JPS6128335B2 - - Google Patents
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- JPS6128335B2 JPS6128335B2 JP53146969A JP14696978A JPS6128335B2 JP S6128335 B2 JPS6128335 B2 JP S6128335B2 JP 53146969 A JP53146969 A JP 53146969A JP 14696978 A JP14696978 A JP 14696978A JP S6128335 B2 JPS6128335 B2 JP S6128335B2
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- signal
- circuit
- time
- level
- output
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- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)
Description
この発明は生体の脳波を処理して、生体の各種
機能の障害、能力などの診断をする生体情報診断
装置に関する。
従来より脳波を電気信号として検出し、その電
気信号を記録紙に記録し、その記録波形を目視す
ることにより、テンカン、交通事故による傷害、
脳腫よう、などを診断することが行われていた。
またその脳波の記録波形とその他の生体情報とを
対応付ける試みがされている。脳波の電気信号を
処理して病気その他の生体情報の診断を行うとす
る試みもされている。しかしいまだ正しい診断情
報が得られるものはなかつた。従来では脳波波形
中に現われる単発的な異常を検出することや、頭
の複数個所から検出された脳波間の相違を検出す
ることが考えられていたに過ぎなかつた。従つて
脳波が異常となつていてもそれが定常的に出る場
合はこれを検出できなかつた。
人工腎臓透析を行う際に、その透析がどの程度
進行したかを知るために、従来においては透析を
受けている者の体重を測定し、透析により毒素が
外部に出ることにもとずく体重の減少から透析終
了を検出することが提案されている。しかしこの
方法は正常時における体重を正確に知る必要があ
るが、正常時の体重は排尿前後でも異なるように
絶対的な値を知ることが困難であるため、正しく
透析終了を検出することはできない。また正しく
透析が行われないと血液中の水分も外部に出るた
め体重が減少し、この点からも透析終了を正しく
知ることは困難である。
また従来において、透析前後に血液を採取して
分析を行い、例えば尿素、クレアチレン、尿酸な
どの各種の量を測定し、そのデータと透析時間と
からその患者に対しどの程度透析をすればよいか
を知るようにしていた。しかしこれ等のデータを
得るには日時を要するため透析中に透析がどの程
度進行したかを知ることができない。従つて複数
回の透析ごとのデータから次のどの程度透析を行
えばよいかを推定することになり、患者の病状が
変化していると透析終了を正しく知ることができ
ない。
この発明の目的は脳波の定常的な異常をも検出
でき、正しく生体の機能や障害などを診断するこ
とができる生体情報診断装置を提供することにあ
る。
この発明によれば脳波をその波形と対応した波
状電気信号として取出し、その電気信号が一定レ
ベルを交叉(零交叉も含む、以下同様)する数を
一定時間計数した値と、脳波電気信号の一定レベ
ル交叉の時間間隔のばらつき分布の標準偏差との
各時間経過を記録紙にグラフとして記録して表示
し、又は陰極線管表示器に表示し、又はプリンタ
に数値として印字して表示する。この表示よりそ
の生体の各種機能、障害などの診断を行う。更に
必要に応じて前記脳波電気信号の一定レベル交叉
間におけるピーク値のばらつき分布の標準偏差、
脳波電気信号の一定レベル交叉間における信号面
積のばらつき分布の標準偏差、脳波電気信号の一
定時間内における振幅率密度分布(振幅値の分
布)の標準偏差、脳波電気信号のパワスペクトル
の標準偏差、更に前記計数値、時間間隔、ピーク
値などの平均値や、これ等の各ヒストグラムの最
高と最低との差などの少くとも一つのパラメータ
を取出し、その取出されたパラメータの時間経過
を表示するようにする。
第1図及び第2図はそれぞれ人工腎臓透析を受
けている異なる者について透析中に上記パラメー
タを測定した実験データを示す。これ等両図にお
いて曲線K1は一定時間内における脳波電気信号
の一定レベルと交叉する数を示し、曲線K2は一
定時間内の振幅確率密度分布の標準偏差、曲線
K3は一定レベル交叉間のピーク値ばらつき分布
の標準偏差、曲線K4は一定レベル交叉の時間間
隔のばらつき分布の標準偏差、曲線K5は一定レ
ベル交叉間の面積のばらつき分布の標準偏差であ
る。横軸はそれぞれ経過時間を、縦軸はそれぞれ
数N及び標準偏差σをとつてある。曲線K1,
K2,K3は透析が進行するに従つて増加し、曲線
K4は透析が進行すると減少している。これ等の
傾向から透析の進行状況、透析終了を知ることが
できる。つまりこれ等の少くとも1つの初期値を
記憶し、これと対応する現在のデータとその初期
値とを比較することにより透析状況を知ることが
できる。このように透析状況と脳波とが関連する
のは、透析前は血液中の毒素が比較的多く、これ
が脳に入り、脳の働きが影響を受けて脳波波形の
ばらつきが大きいが、透析が進むに従つて脳に入
る毒素が減少して脳の活動が活発になり脳波が頻
繁に発生して波形のばらつきが少なくなるためと
考えられる。
第3図は犬の肝臓を摘出した時の脳波パラメー
タの推移を示し、曲線K1〜K5は第1図及び第2
図の対応するものと同一である。時点t1で門脈を
部分遮断し、時点t2でそれを開放し、時点t3で下
大静脈を遮断し、時点t4で門脈を全部遮断し、時
点t5で肝臓を摘出し、時点t6で門脈及び下大静脈
をそれぞれ開放したことをそれぞれ示している。
曲線K1K2K3K5は時間と共に減少し、曲線K4は時
間と共に上昇している。これ等曲線から肝炎、肝
硬変症、劇症肝炎やこれ等にもとずく肝性脳症を
診断し、またその進行状況も知ることができる。
更に第4図は点滴によりアンモニア水を注入
し、腎臓の機能を低下させ、その回復過程におけ
る前記各種パラメータを記録したものである。t0
でアンモニア水注入を開始し、t1で100c.c.、t2で
200c.c.、t3で300c.c.、t4で400c.c.をそれぞれ注入し
終
つた時点をそれぞれ示す。曲線K1〜K5はそれぞ
れ第1図乃至第3図の場合と同様である。アンモ
ニア水の注入により腎臓の機能が低下し、これに
伴い曲線K1,K2,K3は低下し、曲線K4は上昇
し、アンモニア水注入の停止より、腎臓機能が回
復するに従つてK1,K2,K3は徐々に上昇し、K4
は徐々に低下していることが理解される。これ等
曲線から腎臓の障害やこれに伴う脳症などを診断
することができる。
以上の説明及び図面から理解されるようにK1
とK4とは特に変化が大きく、しかもその変化が
互に逆であるため、これらK1,K4を求めること
に正しい診断が可能となる。
次にこの発明による生体情報診断装置の実施例
を第5図を参照して説明しよう。頭部1の複数の
誘導点に電極2がそれぞれ付けられ、これ等電極
2はそれぞれ接続線3を通じ、更に電極端子板4
を経由して誘導点切換用の切換器5に接続され
る。切換器5により選択された1つの誘導点から
の脳波の電気信号(以下単に脳波信号を記す)は
増幅器6で増幅される。これまでの構成は従来の
脳波計と同様であり、従来の脳波計は一般に8〜
12の誘導点を取出すようになつている。同時性を
見る場合は増幅器6以下の構成を複数用意し、そ
れぞれに異なる誘導点からの脳波信号を供給すれ
ばよい。
増幅器6の出力は波器7で不用成分が除去さ
れる。波器7としては低域通過波器及び高域
通過波器の組合せ又はそれ等が単独に使用さ
れ、その時の測定状態に応じて用いられる。波
器7の出力信号Viはサンプリング点検出回路8
と、不用信号の除去のためにマスク信号検出回路
9とに入力され、それぞれサンプリング指令信号
及びマイク指令信号が作成される。
脳波信号Viはピーク値検出回路11、波形継
続時間検出回路12、波形面積検出回路13、振
幅確率密度検出用の前置増幅器14の各信号処理
部に入力され、それぞれの回路に応じて信号処理
がされる。この時これ等信号処理回路11〜13
の次段に設けられたゲート回路15〜17、更に
これ等にそれぞれ継続された累積記憶部21〜2
3へのサンプリング指令が同時に行われる。前置
増幅器14の次段のゲート回路18及びこれに縦
続接続されたデータ累積記憶部24へのサンプリ
ング指令は、図示してないがパルス発信器からの
定周期のサンプリング指令により行うことによつ
て振幅確率密度分布が測定される。データ累積記
憶部21〜24はアナログ入力電圧をサンプリン
グ指令ごとにその入力電圧の大きさごとに設けた
メモリに加算累積する機能を持つものである。
データ累積記憶部21〜24に記憶されたデー
タはさらにアナログ値に変換されて記録計25で
ハードコピーとして記録され、又は表示装置26
のブラウン管デイスプレイ装置に表示され、デー
タ内容の監視が行われる。更にこれ等累積記憶部
21〜24からのデータはデジタル値のままデー
タ処理器27に入力され、後述のデータ計算処理
が行われ、ある評価値が出される。データ累積記
