JPS5967932A

JPS5967932A - 心電計の波形認識における原点の検出方法

Info

Publication number: JPS5967932A
Application number: JP57178100A
Authority: JP
Inventors: 修栗原; 石原　博海
Original assignee: Hagiwara Electric Co Ltd; Suzuken KK
Current assignee: Suzuken KK; Hagiwara Electric Holdings Co Ltd
Priority date: 1982-10-08
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1984-04-17
Also published as: JPH0230251B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、心臓病の検査に使用される心電図自動解析装
置のための、心電計のオン・ライン波形認識における原
点の検出方法に関する。

心電図自動解析装置においては、脚ブロック・房室ブロ
ック１度・ＷＰＷおよび心筋梗塞等の病名診断を行なう
ため、あらゆる波形認識の基本となる原点（ＱＲ３Ｉ！
Ｊ開始点）からの時間（間隔）・・・ＱＲ３！ｉ時間・
ＰＱ間隔および原点からのＱＲ３軸の最初の波までの間
隔等・・・を使用している。従って、原点を正確に求め
ることにより、前記脚ブロック・ＷＰＷ・房室ブロック
１度等の診断を正確に行なうことができる。

従来の心電図自動解析装置について、第１図および第３
図を参照し、以下説明する。

心電１図自動解析装置は、制御するためのプログラムを
記憶するＲＯＭ２と、用途に応じて変更し得るデータを
記憶するためのＲＡＭ３と、プログラムメモリとしての
前記ＲＯＭ２の内容に従って順次制御および演算を行な
うＣＰＵ１と、プログラムに応じて一定時間毎に割込み
信号を前記ｃｐＵ１に対して発する割込みタイマ４と、
前記ＣＰＵ１と外部回路とのインターフェイスを図る入
出力回路５とを有し、前記ＣＰＵＩ・ＲＯＭ２・ＲＡＭ
３・割込みタイマ４および入出力回路５とがそれぞれア
ドレスバス・データバスおよびコントロールバス等から
成るバス６により接続されている。また、入出力回路５
には、心電計１０からのアナログ信号をデジタル信号に
変換するためのＡ−Ｄ変換器７と、メソセージやデータ
を表示するためのＣＲＴ８と、コマンドやデータを入力
するためのキーボード９とが接続されている。

第１図の心電図自動解析装置の動作について、第２図の
システムプログラムを参照して以下説明する。

電源を投入することによりＲＯＭＺ内のプログラムは自
動的にスタート１０１を行ないステップ１０２に進む。

ステップ１０２では、ＣＲＴ８に質問事項（例えば、検
診者番号：■Ｄおよび年齢・日付・性別等）を表示し、
オペレータが前記質問事項に対しキーボード９からデー
タを入力すると、ステップ１０３に進む。ステップ１０
３では、心電計の計測時間をセントし、キーボード９の
スタートスイッチを操作することにより、心電計１０と
割込みタイマ４が作動し、ステップ１０４に進む。ステ
ップ１０４では、心電計１０の複数の出力が前記割込み
タイマ４に同期してサンプルホールドされ、その後順次
Ａ／Ｄ変換した値がＲＡＭ３にデータＤＡとして読込ま
れ、ステップ１０５に進む。ステップ１０５では、全誘
導のデータ取込みが終了すれば次のステップ１０６に進
む。

また、全誘導のデータ取込みが終了してなければステッ
プ１０３に進み、全誘導のデータを取込むまでステップ
１０３，１０４および１０５をループする。

ステップ１０６では、−誘導のデータ：ＤＡ毎に移動平
均法および分割平均法、荷重平均法等を用い、雑音の除
去を行なったデータ：ＤＢを得、そのデータを前記ＲＡ
Ｍ３に記憶し、ステップエ０７に進む。ステップ１０７
では、前記データ：ＤＢを一定しヘルにてスライスして
第３図に示したＱＲ３波のおおよその位置を確認した後
、このＱＲ３波の位置を基準にして予め定められた補正
可能な範囲を定めておき直線近似で基線の補整を行なっ
たデータ：ｆ（ｘ）を記憶した後、ステップｌＯ８へ進
む。基線の補正を行なったデータ：ｆ（ｘｌは、アドレ
スをＸとして第３図に示すようなグラフとして表わすこ
とができる。すなわち、アドレスＸのメモリにデータｆ
　（ｘｉを集録した集まりとなる。ステップ１０Ｂでは
、前記ＱＲ３波の位置から各パターンの大体の区分を検
出した後、詳細なパターンの検出を行ない、ステップエ
０９へ進む。

