JP4243605B2 - Autonomic nerve inspection device - Google Patents
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Description
この発明は、自律神経検査装置に関する。詳しくは、心拍変異度を利用する正確度を高めた自律神経検査装置に関する。 The present invention relates to an autonomic nerve examination apparatus. More specifically, the present invention relates to an autonomic nerve test apparatus with improved accuracy using the heart rate variability.
心拍変異度(Heart Rate Variability)(以下、HRVだと言う)と言うのは時間による心拍の周期的な変化を言うものであって、これは体内あるいは外部の環境の要因に対する自律神経系の恒常性(homeostasis)の調節メカニズムを追跡するのに重要な鍵になる。
自律神経検査装置は心拍変異度によって心拍動の微細な変化を波形を通じて分析して、ストレスに対する人体の自律神経の反応を可視化として、現在の健康状態及び精神生理学的な安定状態を確認することができる装備である。
自律神経と言うのは、内臓や血管などの機能を統制する神経であり、校感神経と副交感神経として分けられる。この自律神経が人体の五臓六腑とホルモンの円滑な作用に関与するので自律神経の安定した拮抗作用は元気で楽な心身を維持するのに絶対的な要素である。自律神経はその中枢を間脳の視床下部に置いてあり、末梢を身体内のすべての臓器や組職機関に置いているので、五臓六腑の活動を管掌して呼吸、循環、消化、内分泌機能、新陳代謝などの生命活動に重要な調節機能を担当している。
Heart Rate Variability (hereinafter referred to as HRV) refers to a periodic change in heart rate over time, which is a constant of the autonomic nervous system with respect to internal and external environmental factors. It is an important key to tracking the homeostasis regulation mechanism.
The autonomic nerve test device analyzes minute changes in heartbeats according to the degree of heartbeat variability through waveforms, and visualizes the response of the human autonomic nerve to stress to confirm the current health state and psychophysiological stability state. It can be equipped.
Autonomic nerves are nerves that control the functions of internal organs and blood vessels, and can be classified as sympathetic nerves and parasympathetic nerves. Since this autonomic nerve is involved in the smooth action of the human body's internal organs and hormones, the stable antagonism of the autonomic nerve is an absolute element for maintaining a healthy and comfortable mind and body. Autonomic nerves are centered in the hypothalamus of the diencephalon, and the periphery is located in all organs and organization in the body. In charge of important regulatory functions in life activities such as metabolism.
自律神経系活動と心臓拍動の動きは密接な関係がある。したがって心拍変異度を測定することで自律神経系の活動を推正することができる。特に心拍変異度を測定することで自律神経系の活動を分析する方法は再現性が優れてあり、また非浸湿的な検事方式を適応することができると言う長所がある。
より詳しくは、心拍数は東方結節にある心拍調律細胞の固有の自発性に自律神経系が影響を及ぼして決定される。東方結節は交感神経と副交感神経との両方の支配を受けていて、交感神経と副交感神経とのお互いに相反する影響が均衡を成して心拍数を決める。よって、短期の心拍動数の変異は呼吸、圧受容器(baroreceptor)、化学受容器(chemoreceptor)、自律神経系活動によって決まる。また長い時間の心拍動数の変異は呼吸、圧受容器、化学受容器、自律神経系活動だけではなく体温、代謝量(metabolic rate)、睡眠サイクル等も寄与する。
Autonomic nervous system activity and heartbeat movement are closely related. Therefore, the activity of the autonomic nervous system can be estimated by measuring the heart rate variability. In particular, the method of analyzing the activity of the autonomic nervous system by measuring the heart rate variability is excellent in reproducibility and can be applied to a non-wetting inspection method.
More specifically, the heart rate is determined by the autonomic nervous system affecting the intrinsic spontaneity of heart rhythm cells in the eastern nodule. The eastern nodule is under the control of both sympathetic and parasympathetic nerves, and the mutually opposing effects of sympathetic and parasympathetic nerves balance each other to determine the heart rate. Thus, short-term heart rate variation is determined by respiration, baroreceptor, chemoreceptor, and autonomic nervous system activity. Long-term heart rate variations contribute not only to breathing, baroreceptors, chemoreceptors, and autonomic nervous system activity, but also to body temperature, metabolic rate, and sleep cycle.
HRVは東方結節に影響を及ぼす交感神経と副交感神経との間の相互作用に関連があり、これは記録上に表す心拍動数の時間による変化を意味するのではなく、心拍動及びRR間隔(心電図でRポイントから次のRポイントまでの間隔)の変動を反映する。すなわち、一つの心臓週期から次の心臓週期までの間の微細な変異を意味する。
一般的に心拍変異の測定は心電図(以下、ECGだという。)や酸素飽和度(以下、PPGだと言う。)を利用して測定する。心拍間隔は心電図や酸素飽和度の信号上の波形でピーク(peak)を検出して、ピークから次のピークまでの間の間隔を測定して求められて、このように測定された心拍間隔は800msec前後で、続けて変化される。 このような心拍間隔がリアルタイムで測定されればこれを再び数式によってリアルタイムで分当りの心拍動数(分毎の心拍数)に表現することができる。このように測定された心拍間隔から計算された心拍動数の変化グラフをHRT(Heart Rate turbulence)テコグラム(tachogram)と言う。
HRV is associated with the interaction between the sympathetic and parasympathetic nerves that affect the eastern nodule, which does not mean the change in heart rate represented on the record over time, but the heart rate and RR interval ( Reflects changes in the interval from the R point to the next R point on the ECG. That is, it means a minute variation between one heart week and the next heart week.
In general, heart rate mutation is measured using an electrocardiogram (hereinafter referred to as ECG) and oxygen saturation (hereinafter referred to as PPG). The heart rate interval is obtained by detecting the peak in the waveform on the electrocardiogram or oxygen saturation signal and measuring the interval from peak to next peak. It is continuously changed around 800msec. If such a heart beat interval is measured in real time, it can be expressed in real time as a heart beat rate per minute (heart rate per minute) again by a mathematical formula. The change graph of the heart rate calculated from the heartbeat interval measured in this way is called an HRT (Heart Rate turbulence) tachogram.
図1aは正常人の心拍変化の一例で、図1bは疾病状態の人の心拍変化の一例である。
図1a及び図1bは記録時間の間の心拍動の変化を記録したものであるが、ECGまたはPPG上のピーク間の間隔、即ち、RR間隔またはNN(Normal to Normal)間隔が測定されれば、それから瞬間的な心拍動数が計算されて、図1a及び図1bのようなグラフが描かれるようになる。
図1aでの元気な人は前記のようなグラフが不規則的で複雑に現われるが、図1bでの疾病状態にある人の場合には心拍動の微細な変化が非常に単調に現われる。即ち、HRV減少の意味は心拍動の躍動的な変化の複雑性が減少されたことを言い、これは絶えず変化する環境に対する体内適応能力が減少したことを意味する。拍動間の微細な変化から自律神経系の体内の恒常性の調節メカニズムを推正することができる。元気で調節能力のすぐれた人は血中の酸素濃度、体温、血圧などに敏感に反応して素早く短時間の内に生理的な均衡状態に至ることができるが、疾病状態にある場合にはそうではなくて生理的な均衡状態に至ることができなくなる。
FIG. 1a is an example of a heart rate change of a normal person, and FIG. 1b is an example of a heart rate change of a sick person.
Figures 1a and 1b record changes in heart rate during the recording time, but if the interval between peaks on ECG or PPG, i.e. RR interval or NN (Normal to Normal) interval is measured. Then, the instantaneous heart rate is calculated, and the graphs as shown in FIGS. 1a and 1b are drawn.
In the healthy person in FIG. 1a, the graph as described above appears irregular and complicated, but in the case of the person in the diseased state in FIG. 1b, the minute change of the heartbeat appears very monotonously. That is, the meaning of HRV reduction means that the complexity of the dynamic change of heartbeat has been reduced, which means that the body's ability to adapt to a constantly changing environment has been reduced. From the minute changes between beats, the regulation mechanism of homeostasis in the autonomic nervous system can be estimated. A healthy and well-regulated person can respond to oxygen levels in the blood, body temperature, blood pressure, etc. sensitively and quickly reach a physiological equilibrium in a short time. Otherwise, a physiological equilibrium cannot be reached.
HRV分析方法は時間ドメイン(domain)分析と周波数ドメイン分析とで大きく大別される。
時間ドメイン分析(Time domain analysis)は心拍の間のRR間隔を統計的に処理する技法で、一般的には24時間の間の資料を分析するが、ヨーロッパ及び北米の心臓調律と電気生理学(the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology)(以下NASPEだと言う。)の特別専門委員会(the Task Force)では5分記録でも可能であると言っている。特定時間で心拍数や正常なパルス(pulse)の間の間隔が測定される。連続的なECG或いはPPG波形からRR間隔や瞬間的な心拍動が決まる。時間範囲の心拍変異度は主に副交感神経系の影響を反映して、時間範囲分析のすべての単位はmsecである。時間範囲分析で一連の資料は二つの類型で得られる。その中の一つはRR間隔や瞬間心拍動を直接的な測定で得られるものであり、他の一つはRR間隔の差から得られるものである。時間範囲分析を通じて求められるパラメーターでは平均心拍数(Mean Heart rate)、全体RR間隔の標準偏差(以下SDNNという)、隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(以下、RMSSDだと言う)がある。
HRV analysis methods are roughly classified into time domain analysis and frequency domain analysis.
Time domain analysis is a technique that statistically processes the RR interval between heartbeats, typically analyzing data over a 24-hour period, but in both European and North American heart rhythm and electrophysiology (the The Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology (hereinafter referred to as NASPE) says that even a 5-minute record is possible. The heart rate and the interval between normal pulses are measured at a specific time. RR interval and instantaneous heartbeat are determined from continuous ECG or PPG waveforms. The heart rate variability in the time range mainly reflects the influence of the parasympathetic nervous system, and all units of time range analysis are msec. In the time range analysis, a series of materials can be obtained in two types. One of them is obtained by direct measurement of the RR interval and instantaneous heartbeat, and the other is obtained from the difference in the RR interval. Parameters obtained through time range analysis are the mean heart rate (Mean Heart rate), the standard deviation of the entire RR interval (hereinafter referred to as SDNN), and the average square root of the difference between adjacent RR intervals (hereinafter referred to as RMSSD). )
周波数ドメイン分析はFFT(高速フーリエ変換: Fast Fourier Transform)を利用して周波数範囲を分析することで、HRV変動信号を構成する各周波数帯域を分離して評価する分析方式である。すなわち、HRV信号はそれぞれ他の帯域の周波数信号が合されて一つの複雑な信号で現われるようになるので、このようなHRV信号を構成する各周波数帯域の強度(PSD: Power Spectral Density)を分離して評価する方式である。周波数範囲分析を通じて求められるパラメーターは超低周波数帯域(Very low frequency)(以下VLFだと言う)の強度、低周波数帯域(low frequency)(以下LFだと言う)の強度、高周波数帯域(High frequency)(以下HFだと言う)の強度、5分間全体の強度(5-minute total power)(以下TPだと言う)、低周波数対高周波数の帯域の強度比(LF/HF ratio)、正規化した低・高周波数帯域の強度(normalized LF and HF)がある。 Frequency domain analysis FFT (fast Fourier transform: Fast Fourier Transform) to analyze the frequency range by using an analytical method to evaluate separated each frequency band constituting the HRV variation signal. In other words, each HRV signal is combined with frequency signals in other bands and appears as one complex signal, so the intensity (PSD: Power Spectral Density) of each frequency band that makes up such an HRV signal is separated. This is a method to evaluate. The parameters required through frequency range analysis are the intensity of very low frequency (hereinafter referred to as VLF), the intensity of low frequency (hereinafter referred to as LF), and the high frequency band (High frequency). ) (Hereinafter referred to as HF) intensity, 5-minute total power (hereinafter referred to as TP), low frequency to high frequency band intensity ratio (LF / HF ratio), normalization There are low and high frequency band strengths (normalized LF and HF).
しかし従来の自律神経検査装置は動雑音などによってパラメーターが間違って測定される場合がある。また従来の自律神経検査装置で検査値に対する基準値が東洋人には合わなくて誤った結果を出す場合が多くあった。これらの基準値はNASPEで定義した基準値を使うので、これらの基準値は西洋人を基準としで測定されて作われたものなので、韓国を含めた日本などの東洋人には適切な基準値ではない。
したがって正確度を高めた自律神経検査装置が要望される。
However, there are cases where the parameters of the conventional autonomic nerve test apparatus are erroneously measured due to dynamic noise or the like. In many cases, the conventional autonomic nerve test apparatus gives a wrong result because the reference value for the test value does not match the Oriental. Since these standard values use the standard values defined by NASPE, these standard values are measured based on Westerners, so they are appropriate for Easterners such as Japan including Korea. is not.
Therefore, there is a demand for an autonomic nerve examination apparatus with improved accuracy.
本発明では時間ドメイン分析だけではなくて周波数ドメイン分析も行い、動雑音をとり除いて、東洋人にあう基準値を具備して、心拍変異度を利用する正確度を高めた自律神経検査装置を提供する。 In the present invention, not only the time domain analysis but also the frequency domain analysis is performed, and the autonomic nerve test apparatus is provided with a reference value suitable for the Oriental who removes dynamic noise and uses the heart rate variability. provide.
また本発明では圧迫指数(肉体的ストレス指数)、感性的状態(精神的ストレス指数)を定量的に分析することができる指数を具備する自律神経検査装置を提供する。
また本発明は自律神経系活動に対する定量分析をして交感神経や副交感神経の活動を同時に分析することができるし、本発明は自律神経系均衡の程度を確認することができるし、全般的な健康状態を予測することができるし、ストレスによる身体の反応ぐらいを確認することができるし、ストレスに対する反応の急性/慢性の程度を把握するし、肉体的/精神的のストレスの程度を把握してストレス関連疾患の発病危険を予測し被検者の疲労の程度を易しく確認できるし、心臓の電気的安定度を予測して機能性消化障害の自律神経学的な解釈ができる自律神経検査装置を提供する。
即ち、本発明の目的は交感神経と副交感神経の活動を同時に分析することができるし、自律神経系の均衡程度を確認することができるし、ストレスによる身体の反応ぐらいを確認することができる自律神経検査装置を提供することにある。
The present invention also provides an autonomic nerve test apparatus having an index capable of quantitatively analyzing a compression index (physical stress index) and a sensory state (mental stress index).
In addition, the present invention can perform quantitative analysis on autonomic nervous system activity to simultaneously analyze sympathetic and parasympathetic nerve activities, and the present invention can confirm the degree of autonomic nervous system balance. Can predict health status, can confirm the body's response to stress, understand the acute / chronic degree of response to stress, and understand the degree of physical / mental stress Autonomic nerve testing device that can predict the risk of stress-related diseases and easily check the degree of fatigue of the subject, and can predict the electrical stability of the heart and autonomic neurological interpretation of functional digestive disorders I will provide a.
That is, the object of the present invention is to be able to analyze sympathetic and parasympathetic activities at the same time, to confirm the degree of balance of the autonomic nervous system, and to be able to confirm the body reaction due to stress. It is to provide a neurological examination apparatus.
本発明の他の目的は圧迫指数、感性的状態を定量的に分析する自律神経検査装置を提供することにある。
本発明の他の目的は動雑音をとり除いて正確度を高めた心拍変異度を利用した自律神経検査装置を提供することにある。
本発明の他の目的は韓国及び日本を含めた東洋人に適当な正常基準値(reference)に対する性別、年齢別に構築されたデータベースを具備して、肉体的、感性的状態の程度、全般的な健康状態の程度をより正確に分析することができる自律神経検査装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an autonomic nerve examination apparatus that quantitatively analyzes a compression index and a sensuous state.
Another object of the present invention is to provide an autonomic nerve test apparatus using a heart rate variability with improved accuracy by removing dynamic noise.
Another object of the present invention is to provide a database constructed according to gender and age for normal reference values suitable for oriental people including Korea and Japan. An object of the present invention is to provide an autonomic nerve test apparatus capable of more accurately analyzing the degree of health.
