自律神経機能評価装置およびプログラム
【課題】異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価する。
【解決手段】被測定者の心電データを心電図モニタにより測定し、測定された心電データに基づいて、心拍変動の高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦおよびＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を算出する。そして、算出されたこれらの値に基づいて、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））を算出し、算出された交感神経活動度指標と副神経活動度指標との関係を表示装置に対して２次元表示する。
【解決手段】被測定者の心電データを心電図モニタにより測定し、測定された心電データに基づいて、心拍変動の高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦおよびＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を算出する。そして、算出されたこれらの値に基づいて、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））を算出し、算出された交感神経活動度指標と副神経活動度指標との関係を表示装置に対して２次元表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律神経機能を評価するための自律神経機能評価装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会では、社会環境に基づく様々なストレスが増加している。そのため、近年、うつ病や自律神経失調症のような精神的な疾患を抱える患者の増加が大きな社会問題となっている。そして、このような精神的な疾患に陥ると、自律神経が正常に機能しなくなる機能障害が発生する。
【０００３】
そのため自律神経機能の状態を評価する方法が求められており、そのための方法として様々な方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、心拍のパターンを周波数解析することにより高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦを算出し、この低周波数成分／高周波成分比（ＬＦ／ＨＦ）を交感神経活動度指標とし、高周波成分ＨＦを副交感神経活動度指標として自律神経機能を評価することが開示されている。
【０００４】
上記の特許文献１にも開示されているように、一般的に、自律神経機能の状態を評価する際には、心拍のＲ−Ｒ間隔（Ｒ波と次のＲ波との間隔）を周波数解析することにより得られた高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦとに基づいた指標が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６１７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、周波数解析を行うことにより得られたＬＦやＨＦという値は、その値自体には意味がないため、その値の大きさのみで自律神経機能を評価することはできない。ある一定の時間範囲内での自律神経機能の変化を評価するような場合には、このＬＦやＨＦという値を用いることも可能であるが、異なる被測定者間や同一の被測定者の別時間での測定結果を比較することは困難である。例えば、ＡさんとＢさんの副交感神経の活動度を比較するというようなことや、Ａさんの副交感神経の活動度を午前中と夜で比較するようなことは困難である。
【０００７】
このような問題を解決するために、低周波成分ＬＦと高周波成分ＨＦの比ＬＦ／ＨＦを交感神経活動度の指標として使用することが行われている。このような比を用いれば、ＬＦやＨＦの絶対値に関係なく交感神経と副交感神経のどちらが優位な状態であるかという自律神経機能を評価することが可能となる。
【０００８】
しかし、このＬＦ／ＨＦを交感神経活動度の指標として用いた場合、この指標はあくまでも比でしかないため、副交感神経機能と交感神経機能の状態を正確に判定することができない場合がある。具体的には、ＬＦ／ＨＦの値が大きな値となった場合でも、この変化がＬＦの値が大きくなったことに起因するのか、ＨＦの値が小さくなったことに起因するのかを判定することはできない。
【０００９】
また、副交感神経活動度の状態を評価するためには依然として高周波成分ＨＦの値がそのまま指標として用いられている。そのため、副交感神経機能を絶対的な値として評価するような方法は提案されていない。
【００１０】
さらに、低周波成分ＬＦと高周波成分ＨＦの和を自律神経機能の総活動量（ＬＦ＋ＨＦ）として、この総活動量に占める高周波成分ＨＦの割合ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）を、副交感神経活動度を示す指標とする方法も存在する。しかし、このような指標もあくまでも割合で示される指標であるため、副交感神経の活動度を絶対的な値として表現するものではない。
【００１１】
また、心拍のＲ−Ｒ間隔の変動度合いを示すＣＶＲＲ（Coefficient of Variation of R-R intervals：心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を副交感神経の活動度を示す指標として使用する方法も存在するが、このＣＶＲＲが副交感神経の活動度を相関性を有するのは被測定者が安静時の場合という条件下に限定されるため、絶対的な評価の指標としては適していない。
【００１２】
このように、上述した従来技術では、自律神経機能を評価する際に、自律神経の状態、特に副交感神経の状態を的確に指標が存在しないため、異なる時間や異なる被測定者間で自律神経機能を適切に評価することができないという問題点があった。
【００１３】
本発明の目的は、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価することが可能な自律神経機能評価装置およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
［自律神経機能評価装置］
上記目的を達成するために、本発明の自律神経機能評価装置は、生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段とを備えている。
【００１５】
