に進む。　ステップ旦」Σ３−〜辻豆旦１は、前記２
次微分データＦα）の最小値：Ｃ一点を検出する。　ス
テップ１更走では、前記２次微分データＦ（Ｘ）の最小
値を検出するため、レジスタＲ２と２次微分データＦＯ
Ｑとを比較し、Ｒ２≧ＦＯＱであれば最小値としてステ
ップ６０４に進み、Ｒ２≧ＦＯＯであれば最小値で無い
としてステップ６０５に進む。　ステップ１更先では、
前記レジスタＲ２に前記２次微分データＦ（Ｘ）を入力
し、ステップ６０５に進む。　ステップ６０５では、次
の２次微分データＦ（Ｘ）が最小値であるかどうかを比
較するためアドレスＸに１をたし、ステップβ」ト５−
に進む。　ステップぷりΣβ−では、現在のｄ　ｚ／ｄ
　ｔのアドレスＸに対応する２次微分データのアドレス
Ｘ　（ｘ＝Ｘ＋ｎ）と前記検索点数を記憶しているレジ
スタＲ１とを比較し、Ｒ１≧ｔ　（Ｘ＋ｎ）であれば検
索が終了したとしてステップ６０７に進み、Ｒ１＜ｔ　
（Ｘ＋ｎ）であれば次のポイントを検索するためステッ
プＩｌｌに戻る。但し、ステップ６０３〜６０６または
ステップ比重」−・１立旦汲び旦工」−をループし、Ｒ
１≧ｔ　（Ｘ＋ｎ）の条件を満足すると、ステップ１更
りに進む。　ステップ乱立ユニは、前記２次微分データ
の最小値を記憶したレジスタＲ２より得られるポイント
数Ｘをセットし、ステップ６１ｍに進む。　零クロス点
をステップ旦ｕ’ＬＩＬにてめる。ステップ６０８では
、前記２次微分値の最小値の点（Ｃ一点）から始め、前
記２次微分データが零より初めて大きく成る点をめるた
め２次微分データＦ（Ｘ）とＯとを比較し、ＦＯＱ≧０
であればステップＩｌｌに進み、Ｆ（Ｘ）＜０であれば
前記ポイント数Ｘが零クロス点としてステップｉ上正に
進む。ステップｆＬＬＬ−５」とａ−をループし、ＦＯ
Ｏ≧００条件を満足するとステップｉ支更に進む。　ス
テップＬｌｌでは、前記零クロス点の１つ前の点（Ｘ＋
１）をメモリＪ　（ｉ）に記憶し、ステップ１１１に進
む。　ステップ、ＬＬｌでは、必用に応じて変換値ｆ（
ｘ）の原点を固定すると共′に各検出点をＣＲＴ上ユ汲
びプリンタ上ｉに出力し、ステップ１１１に進み本サブ
ルーチンは終了する。但し、この時前記検出点が異常の
場合には、ライトペンまたはカーソル等により修正を行
うことも出来る。 第１１図は、前記検出点を用いて一回拍出量及び心拍出
量を演算するサブルーチンを示すフローチャートである
。 本プログラムは、ステップＬ１１にて開始しステップエ
」１２工に進む。　ステップ７０２では、演算の準備を
行うため ■ＲＯＭ２内に記憶されている血液の抵抗率ρを読みだ
し、（但し、ρ＝１３５Ω） ■前記計測回数カウンタ１の値をレジスタＲ１に記憶す
ると共に前記計測回数カウンタｉを０にリセットし、 ステップ１」Σ」−に進む。ステップｌ〕と３−では・
前記計測回数カウンタｉに１を加え、ステップ１更に進
む。 ステップＬ更支では、心室駆出時間点から心室駆出終了
点を引きサンプリング時間ｔを掛け、心室駆出時間Ｔ： Ｔ＝ｔ　（Ｊ（υ−Ｅ（＋＞） の演算を行い、メモリＴ（１）に心室駆出時間Ｔを記憶
し、ステップエに進む。　、 ステップｍでは、原点の変換値ｆ（ｘ）から仮の（ｄ　
ｚ／ｄ　ｔ）　ｍｉｎの変換値ｆ（ｘ）を引いた値を、
ＡＤＣβ−のゲインＫ及びｄｚ／ｄｔの校正値（ｄｚ／
ｄｔ）ｃで割り、真の（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　ｌｌｌ１ｎ