前記目的を達成する本発明は、心電図信号または酸素飽和度信号を検出する信号検出部と、前記の信号検出部の出力信号をデジタル信号で変換するA/D変換器と、前記のA/D変換器の出力信号から心電図信号のRポイント及びRR間隔を検出するピーク検出部と、前記のピーク検出部の出力信号から動雑音を取り除く動雑音除去部と、前記の動雑音除去部の出力信号から時間ドメイン(domain)上のパラメーターを求める時間分析部と、前記の動雑音除去部の出力信号から周波数ドメイン上のパラメーターを求める周波数分析部と、性別、年齢を含む被検者情報を入力して臨時的に貯蔵するデータ入力部と、東洋人の性別、年齢及びパラメーターによる基準範囲を設定するためのデータを貯蔵するデータベースと、前記の時間分析部や前記の周波数分析部から出力されたパラメーターが前記の基準範囲の内にあるのかどうかを比較するパラメーター分析部とを具備する。 The present invention that achieves the above object includes a signal detection unit that detects an electrocardiogram signal or an oxygen saturation signal, an A / D converter that converts an output signal of the signal detection unit into a digital signal, and the A / D Peak detector for detecting R point and RR interval of electrocardiogram signal from converter output signal, dynamic noise remover for removing dynamic noise from output signal of said peak detector, and output signal of said dynamic noise remover Enter the time analysis unit for determining parameters on the time domain from the frequency analysis unit for determining parameters on the frequency domain from the output signal of the dynamic noise removal unit, and subject information including gender and age. A data input unit that temporarily stores data, a database that stores data for setting a reference range based on the gender, age, and parameters of Orientals, the time analysis unit, and the frequency analysis unit. Et outputted parameter comprises a parameter analysis unit for comparing whether there within the reference range of the.
前記の時間分析部は、時間ドメイン(domain)上のパラメーターとして平均心拍数(mean HRT)、全体のRR間隔の標準偏差(SDNN)、隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)、連続されるRR間隔差(SRD)、圧迫指数(PI)を求める。 The time analysis unit includes, as parameters on the time domain, the average heart rate (mean HRT), the standard deviation of the entire RR interval (SDNN), and the square root of the average value of squared differences between adjacent RR intervals ( RMSSD), consecutive RR interval difference (SRD), and compression index (PI).
前記の周波数分析部は、周波数ドメイン上のパラメーターとして超低周波数帯域(VLF)強度(パワースペクトル密度)(PSD)、低周波数帯域(LF)強度(PSD)、高周波数帯域(HF)強度(PSD)、5分間の全体強度(TP)、低周波数帯域の正規化した強度(normalized LF)、高周波数帯域の正規化した強度(normalized HF)、低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)、感性的状態(ES)、精神的ストレス指数(MSI)を求める。 The frequency analysis unit includes parameters on the frequency domain, such as very low frequency band (VLF) intensity (power spectral density) (PSD), low frequency band (LF) intensity (PSD), and high frequency band (HF) intensity (PSD). ), Overall intensity (TP) for 5 minutes, normalized intensity in the low frequency band (normalized LF), normalized intensity in the high frequency band (normalized HF), band intensity ratio between low frequency and high frequency (LF / HF) ratio), emotional state (ES), and mental stress index (MSI).
前記のパラメーター分析部は、各々パラメーターの基準範囲として、性別及び年齢による各々パラメーターの最大基準値と最大基準値とを求める。また、この各々パラメーターの最大基準値及び最大基準値を利用して、前記の時間分析部や前記の周波数分析部から受信されたパラメーターが基準範囲の中であるのかどうか判断する。 The parameter analysis unit obtains the maximum reference value and the maximum reference value of each parameter according to sex and age as the reference range of each parameter. In addition, by using the maximum reference value and the maximum reference value of each parameter, it is determined whether the parameter received from the time analysis unit or the frequency analysis unit is within the reference range.
例えば、前記のパラメーター分析部は、前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、前記の平均心拍数の最大基準値(ymax)が
ymax = -0.1x + 89.1 (但し、ymaxは平均心拍数の最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、前記の平均心拍数の最小基準値(ymin)が
ymin = -0.1x + 67.1 (但し、yminは平均心拍数の最小基準値であり、xは年齢である)
により求められる。
For example, when the gender of the subject input from the data input unit is a male, the parameter analysis unit is configured such that the maximum reference value (y max ) of the average heart rate is
y max = -0.1x + 89.1 (where y max is the maximum reference value for average heart rate and x is age)
The minimum reference value (y min ) of the average heart rate is
y min = -0.1x + 67.1 (where y min is the minimum reference value for average heart rate and x is age)
It is calculated by.
また、前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、前記の平均心拍数の最大基準値(ymax)が
ymax = -0.16x + 91.1 (但し、ymaxは平均心拍数の最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、前記の平均心拍数の最小基準値(ymin)が
ymin = -0.16x + 71.1 (但し、yminは平均心拍数の最小基準値であり、xは年齢である)
により求められる。
他のパラメーターも性別によって年齢を変数(x)とした本発明の数学式から求められる。
In addition, when the subject's gender input from the data input unit is a girl, the maximum reference value (ymax) of the average heart rate is
y max = -0.16x + 91.1 (where y max is the maximum reference value for average heart rate and x is age)
The minimum reference value (y min ) of the average heart rate is
y min = -0.16x + 71.1 (where y min is the minimum reference value for average heart rate and x is age)
It is calculated by.
Other parameters can also be obtained from the mathematical formula of the present invention with age as a variable (x) depending on gender.
以上で説明したように、本発明の自律神経検査装置は圧迫の程度、感性的状態の程度、精神的ストレスの程度を定量的に分析して、また動雑音をとり除いて正確度を高めた。
また本発明の自律神経検査装置は韓国及び日本を含めた東洋人に適切な正常基準値(reference)を性別、年齢別に構築されたデータベースを具備して、肉体的状態、精神的状態、感性的状態を含める全般的な健康状態の程度をより正確に分析することができる。
また本発明の自律神経検査装置で自律神経系活動に対する定量分析をして交感神経や副交感神経の活動を同時に分析することができるし、自律神経系の均衡程度を確認することができるし、全般的な健康状態を予測してストレスによる身体の反応ぐらいを確認することができるし、ストレスに対する反応の級性/晩性の程度を把握することができるし、肉体的/精神的ストレスの程度を把握してストレス関連疾患の発病危険を予測することができるし、被検者の疲労程度を易しく確認して、心臓の電気的な安定度を予測して、機能性消化障害などの自律神経学的な解釈をすることができる。
As explained above, the autonomic nerve test apparatus of the present invention has quantitatively analyzed the degree of compression, the degree of emotional state, and the degree of mental stress, and has improved accuracy by removing dynamic noise. .
In addition, the autonomic nerve test apparatus of the present invention comprises a database constructed by sex and age, with normal reference values appropriate for orientals including Korea and Japan, and includes physical status, mental status, and sensibility. A more accurate analysis of the degree of general health, including the condition.
In addition, the autonomic nervous test apparatus of the present invention can perform quantitative analysis on autonomic nervous system activity to simultaneously analyze sympathetic and parasympathetic activity, and can confirm the degree of balance of the autonomic nervous system. Predict physical health and confirm the body's reaction due to stress, understand the grade of the class / lateness of the response to stress, and the degree of physical / mental stress It is possible to grasp and predict the risk of stress related diseases, easily check the fatigue level of the subject, predict the electrical stability of the heart, and autonomic neurology such as functional digestive disorders Can be interpreted.
以下本発明の一実施例による自律神経検査装置の構成及び動作を添付した図面を参照して詳しく説明する。
図2は本発明の望ましい一実施例による自律神経検査装置の構成を概略的に説明するためのブロック図として、信号検出部(1000)、A/D変換器(1300)、ピーク検出部(1600)、時間分析部(2000)、周波数分析部(3000)、パラメーター分析部(4000)、基準値データベース(5000)、データ入力部(5500)、分析結果表示部(6000)を具備する。
信号検出部(1000)は被検者の身体から心電図(ECG)信号及び酸素飽和度(PPG)信号を検出するためのもので、ECG信号検出部(100)とPPG信号検出部(500)を具備する。
ECG信号検出部(100)は二つの心電図電極、増幅器、フィルターで構成され、二つの心電図電極から心電図信号を検出し増幅した後、雑音を取り除く。
PPG信号検出部(500)は光学センサー、増幅器、フィルターを具備して、光学センサーからPPG信号を検出して増幅した後、雑音を取り除く。
A/D変換器(1300)は信号検出部(1000)のECG信号検出部(100)及びPPG信号検出部(500)の出力信号をデジタル信号に変換する。
Hereinafter, the configuration and operation of an autonomic nerve test apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 is a block diagram for schematically explaining the configuration of an autonomic nerve test apparatus according to a preferred embodiment of the present invention, as a signal detection unit (1000), an A / D converter (1300), a peak detection unit (1600). ), A time analysis unit (2000), a frequency analysis unit (3000), a parameter analysis unit (4000), a reference value database (5000), a data input unit (5500), and an analysis result display unit (6000).
The signal detector (1000) is for detecting an electrocardiogram (ECG) signal and an oxygen saturation (PPG) signal from the body of the subject, and the ECG signal detector (100) and the PPG signal detector (500) are connected to each other. It has.
The ECG signal detection unit (100) is composed of two electrocardiogram electrodes, an amplifier, and a filter. After detecting and amplifying an electrocardiogram signal from the two electrocardiogram electrodes, noise is removed.
The PPG
The A / D converter (1300) converts the output signals of the ECG signal detector (100) and the PPG signal detector (500) of the signal detector (1000) into digital signals.
ピーク検出部(1600)はA/D変換器(1300)の出力信号から心電図信号のピーク(peak)であるRポイントを検出して、RR間隔を求めて、心拍数を計算する。一般的に一週期の心電図信号はP、Q、R、S、Tポイントを具備して、その中にピーク点にあたるポイントがRポイントなので、ここではRポイントを検出する。そしてRR間隔、即ち、Rポイントから次のRポイントまでの間隔を求める。RR間隔は心拍の周期にあたる。RR間隔の値から該当の時間の心拍数を計算して、測定時の間に貯蔵する。測定が完了すれば貯蔵した値を時間分析部(2000)へ伝達する。
時間分析部(2000)は統計的な技法を利用して時間ドメインパラメーター、すなわち、平均心拍数(mean HRT)、全体RR間隔の標準偏差(SDNN)(以下、SDNNという)、隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)(以下、RMSSDと言う)、連続されるRR間隔差(successive RR interval difference)(以下、SRDという)、近似エントロピー(approximate entrophy)(以下、APENという)、圧迫指数(pressure index)(以下、PIと言う)を求める。特に圧迫指数(PI)は肉体的なストレス指数(Physical Stress index)(以下、PSIと言う)とも言える。
The peak detection unit (1600) detects an R point that is a peak of the electrocardiogram signal from the output signal of the A / D converter (1300), calculates an RR interval, and calculates a heart rate. In general, an electrocardiogram signal in one week period has P, Q, R, S, and T points, and since the point corresponding to the peak point is the R point, the R point is detected here. Then, the RR interval, that is, the interval from the R point to the next R point is obtained. The RR interval is the heart rate cycle. The heart rate at the corresponding time is calculated from the value of the RR interval and stored during the measurement. When the measurement is completed, the stored value is transmitted to the time analysis unit (2000).
The time analysis unit (2000) uses statistical techniques to calculate time domain parameters: mean heart rate (mean HRT), standard deviation of the entire RR interval (SDNN) (hereinafter referred to as SDNN), and adjacent RR intervals. The square root of the difference (RMSSD) (hereinafter referred to as RMSSD), successive RR interval difference (hereinafter referred to as SRD), approximate entropy (hereinafter referred to as APEN) ), And a pressure index (hereinafter referred to as PI). In particular, the compression index (PI) can be said to be a physical stress index (hereinafter referred to as PSI).
周波数分析(3000)は周波数ドメインパラメーター、すなわち、FFT変換を通じて得られた結果を超低周波数帯域(VLF)、低周波数帯域(LF)、高周波数帯域(HF)の領域帯別で強度を計算してこれを利用して5分間全体強度(TP)、低周波数帯域の正規化した強度(normalized LF)、高周波数帯域の正規化した強度(normalized HF)、低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)を演算する。低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)から感性的状態(emotional state)(以下、ESだと言う)を決める。特に感性的状態(ES)は精神的ストレス指数(mental stress index)(以下、MSIと言う)とも言える。 Frequency analysis (3000) calculates the intensity of frequency domain parameters, i.e., the results obtained through FFT transformation, by region in the very low frequency band (VLF), low frequency band (LF), and high frequency band (HF). Using this, the total intensity (TP) for 5 minutes, normalized intensity in the low frequency band (normalized LF), normalized intensity in the high frequency band (normalized HF), band intensity ratio of low frequency to high frequency ( LF / HF ratio) is calculated. The emotional state (hereinafter referred to as ES) is determined from the low frequency to high frequency band intensity ratio (LF / HF ratio). In particular, the emotional state (ES) can be said to be a mental stress index (hereinafter referred to as MSI).
基準値データベース(5000)は正常人でいる約5000人の臨床データを基にして得られた性別、年齢による正常範囲に対するデータベースである。これを基にして正常有無、即ち、正常であるかとうかに対する判断できる。基準値データベース(5000)は韓国及び日本を含めた東洋人に適切なデータベースである。
データ入力部(5500)では被検者の性別、年齢を入力して臨時的に貯蔵する。
パラメーター分析部(4000)は時間分析部(2000)及び周波数分析部(3000)から求められたパラメーター、即ち、平均心拍数、SDNN、RMSSD、APEN、SRD、PI、TP、VLFの強度、LFの強度、HFの強度、低周波数帯域の正規化した強度(normalized LF)、高周波数帯域の正規化した強度(normalized HF)、低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)、ESと基準値データベース(500)に既に構築されている値を利用した基準範囲とを比較して分析する。そして時間分析部(2000)及び周波数分析部(3000)から検出された各パラメーター毎に持つ生体信号と臨床結果との関係を類推して自律神経の活性度、自律神経の均衡度、ストレス抵抗度、ストレス指数、疲労度、心臓安定度、異常心拍動数などを分析する。
The reference value database (5000) is a database for normal ranges based on gender and age obtained from clinical data of about 5,000 normal persons. Based on this, it is possible to determine whether there is normality, that is, whether it is normal. The reference value database (5000) is a database suitable for Oriental people including Korea and Japan.
The data input unit (5500) inputs the gender and age of the subject and temporarily stores them.
Parameter analysis unit (4000) is a parameter obtained from time analysis unit (2000) and frequency analysis unit (3000), that is, average heart rate, SDNN, RMSSD, APEN, SRD, PI, TP, VLF intensity, LF Intensity, HF intensity, normalized intensity in low frequency band (normalized LF), normalized intensity in high frequency band (normalized HF), low frequency to high frequency band intensity ratio (LF / HF ratio), ES The reference value database (500) is compared with the reference range using the values already constructed and analyzed. And by analogy with the relationship between the biological signal and clinical results detected for each parameter detected from the time analysis unit (2000) and frequency analysis unit (3000), the activity of the autonomic nerve, the degree of balance of the autonomic nerve, the degree of stress resistance Analyze stress index, fatigue level, heart stability, abnormal heart rate, etc.
ピーク検出部(1600)、時間分析部(2000)、周波数分析部(3000)、パラメーター分析部(4000)はマイクロプロセッサーによって成している。
分析結果表示部(6000)では分析結果を二つの方法によって表示される。第1表示方法は各パラメーターの固有の値を正常領域を基準としで表示する一般的な表示方法で、圧迫指数(PI)、感性的状態(ES)などを表示する。
第2表示方法は各パラメーター毎に持つ生体信号と臨床結果との関係を類推して自律神経の活性度、自律神経の均衡度、ストレス抵抗度、ストレス指数、疲労度、平均心拍数、心臓安定度、異常心拍動数などを表示する。
図3は図2の信号検出部を説明するための構成図である。図3の(a)は図2のECG信号検出部(100)を説明するためのブロック図であり、図3の(b)は図2のPPG信号検出部(500)を説明するためのブロック図である。
The peak detection unit (1600), the time analysis unit (2000), the frequency analysis unit (3000), and the parameter analysis unit (4000) are constituted by a microprocessor.
The analysis result display unit (6000) displays the analysis result by two methods. The first display method is a general display method that displays a unique value of each parameter with reference to a normal region, and displays a compression index (PI), emotional state (ES), and the like.
The second display method analogizes the relationship between vital signs and clinical results for each parameter, autonomic nerve activity, autonomic balance, stress resistance, stress index, fatigue, average heart rate, heart stability Displays the degree, abnormal heart rate, etc.