本発明によれば、心拍変動の低周波成分および高周波成分の値だけで副交感神経活動度指標を算出するのではなく、絶対的な評価が可能である値である心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をも用いて副交感神経活動度指標を算出するようにしているので、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の他の自律神経機能評価装置は、心電測定装置により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段とを備えている。
【００１７】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値に基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出し、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００２０】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００２１】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により副交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００２２】
[プログラム]
また、本発明のプログラムは、心電測定装置により生体の心電を測定するステップと、
測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させる。
【００２３】
また、本発明の他のプログラムは、心電測定装置により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、異なる時間や異なる被測定者間で自律神経機能においても自律神経機能を適切に評価することが可能になるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置におけるＬＦ・ＨＦ演算方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】ＬＦ・ＨＦ演算の際の心拍変動測定方法を示す図である。
【図５】ＬＦ・ＨＦ演算の際のスペクトル分析した一例を示す図である。
【図６】図１中の表示装置２２に示される表示の一例を示す図である。
【図７】図１中の表示装置２２に示される表示の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
本実施形態の自律神経機能評価装置は、図１に示されるように、被測定者の心電データを取得するための心電図モニタ１４と、制御装置１８と、記憶装置２０と、生体情報を表示するための表示装置２２と、周波数解析部２４と、ＣＶＲＲ（Coefficient of Variation of R-R intervals：心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）算出部２５と、自律神経活動度算出部２６とから構成されている。
【００２８】
心電図モニタ１４は、被測定者の例えば喉元にマイナス電極を、左脇腹にプラス電極を、右脇腹にボディアースをそれぞれ装着し、心臓の動きを電気信号として得て心電データとして記録する。
【００２９】
周波数解析部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦを求める。なお、ＬＦ・ＨＦの具体的な算出の方法は後述する。
【００３０】
ＣＶＲＲ算出部２５は、心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて、ＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を算出する。このＣＶＲＲの具体的な算出方法も後述する。
【００３１】
自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する。
【００３２】
具体的には、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により副交感神経活動度指標を算出する。
副交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
【００３３】
また、自律神経活動度算出部２６は、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により交感神経活動度指標を算出する。
交感神経活動度指標＝ＬＦ／ＨＦ
【００３４】
制御装置１８は、例えばコンピュータからなり、自律神経活動度算出部２６により得られた生体情報を処理し、この処理した情報を記憶装置２０に記憶し、あるいは表示装置２２に表示する。
【００３５】
具体的には、制御装置１８は、自律神経活動度算出部２６により算出された副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））と交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）との関係を表示装置２２に対して２次元表示する。
【００３６】
次に、本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を図２を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を示すフローチャートである。
【００３７】
先ず、図２を参照して本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を説明する。
【００３８】
まず初期設定として、検査が開始される前に、被測定者の氏名、年齢、ＩＤ番号、性別、既往歴（糖尿病、血管障害など）等の患者情報が制御装置１８に入力される（Ｓ２０１）。
【００３９】
そして、治療が開始されると、心電図モニタ１４により生体の心電データの測定が行われる（ステップＳ２０２）。すると、周波数解析部２４は、心拍変動の周波数解析を行うことにより、高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦを求めるＬＦ・ＨＦ演算を行う（ステップＳ２０３）。そして、ＣＶＲＲ算出部２５は、ＣＶＲＲ演算を行って、Ｒ−Ｒ間隔のばらつき度合いを示す指標であるＣＶＲＲを算出する（ステップＳ２０４）。そして、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、副交感神経活動度指標や交感神経活動度指標を算出する（ステップＳ２０５）。
【００４０】
そして、自律神経活動度算出部２６により算出された副交感神経活動度指標や交感神経活動度指標は、制御装置１８により記憶装置２０に格納されるとともに表示装置２２に２次元表示される（ステップＳ２０６）。