の演算を行いメモリＫ（：）に（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　ｌ
ｌ１ｉｎを記憶し、ステップｌ〕ト５−に進む。 ステップＬｌｉでは、実際に得られたＺｏをＡＤＣｆＬ
のゲイン■（及びＺｏの校正１ｔ！！（Ｚｏ）ｃで割り
、真のｚ。 Ｚｏ＝Ｂ（１）／［Ｋ（Ｚｏ）ｃ］ の演算を行いメモリＺ（（）にＺｏを記憶し、ステップ
１」Σ１−に進む。 ステップ１更１３は、血液の抵抗率をρ・電極間距離を
Ｌ・真のＺｏ及び（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）　ａｋｉｎを用い
、 Ｌ、２ｄｚ ｓｖ＝ρ＜−５−＞　（−ｙ丁）、、。・Ｔの演算を行
いメモリＭ（ｉ）に−回拍出ａＳＶを記憶し、ステップ
１」とβ−に進む。　ステップＬ立旦１は、前記−回拍
出１１ｓＶ及び心拍数ＨＲを用い、心拍出量ＣＯを Ｃ０＝ＳＶＸＨＲ／１０００ の演算を行い、メモリＮ　（ｉ）に心拍出量ＣＯを記憶
し、ステップＬＱＩに進む。　ステップ４では、前記計
測回数だけの演算を行ったかを判断する為、前記レジス
タＲ１と前記計測回数カウンタｉとを比較し、Ｒ１＞ｉ
であればステップ１更に戻り、ステップＬ１１〜’Ｌｎ
ｊＬをループしＲ１＝凰の条件を満足し全演算が終了す
ると、ステップｍに進む、　ステップ１１ｍでは、心拍
出ｍＣＯ・−回拍出量Ｓｖ及び心拍数ＨＲ等の標準偏差
や平均値の演算を行い、ステップＬＬ支に進み本プログ
ラムを終了する。 木本発明の効果木本 以上説明したように、本発明は運動下の状態でもｄｚ／
ｄｔ、の微分値を用い検索終点求める事により、心室駆
出時澗Ｔ及び（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）が正確に計測出来る様
に改良したため、正確な心拍出量の計測ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図である。 第２図は、前記検出器隻の出力信号ｄｚ／ｄｔＵ中に、
呼吸による基線動揺が顕著に表れている事を示す図であ
る。 第３図は、第２図に示されている前記検出器ｔの出力信
号ｄｚ／ｄｔλｌをＥＣＧＬの出力信号λ１と関連して
表された拡大図である。 第４図は、心拍出量自動解析装置のシステムプログラム
を示すフローチャートである。 第５図は、校正サブルーチンを示すフローチャートであ
る。 第６図は、変換入力サブルーチンを示すフローチャート
である。 第７図は、第６図の変換入力サブルーチンを用いた変換
例の一例である。 第８図は、仮の（ｄｚ／ｄｔ）ｍｉｎを検出するサブル
ーチンを示すフローチャートである。 第９図は、心室駆出開始時間（原点）検出サブルーチン
を示すフローチャートである。 第１０図は、心室駆出終了時間（終点）を検出サブルー
チンを示すフローチャートである。 第１１図は、前記検出点を用いて一回拍出量及び心拍出
量を演算するサブルーチンを示すフローチャートである
。 第１２図は、原点を揃えてｄｚ／ｄｔを表示及びプリン
トした一例を示す図である。 第１３図は、ｄｚ／ｄｔを微分して得られた２次微分値
を表示及びプリントした一例を示す図である。 木本　符号の説明　＊＊ １番・・・ＣＰｔＪ、２◆・・・ＲＯＭ、３−・・・Ｒ
ＡＭ。 ４・・・・入出力回路、５・・・・バス、６・・・・検