憶部21〜24、記録計25、表示装置26、デ
ータ処理器27などに対する制御は制御回路28
により行われる。所定時間内で発生する脳波信号
の零レベル交叉数が交叉数計数回路151で計数
される。またデータ処理器27で得られる各種デ
ータのばらつき分布の標準偏差の初期値、及び交
叉数計数回路151の初期値が初期値記憶回路1
52にそれぞれ記憶される。
次に第5図の各部の詳細を説明するが、この装
置は全て現在市販されている半導体集積回路であ
るリニアIC、デジタルICを用いて構成できるの
で特にことわらず論理式呼称を用いて説明する。
第6図はサンプリング検出回路8及び処理部の一
部を示し、入力端子29に入力された脳波信号
Viは可変電圧設定器31からの基準電圧と比較
器32で比較される。この比較器32は信号の性
質上信号Viの零交叉近くのレベルで比較するよ
うに可変電圧設定器31を設定する。この設定は
脳波信号のレベルに応じて変え、信号の零交叉点
が一応望ましいが情況によつてそのレベルを決定
する。
従つて比較器32の出力は、例えば第11図に
示す入力脳波信号Viに対してはそのほゞ零交叉
点ごとに正から負、負から正に変化する矩形波出
力Vobとなつてレベル変換器33に供給される。
この時その矩形波信号に直流分が加算されていれ
ば当然この直流分は遮断されなければならない。
その矩形波信号Vobは変換器33においてTTLレ
ベルにレベル変換されて遅延回路34及び排他的
論理和回路35へ供給される。こゝで入力脳波信
号Viに対応したTTLレベルの矩形波は波形遅延
回路34で1ないし2μsec遅延され、その遅延
波形と遅延前の波形とが回路35で排他的論理和
がとられる。排他的論理和回路35の出力信号の
始めの立下り点が、波形微分回路36で取出さ
れ、これがサンプリング指令信号として用いられ
る。このサンプリング指令信号は交叉数計数回路
151にも供給されて所定時間計数することが繰
返される。
波形遅延回路34の出力は波形継続時間検出回
路12の波形成形回路37でTTLレベルから±
の極性を持つ矩形波Vobに変換される。この信号
は入力脳波信号Viが零の時に遮断する信号零時
シヨート回路38内の抵抗器39,41を通じ積
分コンデンサ42と演算増幅器43とにより構成
される積分回路44で積分される。一方波形遅延
回路34の出力の矩形波の立上り点と立下り点と
が波形微分回路45,46にてそれぞれ検出さ
れ、これ等検出信号はオア回路47を通して単安
定マルチバイプレータ48を駆動する。このマル
チバイプレータ48の動作時間だけリセツト信号
が入力端子49を通してFETスイツチ51に与
えられ、これがオンして積分コンデンサ42の電
荷がスイツチ51を通じて放電され、積分回路4
4がリセツトされる。この構成により第11図に
示すように入力脳波信号Viの零交叉点から次の
零交叉点までの時間が電圧VOBに変換されて積分
回路44の出力端子52に得られる。
端子29からの入力脳波信号Viは波形面積検
出回路13の入力端子53を通じ増幅器54に供
給される。その増幅器54の出力は信号零時シヨ
ート回路55内の抵抗器56,57を通じて、積
分コンデンサ58と演算増幅器59とにより構成
される積分回路61で積分される。その積分出力
VOCは端子62に出力する(第11図参照)。こ
の積分回路61のリセツトは、すでに述べたオア
回路47の出力でトリガされる単安定マルチバイ
ブレータ63の動作時間だけ、リセツト入力端子
64よりリセツト信号が入力され、FETスイツ
チ65をオンしてリセツトが行われる。この構成
により脳波波形の零交叉点から次の零交叉点まで
の波形の面積値を示す信号VOCが端子62に得ら
れる。第6図において信号零時シヨート回路3
8,55への指令は後述のマスク信号検出回路9
より与えられ、その時のFETスイツチ66,6
7がオンにされ、それ等FETスイツチをそれぞ
れ通じて抵抗器39,41の接続点、抵抗器5
6,57の接続点はそれぞれほゞ零電位とされ
る。
次にピーク点検出回路11を第7図について説
明する。入力脳波信号Viは端子68より緩衝用
の演算増幅器69,71の各非反転入力端へ供給
され、入力脳波信号Viの正側はダイオード72
を通じてコンデンサ73に充電される。このコン
デンサ73の電圧は緩衝用演算増幅器74を通じ
て加算用演算増幅器75の非反転入力端へ供給さ
れる。一方端子68の信号Viの負側は緩衝用演
算増幅器71よりダイオード76を通じてコンデ
ンサ77に供給される。コンデンサ77に充電さ
れた電圧は緩衝用FET78を通じて次段の加算
用演算増幅器75の非反転入力端へ供給される。
このようにして入力信号Viの極性転換点、即ち
零交叉点ごとにそれぞれの極性のピークがコンデ
ンサ73,77に充電保持され、これが交互に出
力VOAとして加算用演算増幅器75の出力端子7
9に現われる。この時のリセツトは先に述べた第
6図のオア回路47の出力によりトリガされる単
安定マルチバイブレータ(図示せず)の出力によ
りFETスイツチ81,82がその動作時間オン
してコンデンサ73,77の電荷を放電させて行
われる。以上の構成によつて第11図に示すよう
に入力信号Viの零交叉点から次の零交叉点まで
の電圧のピーク電圧VOAが端子79に検出され
る。
振幅確率密度検出用の前置増幅器14は例えば
第8図に示すように演算増幅器83にて構成され
る。マスク信号検出回路9は入力信号Viが極端
に小さいか大きすぎる場合に信号処理を禁止する
ための信号を出すもので、例えば第9図に示すよ
うに構成される。端子84よりの入力脳波信号
Viはコンパレータ85で可変電圧設定器186
からの基準電圧と比較され、Viの方が大きいと
コンパレータ85は正の一定電圧を出力する。こ
のコンパレータ出力はレベル変換器(図示せず)
でレベル変換された後微分回路86によりその立
上りが抽出され、その出力により次段の単安定マ
ルチバイブレータ87がトリガされる。この単安
定マルチバイプレータ87は再トリガ型とされ、
入力信号Viの波形の正側から次の正側までの時
間が単安定マルチバイブレータ87の動作設定時
間より短いとその後に入力された立上りパルスか
ら単安定マルチバイプレータ87の出力が高レベ
ルをその設定時間更に継続する。この高レベル出
力はトランジスタスイツチ88をオンとしてそス
イツチ88によりコンデンサ89は短絡される。
コンパレータ91はコンデンサ89の電圧と、電
源電圧V1が可変抵抗器90で分割された電圧と
を比較し、コンデンサ89の電圧の方が大となよ
たときコンパレータ91の出力が零レベルとな
る。トランジスタスイツチ88のコレクタ及びコ
ンデンサ89の接続点は可変抵抗器92を通じて
電源に接続される。可変抵抗器92及びコンデン
サ89で決まる充電時間数と、可変抵抗器90の
分圧出力電圧とにより決定される時間以上継続し
て入力信号Viが零であつてマルチバイブレータ
87にトリガが加わらないと、コンパレータ91
の出力は零レベルになる。その出力が与えられて
いるゲート回路93の出力は低レベルになり、こ
の低レベルによりサンプリング指令信号が次段へ
行かぬように構成される。
端子84からの入力信号Viは可変電圧設定器
94からの基準電圧とコンパレータ95で比較さ
れ、信号Viが可変電圧設定器94の電圧より大
きいとコンパレータ95の出力は正の一定電位に
なる。コンパレータ95の出力はレベル変換器9
6により電圧レベルが落されてトランジスタスイ
ツチ97に与えられ、これがオンされ、トランジ
スタスイツチ97によりコンデンサ98が短絡さ
れる。コンパレータ99により、一定電圧が与え
られている可変抵抗器101の分割電圧とコンデ
ンサ98の電圧とが比較され、コンデンサ98の
電圧が前者の電圧より高くなるとコンパレータ9
9は高レベルを出力しコンデンサ98の電圧が可
変抵抗器101の分割電圧より低いと零レベルを
出力する。コンデンサ98は可変抵抗器102を
通して電源に接続されており、可変抵抗器102
とコンデンサ98との充電時定数と可変抵抗器1
01の分割電圧とにより決まる時間継続して入力
信号Viが極端に大きい場合にはトランジスタス
イツチ97はオンになり、コンデンサ98の電圧
が零レベルになるためコンパレータ99の出力は
零レベルになり、その出力が与えられているゲー
ト回路93の出力は低レベルになつてサンプリン
グ指令信号が次段に行かぬように阻止される。ス
イツチ103をオンにすることによつてゲート回
路93に低レベルが与えられてその出力は強制的
に高レベルになり、これ等信号マスク動作を禁止
することもできる。
すでに述べたピーク点検出回路11、波形継続
時間検出回路12、波形面積検出回路13、前置
増幅器14においてそれぞれ処理された出力VOA
〜VODはサンプリング指令によりそれぞれ第5図
のデータ累積記憶部21〜24に分類に分類累積
記憶される。これ等累積記憶部21〜24は同一
構成とすることができ、例えば第10図に示すよ
うに処理された電圧、例えばVOAはアナログ入力
端子105に入力される。サンプリング指令端子
106にサンプリング指令入力が入ると、第9図
のゲート回路93の出力が端子107より与えら
れているゲート108を通じてパルスシフト回路
109を駆動する。シフト回路109の端子Bよ
り信号がサンプルホールド回路111に送られ、
端子105のアナログ入力VOAが標本化保持され
る。この時パルスシフト回路109ではその端子
Cより信号を、A/D変換器112に出し、A/D変
換器112において前段のサンプルホールド回路