【００４１】
そして、検査を終了する旨の指示が行われたか否かの判定が行われ（ステップＳ２０７）、検査を終了する指示が行われるまでステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理が繰り返される。
【００４２】
次に、図２のステップＳ２０３に示したＬＦ・ＨＦ演算方法の詳細を図３〜図５に示す。
【００４３】
まずステップＳ３０１において、周波数解析部２４は、心電図モニタ１４から入力された心電データから心拍変動を算出する。この心拍変動の算出は、図４Ａ及びＢに示すように、Ｒ波と次のＲ波との間隔をとってＲ−Ｒ間隔を測定し、次に図４Ｃ及びＤに示すように、測定したＲ-Ｒ間隔データを後方のＲ波の時間的位置にプロットし、これを補間した後に、等間隔（図４Ｃの点線）で再サンプリングしたデータを作成することにより行う。次のステップＳ３０２においては、ステップＳ３０１で求めたデータに対してスペクトル分析（周波数変換）を行う。このステップＳ３０２でスペクトル分析した一例を図５に示す。次のステップＳ３０３においては、低周波成分ＬＦを求める。ここで、低周波成分ＬＦは、０．０４〜０．１５Ｈｚのパワースペクトル成分の積分値である。次のステップＳ３０４においては、高周波成分ＨＦを求める。ここで、高周波成分ＨＦは、０．１５〜０．４０Ｈｚのパワースペクトル成分の積分値である。
【００４４】
このようにして周波数解析部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データから、心拍変動の低周波成分ＬＦおよび高周波成分ＨＦを求める。
【００４５】
次に、図２のステップＳ２０４に示したＣＶＲＲ演算方法の詳細について説明する。
ＣＶＲＲとは、心拍変動のばらつき度合いを示す指標であり、図４Ａに示した心電波形におけるＲ−Ｒ間隔（心電波形のＲ波の頂点の間隔）のばらつき度合いを示す係数である。このＣＶＲＲは、具体的には、下記のような式により算出される。
ＣＶＲＲ＝Ｒ−Ｒ間隔標準偏差／Ｒ−Ｒ間隔平均×１００（％）
【００４６】
ここで、Ｒ−Ｒ間隔標準偏差とは、例えば、１分間という所定期間や１００拍というような心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の標準偏差である。また、Ｒ−Ｒ間隔平均とは、例えば、所定期間や心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の平均である。
【００４７】
ＣＶＲＲ算出部２５は、上記のような式に基づいて、心電図モニタ１４により測定された心電データからＣＶＲＲを算出する。
【００４８】
次に、本実施形態の自律神経機能評価装置における表示装置２２の表示の一例を図６に示す。
【００４９】
この図６に示した表示例では、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を縦軸とし、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））を横軸として自律神経機能が２次元表示されている。
【００５０】
通常、被測定者が安静状態である場合には、副交感神経が優位な状態となり、副交感神経活動度指標は比較的大きな値となり交感神経活動度指標は比較的小さな値となる。そして、被測定者に何等かの肉体的なストレスや精神的ストレスが加わると、交感神経が優位な状態となり、副交感神経活動度指標は比較的小さな値となり交感神経活動度指標は比較的大きな値となる。そのため、本実施形態の自律神経機能評価装置により被測定者の自律神経機能を評価しつつ被測定者に起立試験や深呼吸のような負荷を与えることにより、自律神経機能の切り替えが適切に行われるか否かを確認することができる。
【００５１】
つまり、起立試験等の負荷試験前後で副交感神経優位な状態から交感神経優位な状態に切り替えが行われている場合には、被測定者の自律神経機能は正常であると判定することができ、負荷試験前後で切り替えが適切に行われないような場合には、被測定者の自律神経機能に何等かの異常があるのではないかと判定することができる。
【００５２】
なお、本実施形態のように、副交感神経活動度指標として、ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値を用いることにより異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能をより適切に評価することが可能となる理由を以下に説明する。
【００５３】
上記でも説明したように、下記の式（１）により算出される。
ＣＶＲＲ＝ＳＤＲＲ（Ｒ−Ｒ間隔標準偏差）／Ｒ−Ｒ間隔平均・・・・・（１）
【００５４】
そして、このＳＤＲＲは、自律神経機能の全体的な活動量（トータルパワー）を示すＬＦ＋ＨＦの値に比例することが知られている。
つまり、ＳＤＲＲは下記の式（２）により示すことができる。ここで、αは比例係数である。
ＳＤＲＲ＝α×（ＬＦ＋ＨＦ） ・・・（２）
【００５５】
そのため、副交感神経活動度指標として用いているＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という式に、上記の式（１）、（２）を代入すると、下記のように変換される。
【数１】
【００５６】
この式を参照するとわかるように、ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値は、副交感神経活動度に相関するＨＦの値に比例していることがわかる。そして、副交感神経活動度の指標として単にＨＦの値を用いることなく、異なる被測定者間でも絶対的な値として比較可能な指標であるＣＶＲＲをＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）に積算することにより、絶対的な値として評価できない自律神経機能のトータルパワー（ＬＦ＋ＨＦ）成分が消去されていることがわかる。
【００５７】
このように、心拍変動の時間解析結果であるＣＶＲＲと周波数解析結果であるＬＦ・ＨＦの値を組み合わせて副交感神経活動度指標を算出することにより、異なる人間の測定結果の比較や、同一人間の異なる時刻での測定結果の比較が可能な絶対的な指標として表現することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の自律神経機能評価装置では、交感神経活動度指標として、ＬＦ／ＨＦという値を用いている場合について説明しているが、副交感神経活動度指標と同様にＣＶＲＲを用いて交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。つまり、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００５９】