ステップ１０９では、ステップ１０８にて検出した波形
パターンの区分を利用し、これらの波形について、波高
値および波形幅、波形の形、時間間隔などを計測し、ス
テップ１１０に進む。ステップ１１０では、全誘導の計
測が終了していればステップ１１１に進み、また、全誘
導の計測が終了するまでステップエｏ６〜１１０をルー
プし全誘導の計測を終了するステップ１１１に進む。ス
テップ１１１では、前記計測結果を診断論理に用いて診
断結果を得、ステップエ１２に進む。ステップ１１２で
は、前記診断結果をＣＲＴ８およびプリンタエ１に出力
し、ステップ１１３に進みプロダラムは終了する。

ところで、従来原点の検出方法として、コロナ社より昭
和５１年５月１５日７版（新版）発行の「新版　電子計
算機ハンドブック」のページ４８４〜４８６に記載の「
心電図自動診断システム」の項で詳細に説明されている
。

その方式には、心電計のアナログ出力を比較器によりス
ライスして得られたＱＲ３波の位置から大体の区分を検
出し、さらに各波形の極性等を考慮して、各波形パター
ンの区分を正′シク識別する事が示されている。

第５図は、本発明の発明者が先に行っていた原点検出の
方法を示すフローチャートである。この原点検出方法は
検索点Ｘから比較点Ｃの差がある設定された誤差範囲内
に連続して５点の比較点がある場合、その検索点Ｘを原
点として検出する方法であり、以下、その詳細をプログ
ラムについて説明する。

商用周波数の２ｎ倍（但し、ｎ＝１．２．３・・・）の
号ンプリング周波数：Ｓとして２００１１ｚ（５ｍ５ｅ
ｃ）を用い、心電計１０の出力をＡ−Ｄ変換して入力さ
れたデータは、雑音の除去および基線の補正をして変換
されたデータｆ　ｆＸｌとなる。そのデータｆ　（ｘｌ
の一例が第４図に示されている。

第４図Ａは、正常なＱ　ＲＳ　ｆｉの心電波形例である
。また、第４図Ｂは、ＷＰＷの徴候を示したデルタ波を
有するＱ　ＲＳ　軸の心電波形例である。

パターン認識のプログラムにより、Ｒ波の最大値に応じ
て定まるスライス点にて比較して仮の原点を予め検出し
た後、第５図の原点検出プログラムを実行する。

ステップ２０１で原点検出プログラムは開始し、ステッ
プ２０２に進む。ステップ２０２では、■予め求められ
た仮の原点のアドレス番号（データ番号）をセントし、 ■仮の原点ｍよりｌ　Ｑ　ｍ５ｅｃもどった検索始点ｉ
（但し、ｉ＝ｍ−２）をセットし、 ■検索範囲を定めるため、検索始点ｉより１３０　ｍ５
ｅｃもどった検索終点ｎ（但し、ｎ＝１−２６）をセッ
トし、 ■検索点に対応したハードカウンタまたはソフトカウン
タよりなるアドレスカウンタＸを初期化するため検索始
点ｉをセントし、 ■検索点Ｘと比較点との点数Ｃに対応したハードカウン
タまたはソフトカウンタよりなるカウンタＣを初期化す
るために１をセットし、ステップ２０３に進む。ステッ
プ２０３では、検索点を示すアドレスカウンタＸの値（
この場合、ｘ＝ｉ）と最終検索点ｎの値との大小を判断
し、Ｘがｎよりも大きいか等しければステップ２０４に
進み、Ｘがｎよりも小さければステップ３００に進む。

ステップ２０４では、検索点Ｘと比較点との点数に対応
したカウンタＣの値と５とを比較し、カウンタＣの値が
５より小さいか等しければステップ２０５に進み、また
カウンタＣの値が５より大きければステップ２０９に進
む。

ステップ２０５では、Ｃを１から５の数としてＦｆＸ）
＝ｆ（Ｘ）−ｆ　（ｘ−Ｃ）　　・・１１）式の演算を
行ない、（１）式の演算結果Ｆ　（Ｘ）の絶対値と、ゆ
るやかなノイズおよびリップル等のノイズ除去により決
まる電圧範囲に対応したＡ−Ｄ変換器のデジット数：Ａ
（但し、この場合８ビツトのＡ−Ｄ変換器を使用してＡ
＝１）とを比較し、前記絶対値Ｉ　Ｆ　（Ｘｉ　Ｉが電
圧範囲に対応したＡデジット以内であればステップ２０
６に進み、また前記絶対値Ｉ　Ｆ　（Ｘｌ　１が前記電
圧範囲に対応したＡデジットより大きければステップ２
０７に進む。