FIG. 3 is a block diagram for explaining the signal detection unit of FIG. 3 (a) is a block diagram for explaining the ECG signal detection unit (100) of FIG. 2, and FIG. 3 (b) is a block diagram for explaining the PPG signal detection unit (500) of FIG. FIG.
図3の(a)でECG信号検出部(100)は二つの心電図電極(110)、増幅器(130)、フィルター部(160)で構成される。二つの心電図電極(110)は心電図信号を検出する。心電図電極(110)として両手首に装着するやっとこ型リードを使うことができる。増幅器(130)は心電図電極(110)の出力信号を差動増幅する。フィルター部(160)は60Hz雑音などの雑音を取り除く。
図3の(b)ではPPG信号検出部(500)は光学センサー(510)、増幅器(530)、フィルター部(560)で構成される。二つの光学センサー(510)は血液の流れ信号を電気的信号に変えてくれる。増幅器(130)は光学センサー(510)の出力信号を増幅する。フィルター部(160)は60Hz雑音などの雑音を取り除く。
In FIG. 3 (a), the ECG signal detection unit (100) includes two electrocardiogram electrodes (110), an amplifier (130), and a filter unit (160). Two electrocardiogram electrodes (110) detect an electrocardiogram signal. Finally, an electrocardiogram electrode (110) can be used with a lead that is worn on both wrists. The amplifier (130) differentially amplifies the output signal of the electrocardiogram electrode (110). The filter unit (160) removes noise such as 60 Hz noise.
In FIG. 3 (b), the PPG signal detection unit (500) includes an optical sensor (510), an amplifier (530), and a filter unit (560). Two optical sensors (510) convert the blood flow signal into an electrical signal. The amplifier (130) amplifies the output signal of the optical sensor (510). The filter unit (160) removes noise such as 60 Hz noise.
図4は図2のピーク検出部の構成を説明するためのブロック図である。
ピーク検出部(1600)は雑音除去部(1610)、Rポイント検出部(1620)、RR間隔検出部(1630)、心拍数演算部(1640)、バッファー部(1650、1660)を具備する。
雑音除去部(1610)はA/D変換器(1300)から受信された心電図信号からアーティファクト(artifact)を取り除く。
Rポイント検出部(1620)は雑音除去部(1610)の出力信号を微分してその微分波形で変曲点を捜して、この変曲点から第1ピークと第2ピークの値と時間位置を検出する。ここで第1ピークは第1のRポイントにあたり、第2ピークは第2のRポイントにあたる。
RR間隔検出部(1630)はRポイント検出部(1620)の出力信号からRR間隔、即ち、第2のRポイントから第1のRポイントまでの時間間隔を求める。
心拍数演算部(1640)はA/D変換器(1300)から1分間入力されたデータ数を前記のRR間隔で分けて分当りの心拍動数(分毎の心拍数)を演算する。
バッファー部(1650、1660)はRR間隔の検出部(1630)及び心拍数演算部(1640)で求めたRR間隔及び分当りの心拍動数をバッファーリングして、時間制御部(1600)に出力する。
FIG. 4 is a block diagram for explaining the configuration of the peak detection unit of FIG.
The peak detection unit (1600) includes a noise removal unit (1610), an R point detection unit (1620), an RR interval detection unit (1630), a heart rate calculation unit (1640), and a buffer unit (1650, 1660).
The noise removing unit (1610) removes an artifact from the electrocardiogram signal received from the A / D converter (1300).
The R point detection unit (1620) differentiates the output signal of the noise removal unit (1610), searches for the inflection point with the differentiated waveform, and calculates the value and time position of the first peak and the second peak from the inflection point. To detect. Here, the first peak corresponds to the first R point, and the second peak corresponds to the second R point.
The RR interval detection unit (1630) obtains an RR interval, that is, a time interval from the second R point to the first R point, from the output signal of the R point detection unit (1620).
A heart rate calculation unit (1640) calculates the number of heartbeats per minute (heart rate per minute) by dividing the number of data input for one minute from the A / D converter (1300) by the RR interval.
The buffer unit (1650, 1660) buffers the RR interval and heart rate per minute determined by the RR interval detection unit (1630) and heart rate calculation unit (1640), and outputs them to the time control unit (1600) To do.
図2のピーク検出部(1600)を図5でより詳しく説明する。
図5は図2のピーク検出部を説明するための手順図である。
A/D変換器(1300)(S110)から受信された心電図信号から30Hzの3次低域通過フィルター(LPF)を通過してアーティファクトをとり除く(S120)。そして微分してその微分波形で変曲点を捜す(S130)。
このように捜さした変曲点から第1ピークがある時間位置、即ち、第1ピーク時間位置を求めて、第1ピーク時間位置にある第1ピーク値を得る(S140)。このようにして得られた第1ピークが所定のR設定基準に当たれば第1ピークとして求められる(S150)。第1ピークが所定のR設定基準に合わないの場合は終了する(S160)。第1ピークは第1のRポイントであり、このRポイントは所定のR設定基準に当たるRポイントで、正常(normal)Rポイントにあたる。
前記の微分波形で第1ピーク時間位置の以後で変曲点を捜して第2ピークがある時間位置、即ち、第2ピーク時間位置を求めて、その時間位置にある第2ピーク値を得る(S170)。このようにして得られた第2ピークが所定のR設定基準に当たれば第2ピークとして求められる(S180)。第2ピークが所定のR設定基準に合わないのの場合は終了する(S190)。第2ピークは第1ピーク直ぐ隣にあるピークであり、第2ピークは第2のRポイントである。第2のRポイントは所定のR設定基準に当たるRポイントで、正常(normal)Rポイントにあたる。また第2のRポイントは第1のRポイントのすぐ次のRポイントになる。
The peak detection unit (1600) of FIG. 2 will be described in more detail with reference to FIG.
FIG. 5 is a procedure diagram for explaining the peak detection unit of FIG.
Artifacts are removed from the electrocardiogram signal received from the A / D converter (1300) (S110) by passing through a 30 Hz third-order low-pass filter (LPF) (S120). Then, it is differentiated and an inflection point is searched for with the differentiated waveform (S130).
The time position where the first peak is located, that is, the first peak time position is obtained from the inflection point searched in this way, and the first peak value at the first peak time position is obtained (S140). If the first peak thus obtained meets a predetermined R setting criterion, it is obtained as the first peak (S150). If the first peak does not meet the predetermined R setting criterion, the process ends (S160). The first peak is a first R point, and this R point corresponds to a predetermined R setting standard and corresponds to a normal R point.
In the differential waveform, the inflection point is searched after the first peak time position, the time position where the second peak is located, that is, the second peak time position is obtained, and the second peak value at the time position is obtained ( S170). If the second peak thus obtained meets a predetermined R setting criterion, it is obtained as the second peak (S180). If the second peak does not meet the predetermined R setting criteria, the process ends (S190). The second peak is a peak immediately adjacent to the first peak, and the second peak is the second R point. The second R point is an R point corresponding to a predetermined R setting standard, and corresponds to a normal R point. The second R point is the next R point immediately after the first R point.
そしてRR間隔である第2のRポイントから第1のRポイントまでの時間間隔、即、第2ピーク時間位置から第1ピーク時間位置までの時間間隔は、第2ピーク時間位置から第1ピーク時間位置を引いて(引き算して)RR間隔を求められる(S200)。前記RR間隔を正常(normal)Rポイントから正常(normal)Rポイントまでの間隔なので、NN間隔とも呼む。前記のRR間隔は心電図の一週期、即ち、一回の心拍動に該当する時間間隔と言える。
したがって分当り心拍動数はA/D変換器(1300)のサンプリング周波数に60を掛ければ1分間のデータ数であり、これを前記のRR間隔で分ければ分当り心拍動数(分毎の心拍数)になる(210)。
次は本発明の中の時間ドメイン(time domain)上で分析されるパラメーターに対して説明する。
時間分析部(2000)は時間分析部(2000)で求めたRR間隔、分当り心拍動数を統計的な技法を用いて平均心拍数(mean HRT)、全体RR間隔の標準偏差(SDNN)、隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)、近似エントロピー(APEN)、連続されるRR間隔差(SRD)、圧迫指数(PI)を求める。
測定時間の間に取得されたN個のRR間隔(RRI)は式1のように表すことができる。
The time interval from the second R point to the first R point, which is the RR interval, instantly, the time interval from the second peak time position to the first peak time position is the second peak time position to the first peak time. The RR interval is obtained by subtracting (subtracting) the position (S200). Since the RR interval is an interval from a normal R point to a normal R point, it is also called an NN interval. The RR interval can be said to be a time interval corresponding to one week of the electrocardiogram, that is, one heartbeat.
Therefore, the heart rate per minute is the number of data per minute by multiplying the sampling frequency of the A / D converter (1300) by 60, and if this is divided by the RR interval, the heart rate per minute (the heart rate per minute) Number) (210).
The following describes the parameters analyzed on the time domain in the present invention.
The time analysis unit (2000) is the RR interval obtained by the time analysis unit (2000), the heart rate per minute using a statistical technique, the average heart rate (mean HRT), the standard deviation (SDNN) of the overall RR interval, The average square root (RMSSD), approximate entropy (APEN), consecutive RR interval difference (SRD), and compression index (PI) are obtained by squaring the difference between adjacent RR intervals.
The N RR intervals (RRI) acquired during the measurement time can be expressed as Equation 1.
RRI={I(1)、I(2)、I(3)、...、I(N)} (式1)
式1において、RRIは測定時間の間に取得されたN個のRR間隔であり、I(1)、I(2)、I(3)...I(N)はそれぞれRR間隔である。
測定時間の間に取得されたN個の心拍数(以下HRTだと言う)データは式2のように表すことができる。
RRI = {I (1), I (2), I (3), ..., I (N)} (Formula 1)
In Equation 1, RRI is N RR intervals acquired during the measurement time, and I (1), I (2), I (3)... I (N) are RR intervals.
The N heart rate (hereinafter referred to as HRT) data acquired during the measurement time can be expressed as
HRT={hr(1)、hr(2)、hr(3)、...、hr(N)} (式2)
HRTは測定時間の間に取得されたN個の心拍数であり、hr(1)、hr(2)、hr(3)、...、hr(N)はそれぞれ心拍数である。hr(1)、hr(2)、hr(3)、...、hr(N)は式1のRR間隔、即ち、I(1)、I(2)、I(3)、...、I(N)によって求められる心拍数である。
HRT = {hr (1), hr (2), hr (3), ..., hr (N)} (Formula 2)
HRT is the N heart rates acquired during the measurement time, and hr (1), hr (2), hr (3),..., Hr (N) are each the heart rate. hr (1), hr (2), hr (3), ..., hr (N) are the RR intervals of Equation 1, i.e., I (1), I (2), I (3), ... , I (N) is the heart rate obtained.
i番目心拍数は式3のように表すことができる。
hr(i)=(1分間の総サンプル数)/I(i) (式3)
もしA/D変換器のサンプリング周波数が500Hzであれば、1分間(60秒)の総サンプル数は500×60になって30000になる。
それで記録時間の間の平均心拍動数を平均心拍数(mean HRT)と言い、これを式4のように表すことができる。
式4において、Nは総心拍数であり、hr(i)はi番目の心拍数である。平均心拍数(mean HRT)は分当りの心拍動数で、単位がbpmである。
The i-th heart rate can be expressed as
hr (i) = (total number of samples per minute) / I (i) (Formula 3)
If the sampling frequency of the A / D converter is 500 Hz, the total number of samples per minute (60 seconds) is 500 × 60, which is 30000.
Therefore, the average heart rate during the recording time is referred to as the average heart rate (mean HRT), which can be expressed as Equation 4.
In Equation 4, N is the total heart rate, and hr (i) is the i-th heart rate. The average heart rate (mean HRT) is the heart rate per minute and the unit is bpm.
全体RR間隔の標準偏差(SDNN)は式5によって求める。
式5において、meanRRIは平均RR間隔であり、I(i)はi番目のRR間隔である。
隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)は式6によって求める。
連続されるRR間隔差(successive RRI difference)(SRD)は式7によって求める。
SRDは5分の区間の中において前部分の日程区間をベースラインとして取って、変化の程度を測定することで、SRDのデータは心拍が一定な状態(status)を維持するのかとうかを分かる指数になる。
The standard deviation (SDNN) of the entire RR interval is obtained by Equation 5.
In Equation 5, meanRRI is the average RR interval, and I (i) is the i-th RR interval.
The average square root (RMSSD) of the value obtained by squaring the difference between adjacent RR intervals is obtained by Equation 6.
The consecutive RRI difference (SRD) is obtained by Equation 7.
SRD can measure whether the SRD data maintains a constant status by measuring the degree of change by taking the previous schedule as a baseline within a 5-minute interval Become an exponent.
圧迫指数(PI)は式8によって求める。
式8において、VSは変位範囲(Variation Scope)で、即ち、RR間隔の変異の範囲である。MOはRR間隔データの中でRR間隔の一番ひんぱんな平均(most probable meaning)であり、MOAはRR間隔データでRR間隔の一番ひんぱんな平均(most probable meaning)の個数、即ち、MOの個数である。
圧迫指数(PI)は肉体的ストレス指数(PSI)とも同じなので、式9のように表れる。
Since the compression index (PI) is the same as the physical stress index (PSI), it can be expressed as in
その外に、時間分析部(2000)は近似エントロピー(approximate entrophy)(APEN)を求めるので、APENはタイムシリーズ(time series)でその信号がどのぐらい複雑なのかどうか(complexity)を統計的に定量化した数値で、ここでは全体心拍動時間の一連の複雑性を定量化した数値である。
近似エントロピー(APEN)は式10によって求める。
ただし、この時、Pm(i)は集合RRIの連続されたm個の元素で構成された部分集合であり、Pm={Pm(1)、Pm(2)、Pm(3)、・・・、Pm(N-m+1)}として表すことができる。
そして、0≦k<mである時、Pm(i)とPm(j)とが|I(i+k)-I(j+k)|<rを満足すれば、二つのパターンであるPm(i)とPm(j)とが「類似である」と定義して、集合PmでPm(i)と「類似である」パターンの個数をnim(r)という。
In addition, the time analysis part (2000) calculates approximate entropy (APEN), so APEN statistically quantifies how complex the signal is in the time series. Here, it is a numerical value that quantifies a series of complexity of the total heartbeat time.
Approximate entropy (APEN) is obtained by Equation 10.
However, at this time, Pm (i) is a subset composed of consecutive m elements of the set RRI, and Pm = {Pm (1), Pm (2), Pm (3),. , Pm (N−m + 1)}.
When 0 ≦ k <m, if Pm (i) and Pm (j) satisfy | I (i + k) −I (j + k) | <r, two patterns Pm (i) and Pm (j) are defined as “similar”, and the number of patterns “similar” to Pm (i) in the set Pm is called n im (r).
図6は図2の時間分析部(2000)の構成を説明するためのブロック図として、動雑音除去部(2100)、時間演算処理部(2050)、時間バッファー部(2700)を具備する。時間演算処理部(2050)は平均心拍数演算部(2200)、SDNN演算部(2300)、RMSSD演算部(2400)、SRD演算部(2500)、PI演算部(2600)を具備して、時間バッファー部(700)は第1時間バッファー部(2150)、第2時間バッファー部(2250)、第3時間バッファー部(2350)、第4時間バッファー部(2450)、第5時間バッファー部(2550)、第6時間バッファー部(2650)を具備する。
動雑音除去部(2100)はピーク検出部(1600)で入力されたデータの中で動雑音(motion artifact)によって間違って検出されたデータを取り除いてその位置に動雑音のないのきれいなデータで代置する。
FIG. 6 includes a dynamic noise removing unit (2100), a time calculation processing unit (2050), and a time buffer unit (2700) as a block diagram for explaining the configuration of the time analysis unit (2000) in FIG. The time calculation processing unit (2050) includes an average heart rate calculation unit (2200), an SDNN calculation unit (2300), an RMSSD calculation unit (2400), an SRD calculation unit (2500), and a PI calculation unit (2600). Buffer part (700) is the first time buffer part (2150), the second time buffer part (2250), the third time buffer part (2350), the fourth time buffer part (2450), the fifth time buffer part (2550) And a sixth time buffer unit (2650).
The dynamic noise removal unit (2100) removes data erroneously detected by motion artifacts from the data input by the peak detection unit (1600) and replaces the data with clean data with no dynamic noise. Put.