出器、７・・・・マルチプレクサ、８・・・・アナログ
−デジタル変換器、９−φ・・心電計、ｌＯφ・φ俸コ
ンパレータ１１・・・・発娠器、１３・・・・グラフィ
ック・ディスプレー、１４・・・・キーボード、１５・
・・・プリンタ特許出願人　萩原電気株式会社、臼井支
朗第１図 図面の浄ｒ９（内容に変更な７−） 第１０１７ 一面の浄書（内容に変更なし） 第１１１７ 手続補正書（方式） １．事件の表示 昭和５９年特許願第１１４７５０号 ２、発明の名称 インピーダンス法を用いた心拍出量の計測方法３、補正
をする者　〒４６１ 事件との関係　特許出願人 住　所　名古屋市東区東桜二丁目三番三号４、補正命令
の日付 昭和５９年９月５日 （発送日　昭和５９年９月２５日） ５、補正の対象 ６、補正の内容 １、明細書の発明の名称を「インピーダンス法を用いた
心拍出量の計測方法」と補正する。 ２、図面の第４図〜第６図及び第８図〜第１１図を別紙
の通り補正する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体に取り付けられた複数の電極を通じて生体に
   微弱な高周波電流を加えて心拍動に伴う胸部インピーダ
   ンス：Ｚｏ及びその変化分ΔＺまたは前記変化分の微分
   値ｄ　ｚ／ｄ　ｔを人力としてデータを取り込み、前記
   微分値（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）の最小値の点：Ｂを検出し、
   心室駆出開始点に相当し前記微分値（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）
   の最小値のＢ点に向かって急勾配にて下がり始める点：
   Ａを検出し、心室駆出終了点に相当する点：Ｃを検出し
   、心室駆出開始点に相当する点：Ａと心室駆出終了点に
   相当する点：Ｃとの間の時間二Ｔを計測し、心室駆出開
   始点に相当し前記微分値（ｄＺ／ｄｔ）の最小値Ｂ点に
   向かって急勾配にて下がる点：への値と前記微分値の最
   小値のＢ点とにより決まる１１！Ｉ：（ｄｚ／ｄｔ）ｍ
   ｉｎを計測し、電極間距離をＬ−胸部インピーダンスを
   Ｚ、及び生体の抵抗をρとして１回拍出量：ＳＶを 上式により得、前記１回拍出ａ：ＳＶ及びＲ−Ｒ間隔に
   て定まる心拍数：ＨＲを用い 心拍出量：　Ｃ０＝ＳＶＸＨＲ／１０００として計測す
   るインピーダンス法を用いた心拍出量の計測方法に於い
   て、前記微分値（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）を微分して得られる
   二次微分値：ＤＩＦ（ｄｚ／ｄ　ｔ）を使用し、前記微
   分値の最小値のＢ点から上昇し零クロスした後、前記二
   次微分値：ＤＩＦ　（ｄ　ｚ／ｄ　ｔ）の最小点を検出
   し、前記二次微分値：ＤＩＦ　（ｄｚ／ｄｔ）を前記二
   次微分値の最小点からＡ点方向に戻り、初めて零クロス
   することにより０点を検出するインピーダンス法を用い
   た心拍出量の計測方法。
2. （２）前記微分値の最小値のＢ点から上昇し零クロスし
   た後をデータの取り込み開始点から前記微分値の最小値
   のＢ点までの時間の２倍の点の後にした特許請求の範囲
   第１項記載のインピーダンス法を用いた心拍出量の計測
   方法。