111の出力アナログ電圧がデジタル電圧に変換
される。このA/D変換器112は7〜12ビツト精
度のものが経済的な面と合せて用いられ、この実
施例では8ビツトのものを用いた。
A/D変換器112でアナログ値のデジタル値へ
の変換が完了するとA/D変換器112の端子ST
に信号が出てラツチ回路113に変換されたデジ
タル値がラツチされる。このデジタル信号をアド
レスとしてアドレスバス124を通じてメモリ1
14a〜114cへ与え、そのメモリを選択し、
そのメモリ内容をパルスシフト回路109の端子
Eの指令によりラツチ回路115a/115cに
ラツチし、このラツチ回路115a〜115cの
出力は加算器116a/116cに入力される。
加算器116a〜116cはフルアダ(全加算
器)、例えばテキサスインスツルメント社製の
7483などが使用され、加算器116aの入力端子
B2,B3,B4、加算器116b,116cの各入
力端子B1〜B4はそれぞれ接地され、加算器11
6aの端子B1のみを高レベルにすることによつ
て一方の加算入力A1〜A4に1ビツトのみ加算さ
れる構成となる。
次に加算器116a〜116cの各並列4ビツ
トの加算出力はリセツト用のゲート117a〜1
17cをそれぞれ通してメモリ114a〜114
cに入力される。メモリ114a〜114cは例
えばインテル社製の2101の4ビツト×256のメモ
リを3ケ使用し、12ビツトの構成をこゝでは示し
ている。メモリ114a〜114cへの書込み指
令はパルスシフト回路109の端子Dより与えら
れる。
以上の構成により一回のサンプリング指令ごと
にアナログ値をデジタル値に変換し、そのデジタ
ル値をアドレスとしたメモリ114a〜114c
を読出し、その内容に1加算して再びメモリ11
4a〜114cに書込む操作が行われる。次にメ
モリ114a〜114cに書込まれた内容は先に
述べた加算時のタイミングとデータ処理器27
(第5図)よりのメモリ読出し時を除き、アドレ
ス発生器118により順番にアドレスをメモリ1
14a〜114cに与え、この時のメモリ内容を
ラツチ回路119a〜119cにラツチして次段
の倍率器121へ供給し、その出力をD/A変換器
122を通して端子123にアナログ出力として
出力し第5図の記録計25や表示装置26に表示
してモニタする。倍率器121はチヤンネルセレ
クタICの組合せによるビツトスライス法が使用
できる。アドレス発生器118のアドレスの切換
速度を例えば0.5秒又は1.0秒ごとにすれば端子1
23のアナログ出力は記録計25用として用いら
れ、切換速度を例えば1マイクロ秒〜100マイク
ロ秒ごとにすれば端子123のアナログ出力は表
示装置26用に使用される。
メモリ114a〜114cに対するアドレスバ
ス124はトライステート型ICのゲート125
を通して加算時にラツチ回路113よりアドレス
を与える時データ処理器27よりメモリ114a
〜114cを読出し時、表示装置26に表示する
時の使用順位となるようにアンド回路126、ナ
ンド回路127,128、インバータ129の組
合せにより優先順位が決められメモリ114a〜
114cの切換操作が行われる。
ラツチ回路119a〜119cの出力はデータ
バス131にトライステートのバツフア回路13
2を通して供給され、データ処理器27よりの読
出しに使用される。このデータバス131にはメ
モリ114a〜114cより直接トライステート
バツフア回路132を通して接続しても良い。
第10図においてマスク信号入力端子107に
低レベルが第9図のゲート回路93から供給され
れば、サンプル指令がこのデータ累積記憶部に入
ることが禁止される。
次に信号の振幅確率密度分布、つまり一定時間
内での振幅値の分布を得るには入力信号Viは第
5図、第8図の前置増幅器14を通して第10図
のアナログ入力端子105に入力される。別に設
けたパルス発信器(図示せず)より定周期のパル
スを、例えば100μsecごとに、又は1msecごとに
第10図のサンプル指令入力端子106に入力す
る。そのサンプル指令パルスの入力ごとに第11
図の入力信号Viが第11図のVODのようにサン
プリングされ、このサンプリング値について先に
述べた処理がなされ、振幅確率密度分布がメモリ
114a〜114cに得られる。
以上説明した一連の処理結果を第12図に例示
する。第12図Aはデータ累積記憶部24に得ら
れた振幅確率密度分布を示す分布曲線であり、サ
ンプル数Nは3000、平均は135.8V、標準差σ
は31,312であつた。同図Bは累積記憶部21に
得られた零交叉点間のピーク値の分布を示す曲線
でN=595、=131.6V、σ=35.1、同図Cは累
積記憶部22に得られた零交叉点間の面積値ヒス
トグラムであり、N=595、=131.6Hz、σ=
10.3であり、同図Dは累積記憶部23に得られた
隣接零交叉点の時間間隔ヒストグラムであり、N
=595、=132.4、σ=10.3である。
これ等分布を比較的短い時間で得たもの、数時
間のように比較的長い時間で得たもの、更に複数
の誘導点、つまり測定点につきそれぞれ得たも
の、被測定者に刺激を与えた時の脳波につきそれ
ぞれ得られたものなどから、それぞれについて、
その分布曲線のパターン、即ち形状や或る特異点
のパターンと頻度数などによる診断が行われる。
更に各分布の平均値や標準偏差σ、或いはヒ
ストグラムの最高と最低との差、即ち変動幅Rな
どによる評価、各分布曲線内における各特異点グ
ループ、即ち各母集団の,σ,Rによる評価、
特異点を抽出し、記憶回路152内の初期値と比
較し、つまりこれ等各種の抽出パラメータの時間
推移を知り、例えば先に述べたように人工腎臓透
析における進行状態や、腎炎や肝炎の病状を診断
することができる。なお第12図に示した各種の
ヒストグラムから標準偏差σを得るには電子計算
機により容易に短時間で得られる。データ処理器
27にその機能をもたせることができる。一定時
間ごとに標準偏差σや、平均値、変動幅R、脳
波信号のレベル交叉点数を例えば第13図に示す
ように複数段のレジスタ161に予め決められた
順に記憶する。レジスタ161の記憶値はデータ
処理器27から走査器162が制御されてその記
憶の古い順から読出されて陰極線管表示器163
へ供給される。よつて表示器163には第1図乃
至第4図に示した曲線が表示される。その他初期
値と現在値との差を表示したり、初期値で現在値
を割算してパーセント表示したりすることもでき
る。これ等の結果から予め知られた各種しよう状
に対して得られている同様のパターンやデータと
比較して正常、異常、異常の場合の病名の判別、
更にその病状の程度の決定などを行うことができ
る。これ等はデータ処理器27にてオンラインで
行わせることもできる。
このようにして現在の脳波情報の頭の左右前後
の対称性や催眠波、音刺激波、光刺激波、てんか
ん性波、各種病状における脳波又は意識不明状態
の波形などが統計的に正常人と比較検討が忠実に
行えるため病状進行過程判別なども含め非常に有
効性が大である。更に脳自体の直接の障害のみな
らず、腎炎や肝炎などの病名やその病状を知るこ
とができ、また人工腎臓における透析終了時点を
正確に検出したり、透析を必要としているか否か
も検査できる。
上述において上記演算処理により平均値、標
準偏差σ、変動幅Rなどを得て、その時間経過を
X―Yレコーダに記録して表示し、或いは陰極線
管デイスプレイに表示するのみならず、プリンタ
に数値として打出して表示してもよい。また分析
部において前述のように振幅確率密度分布、ピー
ク点分布、面積分布などの他に、脳波のパワース
ペクトルをスペクトルアナライザにより得、これ
についてσ、、Rなどを同様に求め、その時間
経過を表示して診断に役立てることもできる。
以上述べたようにこの発明によれば生体情報の
電気信号のレベル交叉数の所定時間内での計数値
が時間経過として表示され、またレベル交叉間隔
長さの分布の標準偏差値の時間経過が表示され、
これらは各種症状変化に対してそれぞれ比較的大
きく変化し、しかも互に逆に変化するため、両者
を比較することにより、より正確に症状変化や各
種の進行状況を診断することができる。
従来において肝性脳症の昏睡度は下記の表に示
すように区分されていた。
The present invention relates to a biological information diagnostic device that processes brain waves of a living body to diagnose various functional disorders and abilities of the living body. Conventionally, brain waves are detected as electrical signals, the electrical signals are recorded on recording paper, and the recorded waveforms are visually observed.
It was used to diagnose brain tumors and other conditions.