ステップ２０６では、比較点を更新するため前記検索点
Ｘと比較点との点数に対応したカウンタＣに１を加算し
くこの時、Ｃは２に成り）、ステップ２０４にもどる。

この時、前記カウンタＣは２であるのでステップ２０４
からステップ２０５に進む。しかして、前記演算結果の
絶対値ＩＦ、（Ｘ１１が連続して５回前記電圧範囲に対
応したデジット数＝Ａ以内であれば、ステップ２０４・
２０５および２０６を５回ループし、前記カウンタＣの
値は６となる。従って、前記カウンタＣの値が５より大
きくなり、ステップ２０４からステップ２０９に進み、
アドレスＢのメモリまたはレジスタＢに前記検索点に対
応したアドレスカウンタＸの値が記憶され、ステップ２
１０に進み本プログラムは終了する。

また、ステップ２０７では前記カウンタを初期化するた
めに再度１にセントし、ステップ２０８に進む。ステッ
プ２０８では、アドレスカウンタＸを更新し次の検索点
に進めるため、前記カウンタＸから１減算しステップ２
０３に進む。この様にして、前記演算結果の絶対値ＩＦ
　（Ｘｉ　ｌが前記電圧範囲に対応したデジット数：Ａ
以内に５回連続して入らない場合には、ステップ２０３
・２０４・２０５・２０７・２０８・２０３のループま
たはステンブ２０３・２０４・　（２０５・２０６・２
０４）・２０５・２０７・２０８・２０３のループを通
り、前記検索点に対したカウンタＸの値より検索終点の
値ｎが太き（なり、ステップ２０３からステップ３００
に進む。ステップ３００では、原点が見付からなかった
事を表示するためのエラー表示をし、ステップ２１０に
進み本プログラムは終了する。

しかし、この方法では連続して前記（１）式の演算結果
の絶対値Ｉ　Ｆ　（Ｘｌ　ｌが誤差設定の前記電圧範囲
に対応したデジット数：Ａ以内の範囲を見付け、その時
の検索点を原点としている。そのため異常波形（第４図
Ｂ）の場合には、原点をまちがえてＰ波の頂点の所の最
、初を原点として誤検出してしまったり、原点を検出し
得ない欠点があった。また、前記比較器を使用してハー
ド的に見付ける場合にも、ノイズの多い場合や異常の波
形の場合には、スライス点の設定が難しく正確な原点の
検出を行なうことができなかった。

本発明の目的は、上記欠点を無くし正確な原点を検出す
るために、前記方法で検索不能な場合に検索終点の次の
点のスロープの方向から最初の変曲点を求め、その変曲
点を原点とする方法を追加して、ｗｐｗ・心筋梗塞等の
異常波形を示す時にも、正確な原点を検出可能な方法を
提供しようとするものである。

本発明の方法は、第５図のエラー表示３００の代りに、
検索終点の次の点のスロープの方向から最初の変曲点を
求めるルーチンを追加し、前記変曲点を原点として検出
することに特徴があり、以下実施例により説明する。

第６図は、第５図のエラー表示ステップ３００の代りに
変曲点検出ルーチンを付加してなる本発明の実施例を示
すフローチャートである。

すなわち、このフローチャートにおいて第５図のステッ
プ３００の代りにステップ３０１〜３０５が適用され、
かつステップ２０１における検索終点ｎの初期設定が検
索始点ｉより４Ｑｍｓｅｃ（この場合ｎが１−８）もど
った点にされている。

かくして、かかるフローチャートに示したプログラムを
実行し、ステップ２０３〜２０８にて原点を検出されな
かった場合には、前記検索点に対しだカウンタＸの値よ
り検索終点の値ｎが大きくなり、ステップ２０３からス
テップ３０１に進む。

ステップ３０１では、検索終点のスロープの方向が右上
りか左上りかを判別するため、検索終点ｎから一つ通り
過ぎたアドレスｎ−１のデータｆ（Ｘｌと前記アドレス
ｎ−１から二つ元にもどったアドレスｎ−３のデータｆ
（ｘ−２）とを比較し、データｆ　（Ｘｌがデータｆ（
ｘ−２）よりも大きければ右上りでステップ３０２に進
み、またデータｆ（Ｘ）がデータｆ（ｘ−２）よりも等
しいか小さければステップ３０４に進む。ここで精度良
くスロープの方向を見付けるには、ステップ３０１にお
ける比較点を多くしその差の和とすることによりノイズ
等の影響を少なくすることができる。

ステップ３０２では、アドレスカウンタＸを更新し次の
検索点に進めるために１減算し、ステップ３０３に進む
。ステップ３０３では左下りの変曲点を検出するため、
アドレスＸのデータｆ　（Ｘｌとアドレスｘ−１のデー
タｆ（ｘ−１）とを比較し、前記データｆ　（Ｘ）より
も前記データｆ（ｘ−１）が大きければ変曲点有りとし
てステップ２０９に進みその時のアドレスカウンタの値
ＸをレジスタＢまたはアドレスＢに記憶し本プログラム
は終了する。また、前記データｆ　（Ｘｌがデータｆ（
ｘ−１）に等しいか小さければ変曲点無しとして、ステ
ップ３０２にもどり、アドレスを更新し変曲点を見付け
るまでステップ３０２・３０３をループする。