平均心拍数演算部(2200)は動雑音除去部(2100)の出力信号を利用して式4によって平均心拍数(mean HRT)を求める。
SDNN演算部(2300)は動雑音除去部(2100)の出力信号及び平均心拍数演算部(2200)の出力信号を利用して式5によって全体RR間隔の標準偏差(SDNN)を求める。
RMSSD演算部(2400)は動雑音除去部(2100)の出力信号を利用して式6によって隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)を求める。
SRD演算部(2500)は動雑音除去部(2100)の出力信号を利用して式7によって連続されるRR間隔差(SRD)を求める。
PI演算部(2600)は平均心拍数演算部(2200)の出力信号を利用して式8によってPIを求める。
また図面に図示されでないが、時間分析部(2000)はAPEN演算部(未図示)及びこれによるバッファー部をさらに具備する。
The average heart rate calculation unit (2200) obtains an average heart rate (mean HRT) by Equation 4 using the output signal of the dynamic noise removal unit (2100).
The SDNN calculation unit (2300) obtains the standard deviation (SDNN) of the entire RR interval by Equation 5 using the output signal of the dynamic noise removal unit (2100) and the output signal of the average heart rate calculation unit (2200).
The RMSSD calculation unit (2400) obtains an average square root (RMSSD) of values obtained by squaring the difference between adjacent RR intervals using Equation 6 using the output signal of the dynamic noise removal unit (2100).
The SRD calculation unit (2500) obtains a continuous RR interval difference (SRD) according to Equation 7 using the output signal of the dynamic noise removal unit (2100).
The PI calculation unit (2600) obtains PI according to
Although not shown in the drawings, the
第1ないし第6時間バッファー部(2150、2250、2350、2450、2550、2650)は動雑音除去部(2100)、平均心拍数演算部(2200)、SDNN演算部(2300)、RMSSD演算部(2400)、SRD演算部(2500)、PI演算部(2600)の出力信号をバッファーリングして、これらの出力信号を周波数分析部(3000)やパラメーター検出部(4000)に伝送する。 The first to sixth time buffer units (2150, 2250, 2350, 2450, 2550, 2650) are a dynamic noise removal unit (2100), an average heart rate calculation unit (2200), an SDNN calculation unit (2300), an RMSSD calculation unit ( 2400), the SRD calculation unit (2500), and the PI calculation unit (2600) output signals are buffered, and these output signals are transmitted to the frequency analysis unit (3000) and the parameter detection unit (4000).
次は本発明中において周波数ドメイン(frequency domain)上で分析されるパラメーターに対して説明する。
周波数分析部(3000)は心拍変異(HRV)信号を構成する各周波数帯域(VLF、LF、HF)の強度(POWER)を分離評価するためのもので、RR間隔の変化を波形分析して各周波数領域の信号が相対的にどのぐらいの強度、即ち、どのぐらいのパワースペクトル密度(PSD: Power spectral density)を持っているのかを評価するためのものである。
周波数分析部(3000)はピーク検出部(1600)の出力信号から周波数分析を進行するためにFFT変換を行う。FFT変換を通じて得られた結果を超低周波数帯域(VLF)、低周波数帯域(LF)、高周波数帯域(HF)の領域帯別での強度を計算してこれらを利用して5分間全体強度(TP)、低周波数帯域の正規化した強度(normalized LF)、高周波数帯域の正規化した強度(normalized HF)、低周波数帯域対高周波数帯域の強度比(LF/HF ratio)などを計算する。
The following describes the parameters analyzed on the frequency domain in the present invention.
The frequency analysis unit (3000) separates and evaluates the strength (POWER) of each frequency band (VLF, LF, HF) that constitutes the heart rate variation (HRV) signal. This is for evaluating the relative strength of the signal in the frequency domain, that is, the power spectral density (PSD).
The frequency analysis unit (3000) performs FFT conversion to proceed with frequency analysis from the output signal of the peak detection unit (1600). The intensity obtained for each region of the very low frequency band (VLF), low frequency band (LF), and high frequency band (HF) is calculated from the results obtained through the FFT conversion, and the total intensity for 5 minutes is calculated using these. TP), normalized intensity of low frequency band (normalized LF), normalized intensity of high frequency band (normalized HF), intensity ratio of low frequency band to high frequency band (LF / HF ratio), and the like.
VLF、LF、HFの主要な周波数帯域及びそのパワースペクトルの分布は固定的ではなくて、呼吸や心臓に対する自律神経系の調節に応じて多様に表れる。高周波数領域(HF)のHRVの大きさは呼吸による迷走神経の副交感神経の活性に関係があって、低周波数の領域のHRVの大きさは迷走神経活性と交感神経活との両方に影響を受ける。そして低周波数領域の大きさ/高周波数領域の大きさの比は交感神経の活性と副交感神経の活性との均衡を反映する指数になる。
一般的に5分間の心拍変異(HRV)信号の主要な周波数帯域は0.04Hzから0.4Hzまでの間である。図7は心拍変異(HRV)信号の主要な周波数帯域でのパワースペクトル密度(以下、PSDと言う)の一例を表す。
The main frequency bands of VLF, LF, and HF and the distribution of their power spectrum are not fixed, but appear variously according to the respiration and the regulation of the autonomic nervous system for the heart. The size of the HRV in the high frequency region (HF) is related to the parasympathetic activity of the vagus nerve by breathing, and the size of the HRV in the low frequency region affects both the vagus nerve activity and the sympathetic nerve activity. receive. The ratio of the size of the low frequency region / the size of the high frequency region becomes an index reflecting the balance between the activity of the sympathetic nerve and the activity of the parasympathetic nerve.
In general, the main frequency band of a 5-minute heart rate variability (HRV) signal is between 0.04 Hz and 0.4 Hz. FIG. 7 shows an example of the power spectral density (hereinafter referred to as PSD) in the main frequency band of the heart rate variation (HRV) signal.
心拍変異(HRV)信号のパワースペクトル密度(PSD(x))、即ち、PSD(x)は周波数がxであるパワースペクトル密度で、xは0.0≦x≦0.4である。
VLF(Very low frequency)のPSDは0.0033〜0.04Hzの周波数帯域のPSDであり、交感神経の付加的な情報を提供してくれる。VLFのPSDは式11のように表れる。
式11で、VLFはVLFでのPSDを表す。
LF(low frequency)のPSDは0.04〜0.15Hzの周波数帯域のPSDであり、血圧の調節及びメカニズムの活動を反映する0.1Hzの附近の相対的な低周波成分であり、交感神経系や副交感神経系の活動を同時に反映する。LFのPSDは式12のように表れる。
式12で、LFはLFでのPSDを表す。
The power spectral density (PSD (x)) of the heart rate variability (HRV) signal, that is, PSD (x) is the power spectral density with the frequency x, and x is 0.0 ≦ x ≦ 0.4.
VLF (Very low frequency) PSD is a PSD in the frequency band of 0.0033 to 0.04 Hz, and provides additional information on sympathetic nerves. The PSD of VLF appears as shown in Equation 11.
In Equation 11, VLF represents PSD at VLF.
LF (low frequency) PSD is a PSD in the 0.04-0.15 Hz frequency band, a relative low frequency component of 0.1 Hz that reflects blood pressure regulation and mechanism activity, and is sympathetic and parasympathetic. Reflect the activities of the system at the same time. The PSD of LF appears as shown in Equation 12.
In Equation 12, LF represents PSD at LF.
HF(High frequency)のPSDは0.15〜0.4Hzの周波数帯域のPSDであり、この周波数帯域は呼吸に関連がある周波数帯域(Respiratory band)で、即ち、呼吸活動と関連がある相対的な高周波数成分である。HFのPSDは副交感神経系(迷走神経)の活動に対する指数である。HFのPSDは式13に表れる。
式13で、HFはHFでのPSDを表す。
5分間全体強度(5-minute total power)(TP)はVLF、LF、HFのPSDを含む5分間のすべてのパワー(power)を意味する。これは基本的な影響の因子である交感神経の活動だけではなく、自律神経系の全体的な活動を反映する。TPは式14のように表す。
式14においてVLF、LF、HFはVLF、LF、HFのPSDを表す。すなわち、5分間の全体強度(TP)は周波数xが0.0033≦x≦0.4であるパワースペクトル密度(PSD)である。
HF (High frequency) PSD is a PSD with a frequency band of 0.15-0.4 Hz, and this frequency band is a respiratory band, i.e. a relative high frequency associated with respiratory activity. It is an ingredient. The PSD of HF is an index for the activity of the parasympathetic nervous system (vagus nerve). The PSD of HF appears in Equation 13.
In Equation 13, HF represents PSD at HF.
5-minute total power (TP) means all power for 5 minutes including PSD of VLF, LF and HF. This reflects the overall activity of the autonomic nervous system, not just the sympathetic activity, which is a fundamental factor of influence. TP is expressed as in Equation 14.
In Expression 14, VLF, LF, and HF represent PSDs of VLF, LF, and HF. That is, the total intensity (TP) for 5 minutes is the power spectral density (PSD) where the frequency x is 0.0033 ≦ x ≦ 0.4.
低周波数帯域の正規化した強度(normalized LF)(LFnorm)はLFのPSDとHFのPSDとを合わせた値でLFのPSDを正規化したものである。低周波数帯域の正規化した強度(LFnorm)は式15のように表れる。
式15でLF、HFはLF、HFのPSDを表す。
高周波数帯域の正規化した強度(normalized HF)(HFnorm)はLFのPSDとHFのPSDとを合わせた値でHFのPSDを正規化したものである。高周波数帯域の正規化した強度(HFnorm)は式16のように表れる。
式16でLF、HFはLF、HFのPSDを表す。
The normalized intensity (LFnorm) of the low frequency band is obtained by normalizing the PSD of the LF with a value obtained by combining the PSD of the LF and the PSD of the HF. The normalized intensity (LFnorm) of the low frequency band is expressed as in Equation 15.
In Equation 15, LF and HF represent PSD of LF and HF.
The normalized intensity (HFnorm) of the high frequency band is a value obtained by normalizing the PSD of the HF by a value obtained by combining the PSD of the LF and the PSD of the HF. The normalized intensity (HFnorm) of the high frequency band is expressed as in Equation 16.
In Equation 16, LF and HF represent PSD of LF and HF.
低周波数帯域の正規化した強度(LFnorm)及び高周波数帯域の正規化した強度(HFnorm)で自律神経系の二つの系統の調節程度及び均衡程度が分かる。
低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)(Ratio)はLFとHFの間の割合で、低周波数対高周波数の帯域強度比(Ratio)は交感神経と副交感神経との間の全体的な均衡ぐらいを反映する。低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)(Ratio)は交感神経の活動度に比例して、副交感神経の活動度に反比例する。低周波数対高周波数の帯域強度比(Ratio)は式17のように表れる。
式17でLFnormは低周波数帯域の正規化した強度であり、HFnormは高周波数帯域の正規化した強度であり、Ratioは低周波数対高周波数の帯域強度比を表す。
The degree of regulation and balance of the two systems of the autonomic nervous system can be understood from the normalized intensity (LFnorm) in the low frequency band and the normalized intensity (HFnorm) in the high frequency band.
The low-frequency to high-frequency band intensity ratio (LF / HF) is the ratio between LF and HF, and the low-frequency to high-frequency band intensity ratio (Ratio) is between the sympathetic and parasympathetic nerves. Reflects the overall equilibrium. The low frequency to high frequency band intensity ratio (LF / HF ratio) is proportional to the sympathetic activity and inversely proportional to the parasympathetic activity. The band intensity ratio (Ratio) between the low frequency and the high frequency is expressed as Equation 17.
In Equation 17, LFnorm is the normalized intensity of the low frequency band, HFnorm is the normalized intensity of the high frequency band, and Ratio represents the band intensity ratio of the low frequency to the high frequency.
感性的状態(Emotional State)(ES)や精神的ストレス(Mental stress index)(MSI)は低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)であり、これを数学式で表示すれば式18のようになる。
図8は図2の周波数分析部の構成を説明するためのブロック図で、FFT演算処理部(3100)、TP演算部(3200)、VLF演算部(3300)、LF演算部(3400)、HF演算部(3500)、正規化演算部(3600)、強度比演算部(3700)、第1ないし第6周波数バッファー部(3250、3350、3450、3550、3650、3750)に成している。 FIG. 8 is a block diagram for explaining the configuration of the frequency analysis unit in FIG. 2; FFT calculation processing unit (3100), TP calculation unit (3200), VLF calculation unit (3300), LF calculation unit (3400), HF A calculation unit (3500), a normalization calculation unit (3600), an intensity ratio calculation unit (3700), and first to sixth frequency buffer units (3250, 3350, 3450, 3550, 3650, 3750) are included.
FFT演算処理部(3100)は時間分析部(2000)の動雑音除去部(2100)から第1時間バッファー部(2150)を通じて受信された信号、すなわち、時間分析部(2000)の動雑音除去部(2100)から動雑音を取り除いて動雑音があった部分を動雑音のないのきれいなデータで代置した心電図信号からFFTを求める。
TP演算部(3200)はFFT演算処理部(3100)の出力信号を利用して、5分間の全体強度(TP)、すなわち、5分間の全体のPSDを求める。
VLF演算部(3300)はFFT演算処理部(3100)の出力信号を利用して式11によって0.0033〜0.04Hzの周波数帯域のPSDを求める。
LF演算部(3400)はFFT演算処理部(3100)の出力信号を利用して式12によって0.04〜0.15Hzの周波数帯域のPSDを求める。
HF演算部(3500)はFFT演算処理部(3100)の出力信号を利用して式13によって0.15〜0.4Hzの周波数帯域のPSDを求める。
正規化演算部(3600)はLF演算部(3400)及びHF演算部(3500)の出力信号を利用して式15と式16によって低周波数帯域の正規化した強度(LFnorm)と高周波数帯域の正規化した強度(HFnorm)を求める。
強度比演算部(3700)は正規化演算部(3600)の出力信号を利用して式17によって低周波数(LF)対高周波数(HF)の帯域強度比(LF/HF ratio)(Ratio)を求める。低周波数(LF)対高周波数(HF)の帯域強度比(LF/HF ratio)(Ratio)は感性的状態(Emotional State)(ES)及び精神的ストレス指数(Mental stress index)(MSI)にあたる。
The FFT processing unit (3100) is a signal received through the first time buffer unit (2150) from the dynamic noise removal unit (2100) of the time analysis unit (2000), that is, the dynamic noise removal unit of the time analysis unit (2000). The FFT is obtained from the electrocardiogram signal obtained by removing the dynamic noise from (2100) and replacing the portion where the dynamic noise is present with clean data without the dynamic noise.
The TP calculation unit (3200) uses the output signal of the FFT calculation processing unit (3100) to obtain the total intensity (TP) for 5 minutes, that is, the total PSD for 5 minutes.
The VLF calculation unit (3300) obtains a PSD in the frequency band of 0.0033 to 0.04 Hz by Expression 11 using the output signal of the FFT calculation processing unit (3100).
The LF calculation unit (3400) obtains a PSD in the frequency band of 0.04 to 0.15 Hz by Expression 12 using the output signal of the FFT calculation processing unit (3100).
The HF calculation unit (3500) obtains a PSD in the frequency band of 0.15 to 0.4 Hz by Expression 13 using the output signal of the FFT calculation processing unit (3100).
The normalization calculation unit (3600) uses the output signals of the LF calculation unit (3400) and the HF calculation unit (3500) to normalize the low frequency band (LFnorm) and the high frequency band according to Equations 15 and 16. Obtain normalized intensity (HFnorm).
The intensity ratio calculation unit (3700) uses the output signal of the normalization calculation unit (3600) to calculate the band intensity ratio (LF / HF ratio) (Ratio) of low frequency (LF) to high frequency (HF) using Equation 17. Ask. The low-frequency (LF) to high-frequency (HF) band intensity ratio (LF / HF ratio) (Ratio) corresponds to emotional state (ES) and mental stress index (MSI).
第1ないし第6周波数バッファー部(3250、3350、3450、3550、3650、3750)はTP演算部(3200)、VLF演算部(3300)、LF演算部(3400)、HF演算部(3500)、正規化演算部(3600)、強度比演算部(3700)の出力信号をバッファーリングして、これをパラメーター部(4000)に伝達する。 The first to sixth frequency buffer units (3250, 3350, 3450, 3550, 3650, 3750) are TP calculation unit (3200), VLF calculation unit (3300), LF calculation unit (3400), HF calculation unit (3500), The output signals of the normalization calculation unit (3600) and the intensity ratio calculation unit (3700) are buffered and transmitted to the parameter unit (4000).