Attempts are also being made to associate the recorded waveforms of brain waves with other biological information. Attempts have also been made to diagnose diseases and other biological information by processing electrical signals from brain waves. However, there was still no accurate diagnostic information available. Conventionally, only the detection of a single abnormality appearing in an electroencephalogram waveform or the detection of a difference between electroencephalograms detected from multiple parts of the head was considered. Therefore, even if the brain waves were abnormal, it could not be detected if they occurred regularly. When performing artificial kidney dialysis, in order to know how far the dialysis has progressed, conventionally, the weight of the person undergoing dialysis is measured, and the weight is calculated based on the amount of toxins released from the dialysis. It has been proposed to detect the end of dialysis from the decrease. However, this method requires accurate knowledge of normal body weight, but since normal body weight varies before and after urination, it is difficult to know the absolute value, so it is not possible to accurately detect the end of dialysis. . Furthermore, if dialysis is not performed correctly, water in the blood also leaks out, resulting in weight loss, and from this point of view as well, it is difficult to accurately know when dialysis has ended. In addition, in the past, blood was collected before and after dialysis and analyzed to measure various amounts of urea, creatylene, uric acid, etc., and based on that data and dialysis time, it was determined how much dialysis should be performed for the patient. I was trying to know. However, since obtaining such data requires time and date, it is not possible to know how far dialysis has progressed during dialysis. Therefore, it is necessary to estimate how much dialysis should be performed next based on data from multiple dialysis sessions, and if the patient's condition changes, it is not possible to accurately know when dialysis has ended. An object of the present invention is to provide a biological information diagnostic device that can detect even regular abnormalities in brain waves and can accurately diagnose biological functions and disorders. According to this invention, brain waves are extracted as a wave-like electrical signal corresponding to the waveform, and a value obtained by counting the number of times the electrical signal crosses a certain level (including zero crossings, the same shall apply hereinafter) for a certain period of time, and a constant value of the electrical brain wave signal The passage of time with respect to the standard deviation of the distribution of variations in the time intervals of level crossings is recorded and displayed as a graph on recording paper, displayed on a cathode ray tube display, or printed as numerical values on a printer. Based on this display, various functions and disorders of the living body are diagnosed. Furthermore, if necessary, the standard deviation of the dispersion distribution of peak values between constant level crossovers of the electroencephalogram electrical signal;
Standard deviation of signal area variation distribution between constant level crossovers of electric brain wave signals, standard deviation of amplitude rate density distribution (distribution of amplitude values) within a certain time of electric brain wave signals, standard deviation of power spectrum of electric brain wave signals, Furthermore, at least one parameter such as the average value of the count value, time interval, peak value, etc., or the difference between the highest and lowest values of each of these histograms is extracted, and the time course of the extracted parameter is displayed. Make it. Figures 1 and 2 each show experimental data in which the above parameters were measured during dialysis in different subjects undergoing artificial kidney dialysis. In both of these figures, curve K 1 shows the number of crossings of a certain level of electroencephalogram electrical signals within a certain period of time, and curve K 2 shows the standard deviation of the amplitude probability density distribution within a certain period of time.