ステップ３０４では、アドレスカウンタを更新するため
に１加算し、ステップ３０５に進む。ステップ３０５で
は、右下りの変曲点を検出するため、アドレスＸのデー
タｆ（×）とアドレスＸ＋１のデータｆ　　（ｘ＋１）
とを比較し、前記データｆ（×）よりも前記データｆ　
　（ｘ＋ｌ）が大きければ変曲点ありとして、ステップ
２０９に進みその時のアドレスカウンタの値Ｘをレジス
タＢに記憶し本プログラムは終了する。また、前記デー
タｆ　（Ｘｌが前記データｆ　　（ｘ＋１）に等しいか
小さければ変曲点無しとしてステップ３０４にもどり、
アドレスを更新、し変曲点を見付けるまでステップ３０
４・３０５をループする。

以上説明したように本発明は、第４図Ａのような正常な
波形については、検索点と５点の比較点との差が連続し
て設定された電圧範囲の中にある検索点を原点として検
出する方法を使用し、またＷＰＷ・心筋梗塞等により生
じる異常波形については、検索終点の次の点のスロープ
の方向から変曲点を原点として検出する方法を適用した
ことにより、従来の原点検出方法にて誤検出または検出
不能であった原点を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は心電図自動解析装置のブロック図である。第２
図は心電図自動解析装置のシステムプログラムである。第３図は基線補正を行なったデータｆ　（ｘ）をアドレ
スＸにより表した図である。第４図Ａは正常な心電波形
である。第４図Ｂは、ＷＰＷ・心筋梗塞等により生じる
界雷な波形である。第５図は本発明の発明者が先に行なっていた原点検出プ
ログラムを示すフローチャートである。第６図は本発明
の実施例で原点検出プログラムを示すフローチャートで
ある。符号の説明１・・・ＣＰＵ、２・・・ＲＯＭ、　３・・・ＲＡＭ、
４・・・割込みタイマ、５・・・入出力回路、７・・・
Ａ−Ｄ変換器、８・・・ＣＲＴ、９・・・キーボード、
１０・・・心電計、１１・・・プリンタ、ｍ・・・仮の
原点、ｉ・・・検索始点、ｎ・・・検索終点、Ｘ・・・
アドレスカウンタ、Ｃ・・・カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）心電計より取り込んだデータを雑音の除去及び基
線の補正をしてデータｆ　（Ｘ）を得、該データｆ　（
Ｘ）中に含まれるＲ波の最大値を検出し、該Ｒ波の最大
値に応じて定まるスライス点と前記データｆ（×）とを
比較して仮の原点を求め、該仮の原点から検索始点及び
検索終点を定め、これら検索始点と検索終点との間を順
次所定間隔にて基準となる検索点の位置を変えこれら各
基準検索点とそれに追随する所定数の前記データｆ　（
Ｘｌとの差が所定の電圧範囲内に連続して入ったときそ
の基準検索点を原点として検出する方法において、前記
原点を検出できないとき、前記検索終点における前記デ
ータｆ　（Ｘｌの傾きにより検索方向を定めて、該検索
方向の変曲点を求め、その変曲点を原点として検出する
ようにしたことを特徴とする心電計の波形認識における
原点の検出方法。
（２）前記各基準検索点とそれに追随する所定数の前記
データｆ　（Ｘｌとの差が前記電圧範囲内に入っている
か否かを下記（１）式により判別し、前記検索終点にお
ける前記データｆ　（Ｘｌの傾きを下記（２）式により
判別し、さらに前記データｆ　（Ｘｌの傾きが右上りの
場合には前記変曲点を下記（３）式により求め、前記デ
ータｆ（×）の傾きが左上りの場合には前記変曲点を下
記（４）式により求めるようにした特許請求の範囲第１
項に記載の心電計の波形認識における原点の検出方法。Ｉｆ（ｘｌ　　−ｆ　　（ｘ−Ｃ）ｌ≦Ａ・・・　（１
）ｆ（ｘ）　　＞　　ｆ　　（ｘ−２）　　　　　・・
・（２）ｆ（ｘ）　　　＜　　　　ｆ　　　（ｘ−１）
　　　　　　　　　−（３）ｆ（×）〈　ｆ（ｘｌ１）
　　　・・・　（４）但し、Ａは所定の電圧範囲、Ｃは
１・２・３・・・の整数、Ｘは検索点である。