次は本発明で構築された基準値データベースに対して説明する。
基準値データベース(5000)は正常である約5000人余りの臨床データを基にして得られた性別、年齢による正常範囲に関するデータベースである。
図9は韓国人の男子らの年齢による平均心拍数の一例であり、図10は韓国人の女子らの年齢による平均心拍数の一例である。
Next, the reference value database constructed in the present invention will be described.
The reference value database (5000) is a database relating to normal ranges according to sex and age obtained based on clinical data of about 5,000 normal people.
FIG. 9 is an example of the average heart rate according to the age of Korean boys, and FIG. 10 is an example of the average heart rate according to the age of Korean girls.
図9から韓国の男子らの平均心拍数に対するフィッティング線の方程式は式19のように求められた。この時、標準偏差は約±11である。
y=-0.1x + 78.1 (式19)
ここでyは平均心拍数を表して、xは年齢を表す。したがってデータベースには東洋人の男の平均心拍数に対して係数である-0.1、切片である78.1、標準偏差である±11を貯蔵される。
From Fig. 9, the equation of the fitting line for the average heart rate of Korean boys was obtained as shown in Equation 19. At this time, the standard deviation is about ± 11.
y = -0.1x + 78.1 (Formula 19)
Here, y represents the average heart rate and x represents the age. Therefore, the database stores a coefficient of -0.1, an intercept of 78.1, and a standard deviation of ± 11 for the average heart rate of an oriental man.
図10から韓国の女子らの平均心拍数に対するフィッティング線の方程式は式20のように求められる。この時、標準偏差は約±10である。
y=-0.16x + 81.1 (式20)
ここでyは平均心拍数を表して、xは年齢を表す。したがってデータベースには東洋人の女子の平均心拍数に関する係数である-0.16、切片である81.1、標準偏差である±10が貯蔵される。
即ち、図9や図10は基準値データベースを構築するために統計作業を遂行したグラフの一例で、他のパラメーターも同じ方式によって求められ、そのグラフのフィッティング線を通じて基準範囲が求められた。
From Fig. 10, the equation of the fitting line with respect to the average heart rate of Korean girls is obtained as shown in
y = -0.16x + 81.1 (Formula 20)
Here, y represents the average heart rate and x represents the age. Thus, the database stores a coefficient of -0.16 for the average heart rate of Oriental girls, 81.1 for the intercept, and ± 10 for the standard deviation.
That is, FIG. 9 and FIG. 10 are examples of graphs in which statistical work has been performed to construct a reference value database. Other parameters were also obtained by the same method, and a reference range was obtained through the fitting line of the graph.
パラメーター分析部(4000)はデータベース(5000)を基にして基準範囲の内であるのかどうかを判断する。本発明で構築された基準値データベース(5000)は韓国及び日本を含めた東洋人に適当なデータベースである。
すなわち、本発明において、各パラメーターの基準範囲は式21のように表れることができる。
ymax=Ax + B + C
ymin=Ax + B - C (式21)
ここでymaxはそのパラメーターの最大基準値を表し、yminはそのパラメーターの最小基準値を表して、ymax及びyminは0より大きい。またxは年齢を表し、Cは標準偏差を表す。A、B、Cは性別やパラメーターによって変わる値で、データベースに既に貯蔵された値である。Aはそのパラメーターの係数に該当する。Bはそのパラメーターの切片にあたる。即ち、各パラメーターの値がそのパラメーターの最大基準値と最小基準値の中にある場合、そのパラメーターは基準範囲の内にあることとして決定する。
The parameter analysis unit (4000) determines whether it is within the reference range based on the database (5000). The reference value database (5000) constructed in the present invention is a database suitable for Oriental people including Korea and Japan.
That is, in the present invention, the reference range of each parameter can be expressed as shown in Equation 21.
y max = Ax + B + C
y min = Ax + B-C (Formula 21)
Here, y max represents the maximum reference value of the parameter, y min represents the minimum reference value of the parameter, and y max and y min are greater than zero. X represents age, and C represents standard deviation. A, B, and C are values that vary depending on gender and parameters, and are already stored in the database. A corresponds to the coefficient of the parameter. B is the intercept of that parameter. That is, when the value of each parameter is within the maximum reference value and the minimum reference value of the parameter, the parameter is determined to be within the reference range.
図11は図2のパラメーター分析部の構成を説明するためのブロック図であり、平均心拍数分析部(4100)、SDNN分析部(4150)、RMSSD分析部(4200)、SRD分析部(4250)、PI分析部(4300)、TP分析部(4400)、VLF分析部(4450)、LF分析部(4500)、HF分析部(4550)、正規化したLF分析部(4600)、正規化したHF分析部(4650)、強度比分析部(4700)を具備する。以下で周波数分析に関する数理はログスケール(log scale)で表示する。
パラメーター分析部(4000)は時間分析部(2000)から平均心拍数、SDNN、RMSSD、SRD、PI、APENを受信し、また周波数分析部(3000)からTP、VLFの強度(PSD)、LFの強度(PSD)、HFの強度(PSD)、正規化したLFの強度、正規化したHFの強度、LF対HFの帯域強度比を受信する。またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によって前記の各パラメーターにあたる係数、切片、標準偏差等々で構成される基準データをデータベース(5000)から読み、式21によって各パラメーターの最大基準値と最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)または周波数分析部(3000)から受信された前記の各パラメーターと、各パラメーターの最大基準値及び最小基準値とを比べる。
FIG. 11 is a block diagram for explaining the configuration of the parameter analysis unit in FIG. 2, an average heart rate analysis unit (4100), an SDNN analysis unit (4150), an RMSSD analysis unit (4200), and an SRD analysis unit (4250). , PI analyzer (4300), TP analyzer (4400), VLF analyzer (4450), LF analyzer (4500), HF analyzer (4550), normalized LF analyzer (4600), normalized HF An analysis unit (4650) and an intensity ratio analysis unit (4700) are provided. In the following, the mathematics related to frequency analysis is displayed on a log scale.
The parameter analyzer (4000) receives the average heart rate, SDNN, RMSSD, SRD, PI, and APEN from the time analyzer (2000), and the TP, VLF intensity (PSD), and LF from the frequency analyzer (3000). Receives strength (PSD), HF strength (PSD), normalized LF strength, normalized HF strength, and LF to HF band strength ratio. In addition, the sex and age of the subject are received from the data input unit (5500). Based on the gender of the subject, reference data composed of coefficients, intercepts, standard deviations, etc. corresponding to the respective parameters is read from the database (5000), and the maximum reference value and the minimum reference value of each parameter are obtained by Equation 21. Then, each parameter received from the time analysis unit (2000) or the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of each parameter.
平均心拍数分析部(4100)は時間分析部(2000)から平均心拍数を受信して、またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)から読み取った所定の平均心拍数基準データから式21によって平均心拍数の最大基準値及び最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)から受信された平均心拍数と前記の平均心拍数の最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、平均心拍数分析部(4100)は時間分析部(2000)から受信された平均心拍数が平均心拍数の最小基準値より大きい又は同じであり、平均心拍数の最大基準値より小さい又は同じであるのかどうかを比較する(平均心拍数の最小基準値≦平均心拍数≦平均心拍数の最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合にはデータベース(5500)から読み取った所定の平均心拍数基準データは係数が-0.1、切片が78.1、標準偏差が11であり、したがって男子の平均心拍数の最大基準値及び最小基準値は式22のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合にはデータベース(5500)から読み取った所定の平均心拍数基準データは係数が-0.16、切片が81.1、標準偏差が10であり、したがって女子の平均心拍数の最大基準値及び最小基準値は式23のようになる。
ymax = -0.1x + 78.1 + 11 = -0.1x + 89.1
ymin = -0.1x + 78.1 - 11 = -0.1x + 67.1 (式22)
ymax = -0.16x + 81.1 + 10 = -0.16x + 91.1
ymin = -0.16x + 81.1 - 10 = -0.16x + 71.1 (式23)
ここでymaxは平均心拍数の最大基準値であり、yminは平均心拍数の最小基準値で、xは年齢である。 ymax及びyminの単位はbpm(bit/minute)である。
The average heart rate analysis unit (4100) receives the average heart rate from the time analysis unit (2000), and receives the sex and age of the subject from the data input unit (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of the average heart rate are obtained by Expression 21 from predetermined average heart rate reference data read from the database (5500) according to the sex of the subject. Then, the average heart rate received from the time analysis unit (2000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the average heart rate. That is, the average heart rate analysis unit (4100) has an average heart rate received from the time analysis unit (2000) that is greater than or equal to the minimum reference value of the average heart rate and less than or equal to the maximum reference value of the average heart rate. (Minimum reference value of average heart rate ≦ average heart rate ≦ maximum reference value of average heart rate). In the present invention, when the subject's gender input from the data input unit (5500) is a male, the predetermined average heart rate reference data read from the database (5500) has a coefficient of -0.1, an intercept of 78.1, a standard The deviation is 11, so the maximum reference value and the minimum reference value of the average heart rate of boys are as shown in Equation 22. And in the present invention, when the gender of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the predetermined average heart rate reference data read from the database (5500) has a coefficient of -0.16, an intercept of 81.1, The standard deviation is 10. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the average heart rate of the girl are as shown in Equation 23.
y max = -0.1x + 78.1 + 11 = -0.1x + 89.1
y min = -0.1x + 78.1-11 = -0.1x + 67.1 (Formula 22)
y max = -0.16x + 81.1 + 10 = -0.16x + 91.1
y min = -0.16x + 81.1-10 = -0.16x + 71.1 (Formula 23)
Here, y max is the maximum reference value of average heart rate, y min is the minimum reference value of average heart rate, and x is age. The unit of y max and y min is bpm (bit / minute).
SDNN分析部(4150)は時間分析部(2000)からSDNNを受信し、またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のSDNN基準データから式21によってSDNNの最大基準値及び最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)から受信されたSDNNと前記のSDNNの最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、SDNN分析部(4150)は時間分析部(2000)から受信されたSDNNが、SDNN最大基準値より小さい又は同じであり、SDNN最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(SDNN最小基準値≦SDNN≦SDNN最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)で読み取った所定のSDNN基準データは係数が-0.52、切片が60.4、標準偏差が20であり、したがって男子のSDNNの最大基準値及び最小基準値は式24のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合にはデータベース(5500)で読み取った所定のSDNN基準データは係数が-0.44、切片が55、標準偏差が16.1であり、したがって女子のSDNNの最大基準値及び最小基準値は式25のようになる。
ymax = -0.52x + 60.4 + 20 = -0.52x + 80.4
ymin = -0.52x + 60.4 - 20 = -0.52x + 40.4 (式24)
ymax = -0.44x + 55 + 16.1 = -0.44x + 71.1
ymin = -0.44x + 55 - 16.1 = -0.44x + 38.9 (式25)
ここでymaxはSDNNの最大基準値であり、yminはSDNNの最小基準値であり、xは年齢である。式24及び式25によって求められたymax、yminが0より小くなる場合はその値を0にする。
The SDNN analysis unit (4150) receives the SDNN from the time analysis unit (2000), and receives the sex and age of the subject from the data input unit (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of SDNN are obtained from the predetermined SDNN reference data read from the database (5500) according to the sex of the subject, using Equation 21. Then, the SDNN received from the time analysis unit (2000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the SDNN. That is, the SDNN analysis unit (4150) compares whether the SDNN received from the time analysis unit (2000) is smaller than or equal to the SDNN maximum reference value and greater than or equal to the SDNN minimum reference value (SDNN minimum Reference value ≤ SDNN ≤ SDNN maximum reference value). In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a boy, the predetermined SDNN reference data read in the database (5500) has a coefficient of -0.52, an intercept of 60.4, and a standard deviation of 20. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the boy's SDNN are as shown in Equation 24. And in the present invention, when the gender of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the predetermined SDNN reference data read in the database (5500) has a coefficient of -0.44, an intercept of 55, a standard deviation Is 16.1, so the maximum and minimum reference values of SDNN for girls are as shown in Equation 25.
y max = -0.52x + 60.4 + 20 = -0.52x + 80.4
y min = -0.52x + 60.4-20 = -0.52x + 40.4 (Formula 24)
y max = -0.44x + 55 + 16.1 = -0.44x + 71.1
y min = -0.44x + 55-16.1 = -0.44x + 38.9 (Formula 25)
Here, y max is the maximum standard value of SDNN, y min is the minimum standard value of SDNN, and x is age. When y max and y min obtained by Expression 24 and Expression 25 are smaller than 0, the value is set to 0.
SDNNと言うパラメーターは心拍変異度(HRV)を表す指数で、これは、即ち、それぞれの正常なRR間隔(NN間隔)が平均とどれだけ差を表すのかを意味するので、SDNNが大きい場合には心拍変動信号がそれほど不規則であるということを意味して、反対にSDNNが小さいという理由は心拍変動信号がそれほど単調であるということを意味する。
RMSSD分析部(4200)は時間分析部(2000)からRMSSDを受信して、またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のRMSSD基準データから式21によってRMSSDの最大基準値と最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)から受信されたRMSSDと前記のRMSSDの最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、RMSSD分析部(4200)は時間分析部(2000)から受信されたRMSSDが、RMSSD最大基準値より小さい又は同じであり、RMSSD最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(RMSSD最小基準値≦RMSSD≦RMSSD最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合にはデータベース(5500)で読み取った所定のRMSSD基準データは係数が-0.35、切片が41.5、標準偏差が15.4であり、したがって男子のRMSSDの最大基準値及び最小基準値は式26のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)から読み取った所定のRMSSD基準データは係数が-0.35、切片が43.2、標準偏差が15.7であり、したがって女子のRMSSDの最大基準値及び最小基準値は式27のようになる。
ymax = -0.35x + 41.5 + 15.4=-0.35x + 56.9
ymin = -0.35x + 41.5 - 15.4=-0.35x + 26.1 (式26)
ymax = -0.35x + 43.2 + 15.7=-0.35x + 58.9
ymin = -0.35x + 43.2 - 15.7=-0.35x + 27.5 (式27)
ここでymaxはRMSSDの最大基準値であり、yminはRMSSDの最小基準値であり、xは年齢である。式26及び式27によって求められたymax、yminが0より小くなる時はその値(ymax、ymin)は0にする。隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)は心臓に関与する自律神経の中で副交感神経の活動を評価しようとする時に利用される変数である。
The parameter SDNN is an index representing heart rate variability (HRV), which means how much difference each normal RR interval (NN interval) represents from the average, so when SDNN is large Means that the heart rate variability signal is so irregular, on the other hand, the small SDNN means that the heart rate variability signal is so monotonous.
The RMSSD analysis unit (4200) receives the RMSSD from the time analysis unit (2000), and receives the sex and age of the subject from the data input unit (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of RMSSD are obtained from the predetermined RMSSD reference data read from the database (5500) according to the gender of the subject, using Equation 21. The RMSSD received from the time analysis unit (2000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the RMSSD. That is, the RMSSD analysis unit (4200) compares whether the RMSSD received from the time analysis unit (2000) is smaller than or equal to the RMSSD maximum reference value and greater than or equal to the RMSSD minimum reference value (RMSSD minimum Reference value ≤ RMSSD ≤ RMSSD maximum reference value). In the present invention, when the gender of the subject input from the data input unit (5500) is a boy, the predetermined RMSSD reference data read in the database (5500) has a coefficient of -0.35, an intercept of 41.5, and a standard deviation of Therefore, the maximum reference value and minimum reference value of the boy's RMSSD are as shown in Equation 26. In the present invention, when the gender of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the predetermined RMSSD reference data read from the database (5500) has a coefficient of -0.35, an intercept of 43.2, and a standard deviation of 15.7. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of RMSSD for girls are as shown in Equation 27.
y max = -0.35x + 41.5 + 15.4 = -0.35x + 56.9
y min = -0.35x + 41.5-15.4 = -0.35x + 26.1 (Formula 26)
y max = -0.35x + 43.2 + 15.7 = -0.35x + 58.9
y min = -0.35x + 43.2-15.7 = -0.35x + 27.5 (Formula 27)
Here, y max is the maximum standard value of RMSSD, y min is the minimum standard value of RMSSD, and x is age. When y max and y min obtained by the equations 26 and 27 are smaller than 0, the values (y max , y min ) are set to 0. The mean square root (RMSSD) of the squared difference between adjacent RR intervals is a variable used when trying to evaluate parasympathetic nerve activity among the autonomic nerves involved in the heart.