K 3 is the standard deviation of the peak value dispersion distribution between constant level crossovers, curve K 4 is the standard deviation of the time interval dispersion distribution of constant level crossovers, and curve K 5 is the standard deviation of the area dispersion distribution between constant level crossovers. be. The horizontal axis represents the elapsed time, and the vertical axis represents the number N and standard deviation σ. Curve K 1 ,
K 2 and K 3 increase as dialysis progresses, and the curve
K4 decreases as dialysis progresses. From these trends, it is possible to know the progress of dialysis and the end of dialysis. That is, by storing at least one of these initial values and comparing the corresponding current data with the initial value, the dialysis status can be known. The reason why dialysis status and brain waves are related is that before dialysis, there are relatively many toxins in the blood, which enter the brain and affect brain function, causing large variations in brain wave waveforms, but as dialysis progresses This is thought to be due to the fact that toxins entering the brain decrease, brain activity becomes more active, and brain waves are generated more frequently, resulting in less variation in waveforms. Figure 3 shows the transition of electroencephalogram parameters when the dog's liver was removed, and curves K 1 to K 5 are the same as those in Figures 1 and 2.
Identical to the corresponding one in the figure. Partially block the portal vein at time t 1 , open it at time t 2 , block the inferior vena cava at time t 3 , completely block the portal vein at time t 4 , and remove the liver at time t 5 . , respectively indicate that the portal vein and inferior vena cava were opened at time t 6 .
The curve K 1 K 2 K 3 K 5 is decreasing with time and the curve K 4 is increasing with time. From these curves, it is possible to diagnose hepatitis, liver cirrhosis, fulminant hepatitis, and hepatic encephalopathy based on these, and also to know the progress status thereof. Furthermore, FIG. 4 shows the results of injecting aqueous ammonia through an intravenous drip to reduce kidney function, and recording the various parameters described above during the recovery process. t 0
Start ammonia water injection at 100c.c. at t 1 , 100c.c. at t 2
The time points at which injection of 200c.c., 300c.c. at t 3 , and 400c.c. at t 4 were completed are shown, respectively. Curves K 1 to K 5 are the same as in FIGS. 1 to 3, respectively. Kidney function decreases due to ammonia water injection, and curves K 1 , K 2 , and K 3 decrease accordingly, and curve K 4 rises, and as kidney function recovers after ammonia water injection is stopped. K 1 , K 2 , K 3 gradually increases, and K 4
is understood to be gradually decreasing. Kidney disorders and associated encephalopathy can be diagnosed from these curves. As understood from the above description and drawings, K 1
Since the changes between K 1 and K 4 are particularly large, and the changes are opposite to each other, correct diagnosis can be made by determining K 1 and K 4 . Next, an embodiment of the biological information diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Electrodes 2 are attached to a plurality of guiding points on the head 1, and these electrodes 2 are connected through connecting wires 3 and further connected to an electrode terminal plate 4.
It is connected to the switching device 5 for switching the induction point via. An electric brain wave signal (hereinafter simply referred to as a brain wave signal) from one induction point selected by the switch 5 is amplified by an amplifier 6. The configuration up to now is the same as that of a conventional electroencephalograph, and a conventional electroencephalograph generally has a
It is designed to extract 12 guiding points. When looking at simultaneity, it is sufficient to prepare a plurality of configurations including the amplifier 6 and below, and supply brain wave signals from different induction points to each of them. The output of the amplifier 6 is subjected to a wave generator 7 in which unnecessary components are removed. As the wave device 7, a combination of a low-pass wave device and a high-pass wave device, or a combination thereof or the like may be used, depending on the measurement state at that time. The output signal Vi of the wave generator 7 is sent to the sampling point detection circuit 8
and a mask signal detection circuit 9 for removing unnecessary signals, and a sampling command signal and a microphone command signal are respectively created. The electroencephalogram signal Vi is input to each signal processing section of a peak value detection circuit 11, a waveform duration detection circuit 12, a waveform area detection circuit 13, and a preamplifier 14 for amplitude probability density detection, and is subjected to signal processing according to each circuit. is done. At this time, these signal processing circuits 11 to 13
Gate circuits 15 to 17 provided at the next stage, and cumulative storage units 21 to 2 respectively continued therefrom.
A sampling command to 3 is issued at the same time. Sampling commands to the gate circuit 18 at the next stage of the preamplifier 14 and the data accumulation storage section 24 connected in cascade thereto are carried out by means of regular sampling commands from a pulse generator (not shown). An amplitude probability density distribution is measured. The data accumulation storage units 21 to 24 have a function of adding and accumulating analog input voltages in memories provided for each input voltage magnitude for each sampling command. The data stored in the data accumulation storage units 21 to 24 are further converted into analog values and recorded as a hard copy in the recorder 25, or are recorded on the display device 26.
The data is displayed on a cathode ray tube display device, and the data content is monitored. Furthermore, the data from these cumulative storage units 21 to 24 are input as digital values to a data processor 27, where data calculation processing described later is performed and a certain evaluation value is output. A control circuit 28 controls the data cumulative storage units 21 to 24, the recorder 25, the display device 26, the data processor 27, etc.
This is done by The number of zero level crossings of the electroencephalogram signal occurring within a predetermined time is counted by the crossing number counting circuit 151. In addition, the initial value of the standard deviation of the dispersion distribution of various data obtained by the data processor 27 and the initial value of the crossover number counting circuit 151 are stored in the initial value storage circuit 1.
52 respectively. Next, the details of each part in Fig. 5 will be explained, but since this device can be constructed using linear ICs and digital ICs, which are currently commercially available semiconductor integrated circuits, the explanations will be explained using logical formula names without any particular emphasis. do.
FIG. 6 shows a part of the sampling detection circuit 8 and the processing section, and shows the electroencephalogram signal input to the input terminal 29.
Vi is compared with a reference voltage from a variable voltage setter 31 by a comparator 32. This comparator 32 sets the variable voltage setter 31 so that the comparison is made at a level near the zero crossing of the signal Vi due to the nature of the signal. This setting is changed depending on the level of the electroencephalogram signal, and the zero crossing point of the signal is preferable, but the level is determined depending on the situation. Therefore, the output of the comparator 32 becomes a rectangular wave output Vob that changes from positive to negative and from negative to positive almost at each zero crossing point for the input electroencephalogram signal Vi shown in FIG. 11, and undergoes level conversion. It is supplied to the container 33.