SRD分析部(4250)は時間分析部(2000)からSRDを受信して、またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のSRD基準データから式21によってSRDの最大基準値と最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)から受信されたSRDと前記のSRDの最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、SRD分析部(4250)は時間分析部(2000)から受信されたSRDが、SRD最大基準値より小さい又は同じであり、SRD最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(SRD最小基準値≦SRD≦SRD最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)から読み取った所定のSRD基準データは係数が0.0009、切片が0.92、標準偏差が0.13であり、したがって男子のSRDの最大基準値及び最小基準値は式28のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)から読み取った所定のSRD基準データは係数が0.0013、切片が0.9、標準偏差が0.11であり、したがって女子のSRDの最大基準値及び最小基準値は式29のようになる。
ymax = 0.0009x + 0.92 + 0.13 = 0.0009x + 1.05
ymin = 0.0009x + 0.92 - 0.13 = 0.0009x + 0.79 (式28)
ymax = 0.0013x + 0.9 + 0.11 = 0.0013x + 1.01
ymin = 0.0013x + 0.9 - 0.11 = 0.0013x + 0.79 (式29)
ここでymaxはSRDの最大基準値であり、yminはSRDの最小基準値であり、xは年齢である。
The SRD analysis unit (4250) receives the SRD from the time analysis unit (2000), and receives the sex and age of the subject from the data input unit (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of the SRD are obtained from the predetermined SRD reference data read from the database (5500) according to the sex of the subject, using Equation 21. Then, the SRD received from the time analysis unit (2000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the SRD. That is, the SRD analysis unit (4250) compares whether the SRD received from the time analysis unit (2000) is smaller than or equal to the SRD maximum reference value and greater than or equal to the SRD minimum reference value (SRD minimum Reference value ≤ SRD ≤ SRD maximum reference value). In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a boy, the predetermined SRD reference data read from the database (5500) has a coefficient of 0.0009, an intercept of 0.92, and a standard deviation of 0.13. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the boy's SRD are as shown in Equation 28. In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the predetermined SRD reference data read from the database (5500) has a coefficient of 0.0013, an intercept of 0.9, and a standard deviation of 0.11. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of SRD for girls are as shown in Equation 29.
y max = 0.0009x + 0.92 + 0.13 = 0.0009x + 1.05
y min = 0.0009x + 0.92-0.13 = 0.0009x + 0.79 (Formula 28)
y max = 0.0013x + 0.9 + 0.11 = 0.0013x + 1.01
y min = 0.0013x + 0.9-0.11 = 0.0013x + 0.79 (Formula 29)
Here, y max is the maximum reference value of SRD, y min is the minimum reference value of SRD, and x is age.
PI分析部(4300)は時間分析部(2000)からPIを受信して、またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のPI基準データから式21によってPIの最大基準値及び最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)から受信されたPIと前記のPIの最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、PI分析部(4300)は時間分析部(2000)から受信されたPIが、PI最大基準値より小さい又は同じであり、PI最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(PI最小基準値≦PI≦PI最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)で読み取った所定のPI基準データは係数が1.88、切片が-13.1、標準偏差が27であり、したがって男子のPIの最大基準値及び最小基準値は式30のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)で読み取った所定のPI基準データは係数が1.54、切片が-0.3、標準偏差が30であり、したがって女子のPIの最大基準値及び最小基準値は式31のようになる。
ymax = 1.88x - 13.1 + 27 = 1.88x + 13.9
ymin = 1.88x - 13.1 - 27 = 1.88x - 40.1 (式30)
ymax = 1.54x - 0.3 + 30 = 1.54x + 29.7
ymin = 1.54x - 0.3 - 30 = 1.54x - 30.3 (式31)
ここでymaxはPIの最大基準値であり、yminはPIの最小基準値であり、xは年齢である。式30及び式31によって求められたymax、yminが0より小くなる時にはその値(ymax、ymin)は0にする。
The PI analysis unit (4300) receives the PI from the time analysis unit (2000) and receives the sex and age of the subject from the data input unit (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of PI are obtained from the predetermined PI reference data read from the database (5500) according to the sex of the subject, using Equation 21. Then, the PI received from the time analysis unit (2000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the PI. That is, the PI analysis unit (4300) compares whether the PI received from the time analysis unit (2000) is smaller than or equal to the PI maximum reference value and greater than or equal to the PI minimum reference value (PI minimum Reference value ≤ PI ≤ PI maximum reference value). When the gender of the subject input from the data input unit (5500) in the present invention is a boy, the predetermined PI reference data read in the database (5500) has a coefficient of 1.88, an intercept of -13.1, and a standard deviation of 27. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the boy's PI are as shown in Equation 30. In the present invention, when the gender of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the predetermined PI reference data read in the database (5500) has a coefficient of 1.54, an intercept of -0.3, and a standard deviation of 30. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of PI for girls are as shown in Equation 31.
y max = 1.88x-13.1 + 27 = 1.88x + 13.9
y min = 1.88x-13.1-27 = 1.88x-40.1 (Equation 30)
y max = 1.54x-0.3 + 30 = 1.54x + 29.7
y min = 1.54x-0.3-30 = 1.54x-30.3 (Formula 31)
Here, y max is the maximum reference value of PI, y min is the minimum reference value of PI, and x is age. When y max and y min determined by the equations 30 and 31 are smaller than 0, the values (y max and y min ) are set to 0.
一般的にHRVの増加は心拍数の増加を意味することではなく、心拍の変化率の増加を意味する。HRVの増加は生理的に心臓拍動が不規則で複雑であるということを意味して、HRVの減少は心臓拍動が規則的で一定であることを意味する。
また図面には図示されないであるが、パラメーター分析部(4000)はAPEN分析部(未図示)をさらに具備する。APEN分析部は時間分析部(2000)からAPENを受信して、またデータ入力部(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のAPEN基準データから式21によってAPENの最大基準値及び最小基準値を求める。そして時間分析部(2000)から受信されたAPENと前記のAPENの最大基準値及び最小基準値とを比べる。
In general, an increase in HRV does not mean an increase in heart rate, but an increase in the rate of change in heart rate. An increase in HRV means that the heart beat is physiologically irregular and complex, and a decrease in HRV means that the heart beat is regular and constant.
Although not shown in the drawing, the parameter analysis unit (4000) further includes an APEN analysis unit (not shown). The APEN analysis unit receives APEN from the time analysis unit (2000), and receives the sex and age of the subject from the data input unit (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of APEN are obtained by Formula 21 from predetermined APEN reference data read from the database (5500) according to the sex of the subject. Then, the APEN received from the time analysis unit (2000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the APEN.
TP分析部(4400)は周波数分析部(3000)からTPを受信して、またデータベース(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のTP基準データから式21によってTPの最大基準値及び最小基準値を求める。そして周波数分析部(3000)から受信されたTPと前記のTPの最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、TP分析部(4400)は周波数分析部(3000)から受信されたTPが、TPの基準範囲であるTP最大基準値より小さい又は同じであり、TP最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(TP最小基準値≦TP≦TP最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)で読み取った所定のTP基準データは係数が-0.031、切片が8、標準偏差が0.93であり、したがって男子のTPの最大基準値及び最小基準値は式32のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)で読み取った所定のTP基準データは係数が-0.27、切片が7.75、標準偏差が0.86であり、したがって女子のTPの最大基準値及び最小基準値は式33のようになる。
ymax = -0.031x + 8 + 0.93 = -0.031x + 8.93
ymin = -0.031x + 8 - 0.93 = -0.031x + 7.07 (式32)
ymax = -0.27x + 7.75 + 0.86 = -0.27x + 8.61
ymin = -0.27x + 7.75 - 0.86 = -0.27x + 6.89 (式33)
ここでymaxはTPの最大基準値であり、yminはTPの最小基準値であり、xは年齢である。ここでTPの単位はms2/Hzである。
The TP analysis unit (4400) receives the TP from the frequency analysis unit (3000), and also receives the sex and age of the subject from the database (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of TP are obtained by Expression 21 from predetermined TP reference data read from the database (5500) according to the sex of the subject. Then, the TP received from the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the TP. That is, the TP analysis unit (4400) determines whether the TP received from the frequency analysis unit (3000) is smaller than or equal to the TP maximum reference value, which is the TP reference range, and greater than or equal to the TP minimum reference value. Compare (TP minimum reference value ≤ TP ≤ TP maximum reference value). When the gender of the subject input from the data input unit (5500) in the present invention is a boy, the predetermined TP reference data read in the database (5500) has a coefficient of -0.031, an intercept of 8, and a standard deviation of 0.93. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of a boy's TP are as shown in Equation 32. In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the predetermined TP reference data read in the database (5500) has a coefficient of -0.27, an intercept of 7.75, and a standard deviation of 0.86. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of TP for girls are as shown in Equation 33.
y max = -0.031x + 8 + 0.93 = -0.031x + 8.93
y min = -0.031x + 8-0.93 = -0.031x + 7.07 (Formula 32)
y max = -0.27x + 7.75 + 0.86 = -0.27x + 8.61
y min = -0.27x + 7.75-0.86 = -0.27x + 6.89 (Formula 33)
Here, y max is the maximum reference value of TP, y min is the minimum reference value of TP, and x is age. Here, the unit of TP is ms 2 / Hz.
VLF分析部(4450)は周波数分析部(3000)からVLF強度(PSD)を受信して、またデータベース(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のVLF強度の基準データから式21によってVLF強度の最大基準値及び最小基準値を求める。そして周波数分析部(3000)から受信されたVLF強度と前記のVLF強度の最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、VLF分析部(4450)は周波数分析部(3000)から受信されたVLF強度が、VLF強度の最大基準値より小さい又は同じであり、VLF強度の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(VLF最小基準値≦VLF≦VLF最大基準値)。 The VLF analysis unit (4450) receives the VLF intensity (PSD) from the frequency analysis unit (3000), and also receives the sex and age of the subject from the database (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of the VLF intensity are obtained from the reference data of the predetermined VLF intensity read by the database (5500) according to the gender of the subject using Equation 21 Then, the VLF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the VLF intensity. That is, the VLF analyzer (4450) determines whether the VLF intensity received from the frequency analyzer (3000) is less than or equal to the maximum reference value of the VLF intensity and greater than or equal to the minimum reference value of the VLF intensity. (VLF minimum reference value ≤ VLF ≤ VLF maximum reference value).
LF分析部(4500)は周波数分析部(3000)からLF強度(PSD)を受信して、またデータベース(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定のLF強度の基準データから式21によってLF強度の最大基準値と最小基準値を求める。そして周波数分析部(3000)から受信されたLF強度と前記のLF強度の最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、LF分析部(4500)は周波数分析部(3000)から受信されたLF強度が、LF強度の最大基準値より小さい又は同じであり、LF強度の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(LF最小基準値≦LF≦LF最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)で読み取った所定のLF強度の基準データは係数が-0.044、切片が7.3、標準偏差が1.08であり、したがって男子のLF強度の最大基準値及び最小基準値は式34のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)で読み取った所定のLF強度の基準データは係数が-0.038、切片が6.75、標準偏差が1.01であり、したがって女子のLF強度の最大基準値及び最小基準値は式35のようになる。
ymax = -0.044x + 7.3 + 1.08=-0.044x + 8.38
ymin = -0.044x + 7.3 - 1.08=-0.044x + 6.22 (式34)
ymax = -0.038x + 6.75 + 1.01=-0.038x + 7.76
ymin = -0.038x + 6.75 - 1.01=-0.038x + 5.74 (式35)
ここでymaxはLF強度の最大基準値であり、yminはLF強度の最小基準値であり、xは年齢である。ここでLF強度の単位はms2/Hzである。LFの強度は交感神経系及び副交感神経系の活動を同時に反映するが、一般的には交感神経活動の指数として活用される。
The LF analysis unit (4500) receives the LF intensity (PSD) from the frequency analysis unit (3000), and also receives the sex and age of the subject from the database (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of the LF intensity are obtained from the reference data of the predetermined LF intensity read from the database (5500) according to the gender of the subject by Expression 21. Then, the LF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the LF intensity. That is, the LF analysis unit (4500) determines whether the LF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is less than or equal to the maximum reference value of the LF intensity and greater than or equal to the minimum reference value of the LF intensity. (LF minimum reference value ≤ LF ≤ LF maximum reference value). When the gender of the subject input from the data input unit (5500) in the present invention is a male, the reference data of the predetermined LF intensity read in the database (5500) has a coefficient of -0.044, an intercept of 7.3, and a standard deviation of Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the boy's LF intensity are as shown in Expression 34. In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the reference data of the predetermined LF intensity read in the database (5500) is a coefficient of -0.038, an intercept of 6.75, a standard deviation Is 1.01, and therefore the maximum reference value and the minimum reference value of the LF intensity for girls are as shown in Equation 35.
y max = -0.044x + 7.3 + 1.08 = -0.044x + 8.38
y min = -0.044x + 7.3-1.08 = -0.044x + 6.22 (Formula 34)
y max = -0.038x + 6.75 + 1.01 = -0.038x + 7.76
y min = -0.038x + 6.75-1.01 = -0.038x + 5.74 (Formula 35)
Here, y max is the maximum reference value of LF intensity, y min is the minimum reference value of LF intensity, and x is age. Here, the unit of LF intensity is ms 2 / Hz. The intensity of LF reflects the activities of the sympathetic and parasympathetic nervous systems at the same time, but is generally used as an index of sympathetic nervous activity.
HF分析部(4550)は周波数分析部(3000)から受信されたHFの強度(PSD)と前記のデータベース(5500)で読み取った所定のHF基準データとを比較して分析する。この時にはデータベース(5500)で読み取ったHF基準データはHF最大基準データ及びHF最小基準データである。即ち、HF分析部(4550)は周波数分析部(3000)から受信されたHFの強度(PSD)がHF最大H基準データより小さい又は同じであり、HF最小基準データより大きい又は同じであるのかどうかを比べる(HF最小基準値≦HF≦HF最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)で読み取った所定のHF強度の基準データは係数が-0.034、切片が6.23、標準偏差が1.19であり、したがって男子のHF最大基準値及びHF最小基準値は式36のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)で読み取った所定のHF強度の基準データは係数が-0.035、切片が6.39、標準偏差が1.16であり、したがって女子のHF最大基準値及びHF最小基準値は式37のようになる。
ymax = -0.034x + 6.23 + 1.19 = -0.034x + 7.42
ymin = -0.034x + 6.23 - 1.19 = -0.034x + 5.04 (式36)
ymax = -0.035x + 6.39 + 1.16 = -0.035x + 7.55
ymin = -0.035x + 6.39 - 1.16 = -0.035x + 5.23 (式37)
ここでymaxはHF最大基準値であり、yminはHF最小基準値であり、xは年齢である。ここでHF強度の単位はms2/Hzである。
The HF analysis unit (4550) compares and analyzes the HF intensity (PSD) received from the frequency analysis unit (3000) and the predetermined HF reference data read by the database (5500). At this time, the HF reference data read by the database (5500) is the HF maximum reference data and the HF minimum reference data. That is, the HF analysis unit (4550) is whether the HF intensity (PSD) received from the frequency analysis unit (3000) is less than or equal to the HF maximum H reference data and greater than or the same as the HF minimum reference data. (HF minimum reference value ≤ HF ≤ HF maximum reference value). In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a male, the reference data of a predetermined HF intensity read in the database (5500) has a coefficient of -0.034, an intercept of 6.23, and a standard deviation of Therefore, the HF maximum reference value and the HF minimum reference value for boys are as shown in Equation 36. In the present invention, when the gender of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the reference data of the predetermined HF intensity read in the database (5500) has a coefficient of -0.035, an intercept of 6.39, and a standard deviation Is 1.16. Therefore, the maximum HF reference value and the minimum HF reference value for girls are as shown in Equation 37.
y max = -0.034x + 6.23 + 1.19 = -0.034x + 7.42
y min = -0.034x + 6.23-1.19 = -0.034x + 5.04 (Formula 36)
y max = -0.035x + 6.39 + 1.16 = -0.035x + 7.55
y min = -0.035x + 6.39-1.16 = -0.035x + 5.23 (Formula 37)
Here, y max is the HF maximum reference value, y min is the HF minimum reference value, and x is the age. Here, the unit of HF intensity is ms 2 / Hz.