At this time, if a DC component is added to the rectangular wave signal, this DC component must of course be cut off.
The rectangular wave signal Vob is level-converted to a TTL level by a converter 33 and is supplied to a delay circuit 34 and an exclusive OR circuit 35. Here, the TTL level rectangular wave corresponding to the input brain wave signal Vi is delayed by 1 to 2 μsec in the waveform delay circuit 34, and the exclusive OR of the delayed waveform and the waveform before the delay is performed in the circuit 35. The first falling point of the output signal of the exclusive OR circuit 35 is extracted by the waveform differentiating circuit 36 and used as a sampling command signal. This sampling command signal is also supplied to the crossover number counting circuit 151, and counting is repeated for a predetermined period of time. The output of the waveform delay circuit 34 is output from the TTL level by the waveform shaping circuit 37 of the waveform duration detection circuit 12.
It is converted to a square wave Vob with the polarity of . This signal is integrated by an integrating circuit 44 constituted by an integrating capacitor 42 and an operational amplifier 43 through resistors 39 and 41 in a signal zero shot circuit 38 which is cut off when the input electroencephalogram signal Vi is zero. On the other hand, the rising and falling points of the rectangular wave output from the waveform delay circuit 34 are detected by waveform differentiating circuits 45 and 46, respectively, and these detection signals drive a monostable multiviprator 48 through an OR circuit 47. A reset signal is applied to the FET switch 51 through the input terminal 49 for the operating time of the multi-biprator 48, which is turned on and the electric charge of the integrating capacitor 42 is discharged through the switch 51, and the integrating circuit 4
4 is reset. With this configuration, as shown in FIG. 11, the time from one zero-crossing point of the input electroencephalogram signal Vi to the next zero-crossing point is converted into a voltage VOB , which is obtained at the output terminal 52 of the integrating circuit 44. The input brain wave signal Vi from the terminal 29 is supplied to the amplifier 54 through the input terminal 53 of the waveform area detection circuit 13. The output of the amplifier 54 is integrated through the resistors 56 and 57 in the signal zero shot circuit 55 by an integrating circuit 61 composed of an integrating capacitor 58 and an operational amplifier 59. The integrated output V OC is output to terminal 62 (see FIG. 11). The integration circuit 61 is reset by inputting a reset signal from the reset input terminal 64 for the operating time of the monostable multivibrator 63 triggered by the output of the OR circuit 47 mentioned above, and turning on the FET switch 65 to perform the reset. It will be done. With this configuration, a signal V OC indicating the area value of the waveform from a zero crossing point to the next zero crossing point of the electroencephalogram waveform is obtained at the terminal 62. In Fig. 6, the signal zero shot circuit 3
Commands to 8 and 55 are sent to the mask signal detection circuit 9, which will be described later.
given by FET switch 66,6 at that time
7 is turned on, and through their FET switches, the connection point of resistors 39 and 41, resistor 5
The connection points 6 and 57 are each set to approximately zero potential. Next, the peak point detection circuit 11 will be explained with reference to FIG. The input brain wave signal Vi is supplied from the terminal 68 to each non-inverting input terminal of the operational amplifiers 69 and 71 for buffering, and the positive side of the input brain wave signal Vi is connected to the diode 72.
The capacitor 73 is charged through the capacitor 73. The voltage of this capacitor 73 is supplied through a buffer operational amplifier 74 to a non-inverting input terminal of a summing operational amplifier 75. On the other hand, the negative side of the signal Vi at the terminal 68 is supplied from the buffer operational amplifier 71 to the capacitor 77 through the diode 76 . The voltage charged in the capacitor 77 is supplied through the buffer FET 78 to the non-inverting input terminal of the summing operational amplifier 75 at the next stage.
In this way, the peaks of the respective polarities are charged and held in the capacitors 73 and 77 at each polarity switching point, that is, each zero crossing point, of the input signal Vi, and these are alternately sent to the output terminal 7 of the summing operational amplifier 75 as the output V OA .
Appears on the 9th. At this time, the reset is carried out by the output of the monostable multivibrator (not shown) triggered by the output of the OR circuit 47 in FIG. This is done by discharging the electric charge. With the above configuration, the peak voltage V OA of the voltage from the zero crossing point of the input signal Vi to the next zero crossing point is detected at the terminal 79 as shown in FIG. The preamplifier 14 for amplitude probability density detection is composed of an operational amplifier 83, for example, as shown in FIG. The mask signal detection circuit 9 outputs a signal to inhibit signal processing when the input signal Vi is extremely small or too large, and is configured, for example, as shown in FIG. 9. Input brain wave signal from terminal 84
Vi is a comparator 85 and a variable voltage setter 186
The comparator 85 outputs a constant positive voltage if Vi is larger. This comparator output is connected to a level converter (not shown).
After level conversion is performed, the rising edge is extracted by the differentiating circuit 86, and the monostable multivibrator 87 at the next stage is triggered by the output thereof. This monostable multiviprator 87 is a retrigger type,
If the time from one positive side of the waveform of the input signal Vi to the next positive side is shorter than the operation setting time of the monostable multivibrator 87, the output of the monostable multivibrator 87 will rise to a high level from the rising pulse input thereafter. Continues for the set time. This high level output turns on transistor switch 88, which short-circuits capacitor 89.
The comparator 91 compares the voltage of the capacitor 89 and the voltage obtained by dividing the power supply voltage V 1 by the variable resistor 90, and when the voltage of the capacitor 89 is higher, the output of the comparator 91 becomes zero level. . A connection point between the collector of the transistor switch 88 and the capacitor 89 is connected to a power supply through a variable resistor 92. If the input signal Vi remains zero for a period of time determined by the charging time determined by the variable resistor 92 and the capacitor 89 and the divided output voltage of the variable resistor 90, and no trigger is applied to the multivibrator 87. , comparator 91
The output of becomes zero level. The output of the gate circuit 93 to which the output is applied becomes a low level, and this low level prevents the sampling command signal from going to the next stage. The input signal Vi from the terminal 84 is compared with the reference voltage from the variable voltage setter 94 by a comparator 95, and when the signal Vi is greater than the voltage of the variable voltage setter 94, the output of the comparator 95 becomes a constant positive potential. The output of the comparator 95 is sent to the level converter 9
6, the voltage level is lowered and applied to the transistor switch 97, which is turned on, and the transistor switch 97 short-circuits the capacitor 98. The comparator 99 compares the divided voltage of the variable resistor 101 to which a constant voltage is applied and the voltage of the capacitor 98, and when the voltage of the capacitor 98 becomes higher than the former voltage, the comparator 99
9 outputs a high level, and when the voltage of the capacitor 98 is lower than the divided voltage of the variable resistor 101, it outputs a zero level. The capacitor 98 is connected to the power supply through the variable resistor 102.
Charging time constant of and capacitor 98 and variable resistor 1
If the input signal Vi continues to be extremely large for a period determined by the divided voltage of The output of the gate circuit 93 to which the output is applied becomes a low level, and the sampling command signal is blocked from passing to the next stage. By turning on the switch 103, a low level is applied to the gate circuit 93, forcing its output to a high level, and these signal masking operations can also be inhibited. Outputs V OA processed by the peak point detection circuit 11, waveform duration detection circuit 12, waveform area detection circuit 13, and preamplifier 14, which have already been described, respectively.