HFの強度は副交感神経系(迷走神経)の活動に対する指数なので、心臓の電気的な安定度に密接な関連があると知られている。一般的にはHFが増加すると、全般的にHRVが増加するようになる。
正規化したLF分析部(4600)は周波数分析部(3000)から正規化したLF強度(PSD)を受信して、またデータベース(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定の正規化したLF強度の基準データから式21によって正規化したLF強度の最大基準値及び最小基準値を求める。そして周波数分析部(3000)から受信された正規化したLF強度と、前記の正規化したLF強度の最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、正規化したLF分析部(4600)は周波数分析部(3000)から受信された正規化したLF強度が、正規化したLF強度の最大基準値より小さい又は同じであり、正規化したLF強度の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(正規化したLF強度の最小基準値≦正規化したLF強度≦正規化したLF強度の最大基準値)。
Since the intensity of HF is an index to the activity of the parasympathetic nervous system (vagus nerve), it is known to be closely related to the electrical stability of the heart. Generally, when HF increases, HRV generally increases.
The normalized LF analysis unit (4600) receives the normalized LF intensity (PSD) from the frequency analysis unit (3000), and also receives the sex and age of the subject from the database (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of LF intensity normalized by Equation 21 are obtained from reference data of predetermined normalized LF intensity read by the database (5500) according to the sex of the subject. Then, the normalized LF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the normalized LF intensity. That is, the normalized LF analysis unit (4600) has the normalized LF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is smaller than or equal to the maximum reference value of the normalized LF intensity, and the normalized LF intensity Are compared with each other if they are greater than or equal to the minimum reference value (normalized LF intensity minimum reference value ≦ normalized LF intensity ≦ normalized LF intensity maximum reference value).
正規化したHF分析部(4650)は周波数分析部(3000)から正規化したHF強度(PSD)を受信して、またデータベース(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定の正規化したHF強度の基準データから式21によって正規化したHF強度の最大基準値と最小基準値を求める。そして周波数分析部(3000)から受信された正規化したHF強度と、前記の正規化したHF強度の最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、正規化したHF分析部(4650)は周波数分析部(3000)から受信された正規化したHF強度が、正規化したHF強度の最大基準値より小さい又は同じであり、正規化したHF強度の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(正規化したHF強度の最小基準値≦正規化したHF強度≦正規化したHF強度の最大基準値)。 The normalized HF analysis unit (4650) receives the normalized HF intensity (PSD) from the frequency analysis unit (3000), and also receives the sex and age of the subject from the database (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of HF intensity normalized by Equation 21 are obtained from reference data of predetermined normalized HF intensity read by the database (5500) according to the sex of the subject. Then, the normalized HF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the normalized HF intensity. That is, the normalized HF analysis unit (4650) is the normalized HF intensity received from the frequency analysis unit (3000) is smaller than or equal to the maximum reference value of the normalized HF intensity, Are compared with each other if they are greater than or equal to the minimum reference value (normalized HF intensity minimum reference value ≦ normalized HF intensity ≦ normalized HF intensity maximum reference value).
正規化したLF強度は、式15のように、LFの強度とHFの強度との合を100にした時にLFの強度が占める割合を意味する。正規化したHF強度は、式16のように、LFの強度とHFの強度との合を100にした時にHFの強度が占める割合を意味する。これらはLF対HFの帯域強度比とともに交感神経や副交感神経の間のバランス(balance)を評価するのに重要な指数である。
強度比分析部(4700)は周波数分析部(3000)からLF対HF帯域の強度比を受信して、またデータベース(5500)から被検者の性別及び年齢を受信する。被検者の性別によってデータベース(5500)で読み取った所定の強度比の基準データから式21によって強度比の最大基準値及び最小基準値を求める。
そして周波数分析部(3000)から受信された強度比と、前記の強度比の最大基準値及び最小基準値とを比べる。即ち、強度比分析部(4700)は周波数分析部(3000)から受信された強度比が、強度比の最大基準値より小さい又は同じであり、強度比の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる(強度比の最小基準値≦強度比≦強度比の最大基準値)。本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が男子である場合データベース(5500)で読み取った所定の強度比の基準データは係数が-0.015、切片が3.57、標準偏差が2.0であり、したがって男子の強度比の最大基準値及び最小基準値は式38のようになる。そして本発明でデータ入力部(5500)から入力された被検者の性別が女子である場合データベース(5500)で読み取った所定の強度比の基準データは係数が-0.003、切片が2.04、標準偏差が2.07であり、したがって女子の強度比の最大基準値及び最小基準値は式39のようになる。
ymax = -0.015x + 3.57 + 2.0=-0.015x + 5.57
ymin = -0.015x + 3.57 - 2.0=-0.015x + 1.57 (式38)
ymax = -0.003x + 2.04 + 2.07=-0.003x + 4.11
ymin = -0.003x + 2.04 - 2.07=-0.003x -0.03 (式39)
ここでymaxは強度比の最大基準値であり、yminは強度比の最小基準値であり、xは年齢である。式38や式39によって求められたyminが0より小くなる時はその値を0にする。
The normalized LF intensity means the ratio of the LF intensity when the sum of the LF intensity and the HF intensity is 100, as shown in Equation 15. The normalized HF intensity means the ratio of the intensity of HF when the sum of the intensity of LF and the intensity of HF is set to 100 as shown in Equation 16. These are important indices to evaluate the balance between sympathetic and parasympathetic nerves along with the LF to HF band intensity ratio.
The intensity ratio analysis unit (4700) receives the intensity ratio of the LF to HF band from the frequency analysis unit (3000), and receives the sex and age of the subject from the database (5500). The maximum reference value and the minimum reference value of the intensity ratio are obtained from the reference data of the predetermined intensity ratio read from the database (5500) according to the gender of the subject by Expression 21.
Then, the intensity ratio received from the frequency analysis unit (3000) is compared with the maximum reference value and the minimum reference value of the intensity ratio. In other words, the intensity ratio analysis unit (4700) determines whether the intensity ratio received from the frequency analysis unit (3000) is less than or equal to the maximum reference value of the intensity ratio and greater than or equal to the minimum reference value of the intensity ratio. Compare the values (minimum standard value of intensity ratio ≤ intensity ratio ≤ maximum standard value of intensity ratio). In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a male, the reference data of the predetermined intensity ratio read in the database (5500) has a coefficient of -0.015, an intercept of 3.57, and a standard deviation of Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the boy's intensity ratio are as shown in Equation 38. In the present invention, when the sex of the subject input from the data input unit (5500) is a girl, the reference data of the predetermined intensity ratio read in the database (5500) is a coefficient of -0.003, an intercept of 2.04, a standard deviation Is 2.07. Therefore, the maximum reference value and the minimum reference value of the intensity ratio of the girls are as shown in Equation 39.
y max = -0.015x + 3.57 + 2.0 = -0.015x + 5.57
y min = -0.015x + 3.57-2.0 = -0.015x + 1.57 (Formula 38)
y max = -0.003x + 2.04 + 2.07 = -0.003x + 4.11
y min = -0.003x + 2.04-2.07 = -0.003x -0.03 (Formula 39)
Here, y max is the maximum reference value of the intensity ratio, y min is the minimum reference value of the intensity ratio, and x is the age. When y min obtained by Equation 38 or Equation 39 is smaller than 0, the value is set to 0.
周波数分析部(3000)で感性的状態(Emotional State)、精神的ストレス(Mental stress index)(MSI)は式18によって、即ち、LF対HFの帯域強度比によって求められる。したがって強度比分析部(4700)は感性的状態(Emotional State)、精神的ストレス(Mental stress index)(MSI)を分析することになる。
LF対HFの帯域強度比はLFとHFとの間の割合を意味するので、これは交感神経と副交感神経との均衡ぐらい、即ち、自律神経の全体的な均衡程度を反映する。場合によってはLF対HFの帯域強度比は交感神経の活動に対する指数として利用されることもある。LF対HFの帯域強度比は交感神経の活動度に比例し、副交感神経の活動度に反比例する。
The emotional state (Emotional State) and the mental stress index (MSI) are obtained by the frequency analysis unit (3000) according to Equation 18, that is, the band intensity ratio of LF to HF. Therefore, the intensity ratio analysis unit (4700) analyzes the emotional state (Emotional State) and the mental stress index (MSI).
Since the band intensity ratio of LF to HF means the ratio between LF and HF, this reflects the balance between sympathetic and parasympathetic nerves, that is, the overall balance of autonomic nerves. In some cases, the band intensity ratio of LF to HF may be used as an index for sympathetic activity. The LF to HF band intensity ratio is proportional to sympathetic activity and inversely proportional to parasympathetic activity.
図12は図2の分析結果表示部でストレス指数を表示した一例である。
分析結果表示部(6000)の画面上にストレス指数を表したもので圧力指数(PI)(Pressure Index)は肉体的ストレス指数(Physical stress index)(PSI)を表して、LF対HFの帯域強度比は感性的状態(Emotional State)、精神的ストレス(Mental stress index)(MSI)を表す。
FIG. 12 is an example in which the stress index is displayed in the analysis result display section of FIG.
The stress index is displayed on the screen of the analysis result display section (6000), and the pressure index (PI) (Pressure Index) indicates the physical stress index (PSI), and the band strength of LF vs. HF The ratio represents emotional state (Emotional State), mental stress index (MSI).
本発明は以上で説明されて図面に例示されたものによって限定されるのではなくて、当業者なら次に記載する請求範囲の内でもっと多い変形及び変用例が可能であることは勿論である。 The present invention is not limited by what has been described above and illustrated in the drawings, but it will be appreciated by those skilled in the art that many more modifications and variations are possible within the scope of the following claims. .
100 ECG信号検出部
110 心電図電極
130 増幅器
160 フィルター部
500 PPG信号検出部
510 光学センサー
530 増幅器
560 フィルター部
1000 信号検出部
1300 A/D変換器
1600 ピーク検出部
1610 雑音除去部
1620 Rポイント検出部
1630 RR間隔検出部
1640 心拍数演算部
1650 バッファー部
1660 バッファー部
2000 時間分析部
2100 動雑音除去部
2150 第1時間バッファー部
2050 時間演算処理部
2200 平均心拍数演算部
2250 第2時間バッファー部
2300 SDNN演算部
2350 第3時間バッファー部
2400 RMSSD演算部
2450 第4時間バッファー部
2500 SRD演算部
2550 第5時間バッファー部
2600 PI演算部
2650 第6時間バッファー部
2700 時間バッファー部
3000 周波数分析部
3100 FFT演算処理部
3200 TP演算部
3250 第1周波数バッファー部
3300 VLF演算部
3350 第2周波数バッファー部
3400 LF演算部
3450 第3周波数バッファー部
3500 HF演算部
3550 第4周波数バッファー部
3600 正規化演算部
3650 第5周波数バッファー部
3700 強度比演算部
3750 第6周波数バッファー部
4000 パラメーター分析部
4100 平均心拍数分析部
4150 SDNN分析部
4200 RMSSD分析部
4250 SRD分析部
4300 PI分析部
4400 TP分析部
4450 VLF分析部
4500 LF分析部
4550 HF分析部
4600 正規化したLF分析部
4650 正規化したHF分析部
4700 強度比分析部
5000 基準値データベース
5500 データ入力部
6000 分析結果表示部
100 ECG signal detector
110 ECG electrodes
130 Amplifier
160 Filter section
500 PPG signal detector
510 optical sensor
530 amplifier
560 Filter section
1000 Signal detector
1300 A / D converter
1600 Peak detector
1610 Noise reduction unit
1620 R point detector
1630 RR interval detector
1640 Heart rate calculator
1650 buffer
1660 Buffer section
2000 Time Analysis Department
2100 Dynamic noise canceller
2150 1st time buffer
2050 Time calculation processing section
2200 Average heart rate calculator
2250 Second time buffer
2300 SDNN calculation unit
2350 3rd time buffer
2400 RMSSD calculator
2450 4th time buffer
2500 SRD operation part
2550 5th time buffer
2600 PI calculator
2650 6th time buffer
2700 hour buffer section
3000 Frequency analyzer
3100 FFT processor
3200 TP calculator
3250 1st frequency buffer
3300 VLF calculator
3350 Second frequency buffer
3400 LF calculation unit
3450 Third frequency buffer
3500 HF calculator
3550 4th frequency buffer
3600 Normalization operation part
3650 5th frequency buffer
3700 intensity ratio calculator
3750 6th frequency buffer
4000 Parameter analysis section
4100 Average heart rate analyzer
4150 SDNN Analysis Department
4200 RMSSD analyzer
4250 SRD analyzer
4300 PI analyzer
4400 TP analyzer
4450 VLF analyzer
4500 LF analyzer
4550 HF analyzer
4600 Normalized LF analyzer
4650 Normalized HF analyzer
4700 intensity ratio analyzer
5000 standard value database
5500 Data input section
6000 analysis result display
Claims (33)
前記の信号検出部の出力信号をデジタル信号で変換するA/D変換器と、
前記のA/D変換器の出力信号から動雑音を取り除き、波形のピーク信号とピーク信号間隔を検出するピーク検出部と、
前記のピーク検出部の出力信号から時間ドメイン(domain)上のパラメーターを求める時間分析部と、
前記のピーク検出部 の出力信号から周波数ドメイン上のパラメーターを求める周波数分析部と、
性別、年齢を含む被検者情報を入力して臨時的に貯蔵するデータ入力部と、
東洋人の性別、年齢及びパラメーターによる基準範囲を設定するためのデータを貯蔵するデータベースと、
前記の時間分析部や前記の周波数分析部から出力されたパラメーターが前記の基準範囲の内にあるのかどうかを比較するパラメーター分析部とを備えた自律神経検査装置において、
前記の時間ドメイン上のパラメーターとして圧迫指数(PI)を少なくとも含めて、
前記のパラメーター分析部は、前記の時間分析部から受信された圧迫指数(PI)をPI最大基準値より小さい又は同じかどうか、PI最小基準値より大きい又は同じかどうかを比べるPI分析部を少なくとも備えたことを特徴とする自律神経検査装置。 A signal detector for detecting an electrocardiogram signal or an oxygen saturation signal;
An A / D converter that converts the output signal of the signal detection unit with a digital signal;
Removing the dynamic noise from the output signal of the A / D converter, a peak detection unit for detecting the peak signal and the peak signal interval of the waveform ,
A time analysis unit for obtaining a parameter on a time domain from an output signal of the peak detection unit;
A frequency analysis unit for obtaining a parameter on the frequency domain from the output signal of the peak detection unit;
A data input unit for temporarily storing patient information including gender and age; and
A database for storing data for setting the reference range by gender, age and parameters of Orientals;
In an autonomic nerve test apparatus comprising a parameter analysis unit that compares whether the parameter output from the time analysis unit or the frequency analysis unit is within the reference range ,
Including at least the compression index (PI) as a parameter on the time domain,
The parameter analysis unit includes at least a PI analysis unit that compares whether the compression index (PI) received from the time analysis unit is smaller than or equal to the PI maximum reference value, greater than or equal to the PI minimum reference value. An autonomic nerve examination apparatus characterized by comprising .
前記のパラメーター分析部は、前記の時間分析部から受信された平均心拍数が平均心拍数の最大基準値より小さい又は同じであり、平均心拍数の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる平均心拍数分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least mean heart rate (mean HRT) as a parameter on the time domain,
The parameter analysis unit determines whether the average heart rate received from the time analysis unit is less than or equal to the maximum reference value of the average heart rate and greater than or equal to the minimum reference value of the average heart rate. The autonomic nerve examination apparatus according to claim 1, further comprising at least an average heart rate analysis unit to be compared.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記の平均心拍数の最大基準値(ymax)が
ymax = -0.1x + 89.1
(但し、ymaxは平均心拍数の最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記の平均心拍数の最小基準値(ymin)が
ymin = -0.1x + 67.1
(但し、yminは平均心拍数の最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項2記載の自律神経検査装置。 In the average heart rate analysis unit,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The maximum reference value (y max ) of the average heart rate is
y max = -0.1x + 89.1
(Where y max is the maximum reference value for average heart rate and x is age)
As required by
The minimum reference value for the average heart rate (y min ) is
y min = -0.1x + 67.1
(Where y min is the minimum reference value for average heart rate and x is age)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 2, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記の平均心拍数の最大基準値(ymax)が
ymax = -0.16x + 91.1
(但し、ymaxは平均心拍数の最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記の平均心拍数の最小基準値(ymin)が
ymin = -0.16x + 71.1
(但し、yminは平均心拍数の最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項2記載の自律神経検査装置。 In the average heart rate analysis unit,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The maximum reference value (y max ) of the average heart rate is
y max = -0.16x + 91.1
(Where y max is the maximum reference value for average heart rate and x is age)
As required by
The minimum reference value for the average heart rate (y min ) is
y min = -0.16x + 71.1
(Where y min is the minimum reference value for average heart rate and x is age)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 2, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、前記の時間分析部から受信された全体のRR間隔の標準偏差(SDNN)をSDNN最大基準値より小さい又は同じであり、SDNN最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べるSDNN分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least the standard deviation (SDNN) of the overall RR interval as a parameter on the time domain,
The parameter analysis unit determines whether the standard deviation (SDNN) of the entire RR interval received from the time analysis unit is smaller than or equal to the SDNN maximum reference value and greater than or equal to the SDNN minimum reference value. The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, further comprising at least an SDNN analysis unit for comparing the two.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のSDNN最大基準値(ymax)が
ymax = -0.52x + 80.4
(但し、ymaxはSDNN最大基準値であり、xは年齢であり、ymaxが0より小くなる時にはymaxを0にする)
により求められて、
前記のSDNN最小基準値(ymin)が
ymin =-0.52x + 40.4
(但し、yminはSDNN最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項5記載の自律神経検査装置。 In the SDNN analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The SDNN maximum reference value (y max ) is
y max = -0.52x + 80.4
(However, y max is the SDNN maximum reference value, x is the age, to 0 to y max when the y max small Ku consisting 0)
As required by
The SDNN minimum reference value (y min ) is
y min = -0.52x + 40.4
(However, y min is SDNN minimum reference value, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 5, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のSDNN最大基準値(ymax)が
ymax = -0.44x + 71.1
(但し、ymaxはSDNN最大基準値であり、xは年齢であり、ymaxが0より小くなる時にはymaxを0にする)
により求められて、
前記のSDNN最小基準値(ymin)は
ymin = -0.44x + 38.9
(但し、yminはSDNN最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項5記載の自律神経検査装置。 In the SDNN analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The SDNN maximum reference value (y max ) is
y max = -0.44x + 71.1
(However, y max is the SDNN maximum reference value, x is the age, to 0 to y max when the y max small Ku consisting 0)
As required by
The SDNN minimum reference value (y min ) is
y min = -0.44x + 38.9
(However, y min is SDNN minimum reference value, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 5, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、前記の時間分析部から受信された隣接したRR間隔の差を二乗した値の平均の平方根(RMSSD)をRMSSD最大基準値より小さい又は同じであり、RMSSD最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べるRMSSD分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least the mean square root (RMSSD) of the squared difference of adjacent RR intervals as a parameter on the time domain,
The parameter analysis unit has an average square root (RMSSD) of a value obtained by squaring the difference between adjacent RR intervals received from the time analysis unit, which is smaller than or equal to the RMSSD maximum reference value, and less than the RMSSD minimum reference value. The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, further comprising at least an RMSSD analysis unit that compares whether they are large or the same.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のRMSSD最大基準値(ymax)が
ymax = -0.35x + 56.9
(但し、ymaxはRMSSD最大基準値であり、xは年齢であり、ymaxが0より小くなる時にはymaxを0にする)
により求められて、
前記のRMSSD最小基準値(ymin)が
ymin = -0.35x + 26.1
(但し、yminはRMSSD最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項8記載の自律神経検査装置。 In the RMSSD analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The RMSSD maximum reference value (y max ) is
y max = -0.35x + 56.9
(However, y max is the RMSSD maximum reference value, x is the age, to 0 to y max when the y max small Ku consisting 0)
As required by
The RMSSD minimum reference value (y min ) is
y min = -0.35x + 26.1
(However, y min is RMSSD minimum reference value, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 8, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のRMSSD最大基準値(ymax)が
ymax = -0.35x + 58.9
(但し、ymaxはRMSSD最大基準値であり、xは年齢であり、ymaxが0より小くなる時にはymaxを0にする)
により求められて、
前記のRMSSD最小基準値(ymin)が
ymin = -0.35x + 27.5
(但し、yminはRMSSD最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項8記載の自律神経検査装置。 In the RMSSD analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The RMSSD maximum reference value (y max ) is
y max = -0.35x + 58.9
(However, y max is the RMSSD maximum reference value, x is the age, to 0 to y max when the y max small Ku consisting 0)
Sought by
The RMSSD minimum reference value (y min ) is
y min = -0.35x + 27.5
(However, y min is RMSSD minimum reference value, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 8, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、前記の時間分析部から受信された連続されるRR間隔差(SRD)をSRD最大基準値より小さい又は同じであり、SRD最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べるSRD分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least the consecutive RR interval difference (SRD) as a parameter on the time domain,
The parameter analysis unit determines whether the consecutive RR interval difference (SRD) received from the time analysis unit is smaller than or equal to the SRD maximum reference value and greater than or equal to the SRD minimum reference value. The autonomic nerve examination apparatus according to claim 1, further comprising at least an SRD analysis unit to be compared.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のSRD最大基準値(ymax)が
ymax = 0.0009x + 1.05
(但し、ymaxはSRD最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のSRD最小基準値(ymin)が
ymin = 0.0009x + 0.79
(但し、yminはSRD最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項11記載の自律神経検査装置。 In the SRD analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The SRD maximum reference value (y max ) is
y max = 0.0009x + 1.05
(Where y max is the SRD maximum reference value and x is the age)
As required by
The SRD minimum reference value (y min ) is
y min = 0.0009x + 0.79
(However, y min is the SRD minimum reference value and x is the age.)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 11, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のSRD最大基準値(ymax)が
ymax = 0.0013x + 1.01
(但し、ymaxはSRD最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のSRD最小基準値(ymin)が
ymin = 0.0013x + 0.79
(但し、yminはSRD最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項11記載の自律神経検査装置。 In the SRD analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The SRD maximum reference value (y max ) is
y max = 0.0013x + 1.01
(Where y max is the SRD maximum reference value and x is the age)
As required by
The SRD minimum reference value (y min ) is
y min = 0.0013x + 0.79
(However, y min is the SRD minimum reference value and x is the age.)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 11, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のPI最大基準値(ymax)が
ymax = 1.88x + 13.9
(但し、ymaxはPI最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のPI最小基準値(ymin)が
ymin = 1.88x - 40.1
(但し、yminはPI最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 In the PI analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The PI maximum reference value (y max ) is
y max = 1.88x + 13.9
(Where y max is the PI maximum reference value and x is the age)
As required by
The PI minimum reference value (y min ) is
y min = 1.88x-40.1
(However, y min is PI minimum reference value, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 1 , wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のPI最大基準値(ymax)が
ymax = 1.54x + 29.7
(但し、ymaxはPI最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のPI最小基準値(ymin)が
ymin = 1.54x - 30.3
(但し、yminはPI最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 In the PI analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The PI maximum reference value (y max ) is
y max = 1.54x + 29.7
(Where y max is the PI maximum reference value and x is the age)
As required by
The PI minimum reference value (y min ) is
y min = 1.54x-30.3
(However, y min is PI minimum reference value, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、前記の周波数分析部から受信された5分間の全体強度(TP)をTP最大基準値より小さい又は同じであり、TP最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べるTP分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least 5 minutes total intensity (power spectral density) (TP) as a parameter on the frequency domain,
The parameter analysis unit compares whether the total intensity (TP) for 5 minutes received from the frequency analysis unit is less than or equal to the TP maximum reference value and whether it is greater than or equal to the TP minimum reference value. The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, further comprising at least a TP analysis unit.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のTP最大基準値(ymax)が
ymax = -0.031x + 8.93
(但し、ymaxはTP最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のTP最小基準値(ymin)が
ymin = -0.031x + 7.07
(但し、yminはTP最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項16記載の自律神経検査装置。 In the TP analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The TP maximum reference value (y max ) is
y max = -0.031x + 8.93
(Where y max is the TP maximum reference value and x is the age)
As required by
The TP minimum reference value (y min ) is
y min = -0.031x + 7.07
(However, y min is the TP minimum reference value and x is the age)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 16, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のTP最大基準値(ymax)が
ymax = -0.27x + 8.61
(但し、ymaxはTP最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のTP最小基準値(ymin)が
ymin = -0.27x + 6.89
(但し、yminはTP最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項16記載の自律神経検査装置。 In the TP analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The TP maximum reference value (y max ) is
y max = -0.27x + 8.61
(Where y max is the TP maximum reference value and x is the age)
As required by
The TP minimum reference value (y min ) is
y min = -0.27x + 6.89
(However, y min is the TP minimum reference value and x is the age)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 16, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、前記の周波数分析部から受信された低周波数帯域(LF)強度を、LF最大基準値より小さい又は同じであり、LF最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べるLF分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least a low frequency band (LF) intensity ( power spectrum ) as a parameter on the frequency domain,
The parameter analysis unit compares whether the low frequency band (LF) intensity received from the frequency analysis unit is smaller than or equal to the LF maximum reference value and greater than or equal to the LF minimum reference value. The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, further comprising at least an LF analysis unit.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のLF最大基準値(ymax)が
ymax = -0.044x + 8.38
(但し、ymaxはLF最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のLF最小基準値(ymin)が
ymin = -0.044x + 6.22
(但し、yminはLF最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項19記載の自律神経検査装置。 In the LF analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The LF maximum reference value (y max ) is
y max = -0.044x + 8.38
(Where y max is the LF maximum reference value and x is the age)
As required by
The LF minimum reference value (y min ) is
y min = -0.044x + 6.22
(However, y min is the LF minimum reference value and x is the age)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 19, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のLF最大基準値(ymax)が
ymax = -0.038x + 7.76
(但し、ymaxはLF最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のLF最小基準値(ymin)が
ymin = -0.038x + 5.74
(但し、yminはLF最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項19記載の自律神経検査装置。 In the LF analysis unit,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The LF maximum reference value (y max ) is
y max = -0.038x + 7.76
(Where y max is the LF maximum reference value and x is the age)
Sought by
The LF minimum reference value (y min ) is
y min = -0.038x + 5.74
(However, y min is the LF minimum reference value and x is the age)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 19, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、前記の周波数分析部から受信された高周波数帯域(HF)強度(パワースペクトル密度)がHF最大基準値より小さい又は同じであり、HF最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べるHF分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least the high frequency band (HF) intensity ( power spectrum ) as a parameter on the frequency domain,
In the parameter analysis unit, the high frequency band (HF) intensity (power spectral density) received from the frequency analysis unit is less than or equal to the HF maximum reference value and greater than or the same as the HF minimum reference value. The autonomic nerve examination apparatus according to claim 1, further comprising at least an HF analysis unit for comparing whether or not the
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記のHF最大基準値(ymax)が
ymax = -0.034x + 7.42
(但し、ymaxはHF最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のHF最小基準値(ymin)が
ymin = -0.034x + 5.04
(但し、yminはHF最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項22記載の自律神経検査装置。 In the HF analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The HF maximum reference value (y max ) is
y max = -0.034x + 7.42
(However, y max is the HF maximum reference value and x is the age)
As required by
The HF minimum reference value (y min ) is
y min = -0.034x + 5.04
(However, y min is the HF minimum reference value and x is the age.)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 22, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記のHF最大基準値(ymax)が
ymax = -0.035x + 7.55
(但し、ymaxはHF最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記のHF最小基準値(ymin)が
ymin = -0.035x + 5.23
(但し、yminはHF最小基準値であり、xは年齢である)
により求められることを特徴とする請求項22記載の自律神経検査装置。 In the HF analysis section,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The HF maximum reference value (y max ) is
y max = -0.035x + 7.55
(However, y max is the HF maximum reference value and x is the age)
As required by
The HF minimum reference value (y min ) is
y min = -0.035x + 5.23
(However, y min is the HF minimum reference value and x is the age.)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 22, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のパラメーター分析部は、
前記の周波数分析部から受信された正規した低周波数帯域(LF)強度が、正規化したLF強度の最大基準値より小さい又は同じであり、正規化したLF強度の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる正規化したLF分析部と、
前記の周波数分析部から受信された正規化した高周波数帯域(HF)強度が、正規化したHF強度の最大基準値より小さい又は同じであり、正規化したHF強度の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる正規化したHF分析部とを備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 At least including normalized low frequency band (LF) intensity (power spectral density), normalized high frequency band (HF) intensity (power spectral density) as parameters on the frequency domain,
The parameter analysis unit is
The normalized low frequency band (LF) intensity received from the frequency analyzer is less than or equal to the maximum normalized LF intensity reference value and greater than or equal to the normalized normalized LF intensity reference value. A normalized LF analyzer that compares whether there is,
The normalized high frequency band (HF) intensity received from the frequency analyzer is less than or equal to the maximum normalized HF intensity reference value and greater than or equal to the normalized normalized HF intensity reference value. The autonomic nerve inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a normalized HF analysis unit that compares whether or not.
前記の正規化したHF強度は、高周波数帯域(HF)強度を、LFの強度とHFの強度との合で正規化させたものであることを特徴とする請求項25記載の自律神経検査装置。 The normalized LF intensity is a low frequency band (LF) intensity normalized by a combination of the LF intensity and the HF intensity,
26. The autonomic nerve examination apparatus according to claim 25, wherein the normalized HF intensity is obtained by normalizing a high frequency band (HF) intensity with a combination of an LF intensity and an HF intensity. .
前記のパラメーター分析部は、前記の周波数分析部から受信された低周波数対高周波数の帯域強度比(LF/HF ratio)を、強度比の最大基準値より小さい又は同じであり、強度比の最小基準値より大きい又は同じであるのかどうかを比べる強度比分析部を少なくとも備えることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 Including at least a low frequency to high frequency band intensity ratio (LF / HF ratio) as a parameter on the frequency domain,
The parameter analysis unit receives a low-frequency to high-frequency band intensity ratio (LF / HF ratio) received from the frequency analysis unit, which is smaller than or equal to the maximum reference value of the intensity ratio, and has a minimum intensity ratio. The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, further comprising at least an intensity ratio analysis unit that compares whether or not the reference value is greater than or equal to the reference value.
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が男子である場合、
前記の強度比の最大基準値(ymax)が
ymax = -0.015x + 5.57
(但し、ymaxは強度比の最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記の強度比の最小基準値(ymin)が
ymin = -0.015x + 1.57
(但し、yminは強度比の最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項27記載の自律神経検査装置。 In the intensity ratio analysis unit,
When the gender of the subject input from the data input unit is a boy,
The maximum reference value (y max ) of the intensity ratio is
y max = -0.015x + 5.57
(However, y max is the maximum reference value of intensity ratio, and x is age)
As required by
The minimum reference value (y min ) of the intensity ratio is
y min = -0.015x + 1.57
(However, y min is the minimum reference value of the intensity ratio, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 27, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記のデータ入力部から入力された被検者の性別が女子である場合、
前記の強度比の最大基準値(ymax)が
ymax = -0.003x + 4.11
(但し、ymaxは強度比の最大基準値であり、xは年齢である)
により求められて、
前記の強度比の最小基準値(ymin)が
ymin = -0.003x - 0.03
(但し、yminは強度比の最小基準値であり、xは年齢であり、yminが0より小くなる時にはyminを0にする)
により求められることを特徴とする請求項27記載の自律神経検査装置。 In the intensity ratio analysis unit,
When the gender of the subject input from the data input unit is a girl,
The maximum reference value (y max ) of the intensity ratio is
y max = -0.003x + 4.11
(However, y max is the maximum reference value of intensity ratio, and x is age)
As required by
The minimum reference value (y min ) of the intensity ratio is
y min = -0.003x-0.03
(However, y min is the minimum reference value of the intensity ratio, x is the age, to 0 to y min when the y min small Ku consisting 0)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 27, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by:
前記の感性的状態(ES)が
の式によって求められることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 The frequency analysis unit includes the emotional state (ES) as a parameter on the frequency domain,
The above emotional state (ES) is
The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by the following formula.
精神的ストレス指数(MSI)が
の式によって求められることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 The frequency analysis unit includes a mental stress index (MSI) as a parameter on the frequency domain,
Mental stress index (MSI)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by the following formula.
圧迫指数(PI)が
の式によって求められることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 The time analysis part includes the compression index (PI) as a parameter on the time domain,
Pressure index (PI)
The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by the following formula.
肉体的ストレス指数(PSI)は
の式によって求められることを特徴とする請求項1記載の自律神経検査装置。 The time analysis part includes the physical stress index (PSI) as a parameter on the time domain,
Physical stress index (PSI) is
The autonomic nerve test apparatus according to claim 1, wherein the autonomic nerve test apparatus is obtained by the following formula.
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