.about.V OD are classified and cumulatively stored in the data cumulative storage sections 21 to 24 shown in FIG. 5, respectively, according to the sampling command. These cumulative storage units 21 to 24 can have the same configuration, and a processed voltage, for example VOA , is input to the analog input terminal 105 as shown in FIG. When a sampling command input is input to the sampling command terminal 106, the pulse shift circuit 109 is driven through the gate 108 to which the output of the gate circuit 93 shown in FIG. A signal is sent from terminal B of the shift circuit 109 to the sample hold circuit 111,
The analog input V OA at terminal 105 is sampled and held. At this time, the pulse shift circuit 109 outputs a signal from its terminal C to the A/D converter 112, and the A/D converter 112 converts the output analog voltage of the sample hold circuit 111 in the previous stage into a digital voltage. The A/D converter 112 has an accuracy of 7 to 12 bits and is used for economic reasons, and in this embodiment, an 8-bit one is used. When the A/D converter 112 completes the conversion of the analog value into a digital value, the terminal ST of the A/D converter 112
A signal is output to the latch circuit 113, and the converted digital value is latched. The memory 1 uses this digital signal as an address through the address bus 124.
14a to 114c, select the memory,
The contents of the memory are latched in latch circuits 115a/115c by a command from terminal E of pulse shift circuit 109, and the outputs of these latch circuits 115a to 115c are input to adders 116a/116c.
The adders 116a to 116c are full adders, such as those manufactured by Texas Instruments.
7483 etc. is used, and the input terminal of the adder 116a
B 2 , B 3 , B 4 , and each input terminal B 1 to B 4 of the adders 116b and 116c are grounded, and the adder 11
By setting only the terminal B1 of 6a to a high level, only one bit is added to one of the addition inputs A1 to A4 . Next, the parallel 4-bit addition outputs of the adders 116a to 116c are sent to the reset gates 117a to 1.
17c respectively to the memories 114a to 114.
c. The memories 114a to 114c use, for example, three 4-bit x 256 2101 memories manufactured by Intel Corporation, and a 12-bit configuration is shown here. A write command to memories 114a to 114c is given from terminal D of pulse shift circuit 109. With the above configuration, an analog value is converted into a digital value for each sampling command, and the memories 114a to 114c have the digital value as an address.
is read out, 1 is added to its contents, and the memory 11 is stored again.
A writing operation is performed to 4a to 114c. Next, the contents written in the memories 114a to 114c are determined by the timing of the addition mentioned earlier and by the data processor 27.
(FIG. 5), the address generator 118 sequentially inputs addresses to the memory 1.
14a to 114c, the memory contents at this time are latched to latch circuits 119a to 119c and supplied to the next stage multiplier 121, and the output is output as an analog output to the terminal 123 through the D/A converter 122. The information is displayed on the recorder 25 and display device 26 shown in FIG. 5 for monitoring. The multiplier 121 can use a bit slicing method in combination with a channel selector IC. If the address switching speed of the address generator 118 is set to every 0.5 seconds or 1.0 seconds, the terminal 1
The analog output of the terminal 123 is used for the recorder 25, and if the switching speed is set to every 1 to 100 microseconds, the analog output of the terminal 123 is used for the display device 26. The address bus 124 for the memories 114a to 114c is a gate 125 of a tri-state IC.
When an address is given from the latch circuit 113 during addition through the data processor 27, the memory 114a is
When reading out the memories 114a to 114c, priority is determined by a combination of the AND circuit 126, the NAND circuits 127 and 128, and the inverter 129 so that the order of use is when the memories 114a to 114c are displayed on the display device 26.
114c switching operation is performed. The outputs of the latch circuits 119a to 119c are connected to the data bus 131 by a tri-state buffer circuit 13.
2 and used for reading by the data processor 27. The memories 114a to 114c may be directly connected to this data bus 131 through a tristate buffer circuit 132. In FIG. 10, if a low level is supplied to the mask signal input terminal 107 from the gate circuit 93 of FIG. 9, the sample command is prohibited from entering this data accumulation storage section. Next, to obtain the amplitude probability density distribution of the signal, that is, the distribution of amplitude values within a certain period of time, the input signal Vi is input to the analog input terminal 105 in FIG. 10 through the preamplifier 14 in FIGS. 5 and 8. be done. Periodic pulses are input from a separately provided pulse generator (not shown) to the sample command input terminal 106 in FIG. 10, for example, every 100 μsec or every 1 msec. For each sample command pulse input, the 11th
The input signal Vi shown in FIG. 11 is sampled as V OD in FIG. 11, and the sampled values are subjected to the processing described above to obtain amplitude probability density distributions in memories 114a-114c. The series of processing results explained above are illustrated in FIG. FIG. 12A is a distribution curve showing the amplitude probability density distribution obtained in the data cumulative storage unit 24, the number of samples N is 3000, the average is 135.8V, and the standard difference σ
was 31,312. Figure B is a curve showing the distribution of peak values between zero crossing points obtained in the cumulative storage unit 21, where N = 595, = 131.6V, σ = 35.1. This is an area value histogram between intersection points, N=595, =131.6Hz, σ=
10.3, and D in the figure is a time interval histogram of adjacent zero crossing points obtained in the cumulative storage unit 23, and N
= 595, = 132.4, σ = 10.3. These distributions were obtained in a relatively short period of time, those obtained over a relatively long period of time such as several hours, and those obtained at multiple induction points, that is, at each measurement point, and those obtained by stimulating the subject. From what was obtained for each brain wave at the time, for each,
Diagnosis is performed based on the pattern of the distribution curve, that is, the shape, the pattern of a certain singular point, the frequency, etc. Furthermore, evaluation based on the mean value and standard deviation σ of each distribution, or the difference between the highest and lowest values of the histogram, that is, the fluctuation range R, and evaluation based on σ and R of each singularity group within each distribution curve, that is, each population. ,
The singular point is extracted and compared with the initial value in the memory circuit 152, in other words, the time course of these various extracted parameters is known, and for example, as mentioned earlier, the progress state of artificial kidney dialysis, the disease state of nephritis or hepatitis, etc. can be diagnosed. Note that the standard deviation σ can be easily obtained from the various histograms shown in FIG. 12 in a short time using an electronic computer. The data processor 27 can have this function. At regular intervals, the standard deviation σ, the average value, the variation width R, and the number of level crossing points of the electroencephalogram signal are stored in a predetermined order in a plurality of registers 161, as shown in FIG. 13, for example. The data processor 27 controls the scanner 162 to read out the stored values in the register 161 from the oldest memory to the cathode ray tube display 163.
supplied to Therefore, the curves shown in FIGS. 1 to 4 are displayed on the display 163. You can also display the difference between the initial value and the current value, or divide the current value by the initial value and display it as a percentage. Based on these results, we can compare the results with similar patterns and data obtained for various previously known cancer conditions to determine whether the disease is normal, abnormal, or abnormal.
Furthermore, it is possible to determine the degree of the disease state. These operations can also be performed online by the data processor 27. In this way, the current electroencephalogram information, such as the left-right and front-back symmetry of the head, hypnotic waves, sound stimulation waves, optical stimulation waves, epileptic waves, brain waves in various medical conditions, and waveforms in unconscious states, can be statistically compared to normal people. Because comparative studies can be carried out faithfully, it is extremely effective, including in determining the course of disease progression. Furthermore, it is possible to know not only the direct damage to the brain itself, but also the names and conditions of diseases such as nephritis and hepatitis, as well as accurately detect the end of dialysis in an artificial kidney and test whether dialysis is required. In the above, the average value, standard deviation σ, fluctuation range R, etc. are obtained through the above calculation processing, and the elapsed time is recorded and displayed on an X-Y recorder, or not only displayed on a cathode ray tube display, but also printed as numerical values on a printer. It may also be displayed by printing it out as . In addition, in addition to the amplitude probability density distribution, peak point distribution, area distribution, etc., the analysis section obtains the power spectrum of the brain waves using a spectrum analyzer as described above. It can also be displayed to aid in diagnosis. As described above, according to the present invention, the count value of the number of level crossings of electrical signals of biological information within a predetermined time is displayed as a time passage, and the time passage of the standard deviation value of the distribution of level crossing interval lengths is displayed. displayed,
Each of these changes relatively significantly in response to various symptom changes, and they change inversely to each other, so by comparing the two, it is possible to more accurately diagnose symptom changes and various progress statuses. In the past, the degree of coma in hepatic encephalopathy was classified as shown in the table below.
【表】
医者は患者の肝性昏睡の症状を観察して何れの
区分に属するかを判断して対応処置を行つていた
が、その区分の判定に苦労している。前記レベル
交叉数値K1とレベル交叉間隔長さの分布の標準
偏差値K4を、多くの各種症状の患者について求
めた結果を第14図に示す。この対象患者のその
時の肝性昏睡度を前記表にもとずき求めると、第
14図は領域〜として分けることができる。
この第14図よりK1,K4を求めれば肝性昏睡度
を直ちに知ることができる。しかも例えばK1だ
けを求めた場合にその数が200より僅か上で肝性
昏睡度に均い状態と判定されるが、K4も求め
た場合は、K4が40に近く、肝性昏睡度に近い
状態と判定される場合がある。つまりK1,K4の
両者を求めて初めて正確に判定できる。[Table] Doctors used to observe the symptoms of hepatic coma in patients, determine which category the patient falls into, and take appropriate measures, but they are having difficulty determining the category. FIG. 14 shows the results of determining the level crossing value K 1 and the standard deviation value K 4 of the distribution of level crossing interval lengths for many patients with various symptoms. When the degree of hepatic coma of this target patient at that time is determined based on the above table, Fig. 14 can be divided into regions.
By calculating K 1 and K 4 from this Figure 14, the degree of hepatic coma can be immediately determined. Furthermore, for example, if only K 1 is calculated, the number is slightly above 200, and the condition is determined to be at a level of hepatic coma, but if K 4 is also calculated, K 4 is close to 40, and the condition is judged to be in a state of hepatic coma. In some cases, it may be determined that the condition is close to degree. In other words, accurate determination can only be made by finding both K 1 and K 4 .
第1図及び第2図はそれぞれ人工腎臓透析中に
おける脳波信号の各種パラメータの変化状態を示
す曲線図、第3図は肝臓摘出時の脳波信号の各種
パラメータの変化状態を示す曲線図、第4図はア
ンモニア水点滴時及びその停止後の脳波信号の各
種パラメータの変化状態を示す曲線図、第5図は
この発明による生体情報診断装置の一例を示すブ
ロツク図、第6図はサンプリング検出回路8、時
間間隔検出回路12及び面積検出回路13の例を
示すブロツク図、第7図はピーク検出回路の例を
示すブロツク図、第8図は前置増幅器14の一例
を示す接続図、第9図はマスク信号検出回路の例
を示す回路図、第10図はデータ累積記憶部の一
例を示すブロツク図、第11図は信号処理例を示
す波形図、第12図は得られた各種分布曲線を示
すグラフ、第13図は記憶表示手段の例を示すブ
ロツク図、第14図はK1,K4と肝性昏睡度との
関係を示すグラフである。
Figures 1 and 2 are curve diagrams showing changes in various parameters of the electroencephalogram signal during artificial kidney dialysis, Figure 3 is a curve diagram showing changes in various parameters of the electroencephalogram signal during liver removal, and Figure 4 is a curve diagram showing changes in various parameters of the electroencephalogram signal during liver removal. The figure is a curve diagram showing changes in various parameters of the electroencephalogram signal during ammonia water infusion and after it is stopped. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the biological information diagnostic device according to the present invention. FIG. 6 is a sampling detection circuit 8. , a block diagram showing an example of the time interval detection circuit 12 and the area detection circuit 13, FIG. 7 is a block diagram showing an example of the peak detection circuit, FIG. 8 is a connection diagram showing an example of the preamplifier 14, and FIG. is a circuit diagram showing an example of a mask signal detection circuit, FIG. 10 is a block diagram showing an example of a data accumulation storage section, FIG. 11 is a waveform diagram showing an example of signal processing, and FIG. 12 is a diagram showing various distribution curves obtained. FIG. 13 is a block diagram showing an example of the memory display means, and FIG. 14 is a graph showing the relationship between K 1 , K 4 and the degree of hepatic coma.
Claims (1)
検出された電気信号の所定時間内のレベル交叉数
を計数する手段と、上記電気信号の所定時間内の
レベル交叉間隔の長さの分布を得る手段と、その
得られたレベル交叉間隔長さの分布より標準偏差
値を算出する手段と、上記レベル交叉数及び上記
標準偏差値を一定時間ごとに繰返し求める手段
と、上記レベル交叉数及び上記標準偏差値の時間
経過を表示する手段とを具備する生体情報診断装
置。1. Means for detecting brain waves as electrical signals, means for counting the number of level crossings of the detected electrical signals within a predetermined time period, and means for obtaining a distribution of the length of level crossing intervals of the electrical signals within a predetermined time period. a means for calculating a standard deviation value from the distribution of the obtained level crossing interval length; a means for repeatedly calculating the number of level crossings and the standard deviation value at regular intervals; and a means for calculating the number of level crossings and the standard deviation. A biological information diagnostic device comprising means for displaying a value over time.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14696978A JPS5573238A (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | Living body information diagnosis device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14696978A JPS5573238A (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | Living body information diagnosis device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5573238A JPS5573238A (en) | 1980-06-02 |
| JPS6128335B2 true JPS6128335B2 (en) | 1986-06-30 |
Family
ID=15419665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14696978A Granted JPS5573238A (en) | 1978-11-27 | 1978-11-27 | Living body information diagnosis device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5573238A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61137540A (en) * | 1984-12-07 | 1986-06-25 | 近畿計測器株式会社 | Apparatus for fabricating and displaying frequency and amplitude distribution map of brain wave |
| JPH06327644A (en) * | 1993-05-18 | 1994-11-29 | Fukuda Denshi Co Ltd | ECG information analyzer |
| JPH08280645A (en) * | 1995-04-20 | 1996-10-29 | Tochigi Nippon Denki Kk | Method of diagnosing supraventricular extrasystole accompanying aberrant ventricular conduction |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50103191A (en) * | 1974-01-21 | 1975-08-14 | ||
| JPS5264182A (en) * | 1975-11-21 | 1977-05-27 | Tokyo Shibaura Electric Co | Device for recording living body state |
-
1978
- 1978-11-27 JP JP14696978A patent/JPS5573238A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5573238A (en) | 1980-06-02 |
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