具体的には、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
【００６０】
このようにして算出された交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））と、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））により自律神経機能の２次元表示を行った場合の表示例を図７に示す。図７に示した表示例では、縦軸の交感神経活動度指標がＬＦ／ＨＦからＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）に置き替えられている。
【００６１】
このように交感神経活動度指標として、ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値を用いることにより、上記でも説明したのと同様な理由により、交感神経活動度指標の絶対的な評価が可能となり、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能をより適切に評価することが可能となる。
【００６２】
さらに、上記の実施形態では、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標の２次元表示を行うことにより自律神経機能を評価しているが、副交感神経活動度指標単独や交感神経活動度指標単独でも自律神経機能の評価を行うことが可能である。
【００６３】
例えば、同一被測定者の副交感神経活動度指標または交感神経活動度指標を定期的に測定してその推移を調べることにより、その被測定者の自律神経機能の経時変化を把握することが可能となる。また、午前、午後、夜のように１日における自律神経機能の変化を把握するようなことも可能となる。
【００６４】
さらに、複数の被測定者の副交感神経活動度指標または交感神経活動度指標を測定して、被測定者間でその値を比較することにより、他の人とは自律神経機能の働きが異なる被測定者を特定するようなことが可能となる。また、多くの測定結果に基づいて標準値または標準範囲を設け、この標準値や標準範囲と測定値を比較することにより自律神経機能を評価を行うことも可能となる。
【００６５】
なお、本発明は、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するための式として、上記で示した式を用いるものに限定されるものではない。ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて算出を行う他の式により副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００６６】
例えば、下記のような式により副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するようにしても同様の効果を得ることが可能である。
副交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ2×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ2×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
【００６７】
[変形例]
なお、上記の実施形態では、心電図モニタ１４を有し、この心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて交感神経活動度指標や副交感神経活動度指標の算出を行っているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。心電図モニタ１４を設けることなく、外部からの心電データを受け付ける受付手段を設け、この受付手段により受け付けた心電データに基づいて交感神経活動度指標や副交感神経活動度指標の算出を行うような構成とすることもできる。このような構成とすることにより、自律神経機能評価装置には心電図モニタ１４のような心電測定手段を設ける必要がなくなる。
【符号の説明】
【００６８】
１４ 心電図モニタ
１８ 制御装置
２０ 記憶装置
２２ 表示装置
２４ 周波数解析部
２５ ＣＶＲＲ算出部
２６ 自律神経活動度算出部
Ｓ２０１〜Ｓ２０７ ステップ
Ｓ３０１〜Ｓ３０４ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律神経機能を評価するための自律神経機能評価装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代社会では、社会環境に基づく様々なストレスが増加している。そのため、近年、うつ病や自律神経失調症のような精神的な疾患を抱える患者の増加が大きな社会問題となっている。そして、このような精神的な疾患に陥ると、自律神経が正常に機能しなくなる機能障害が発生する。
【０００３】
そのため自律神経機能の状態を評価する方法が求められており、そのための方法として様々な方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１には、心拍のパターンを周波数解析することにより高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦを算出し、この低周波数成分／高周波成分比（ＬＦ／ＨＦ）を交感神経活動度指標とし、高周波成分ＨＦを副交感神経活動度指標として自律神経機能を評価することが開示されている。
【０００４】
上記の特許文献１にも開示されているように、一般的に、自律神経機能の状態を評価する際には、心拍のＲ−Ｒ間隔（Ｒ波と次のＲ波との間隔）を周波数解析することにより得られた高周波成分ＨＦと低周波成分ＬＦとに基づいた指標が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６１７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、周波数解析を行うことにより得られたＬＦやＨＦという値は、その値自体には意味がないため、その値の大きさのみで自律神経機能を評価することはできない。ある一定の時間範囲内での自律神経機能の変化を評価するような場合には、このＬＦやＨＦという値を用いることも可能であるが、異なる被測定者間や同一の被測定者の別時間での測定結果を比較することは困難である。例えば、ＡさんとＢさんの副交感神経の活動度を比較するというようなことや、Ａさんの副交感神経の活動度を午前中と夜で比較するようなことは困難である。
【０００７】
このような問題を解決するために、低周波成分ＬＦと高周波成分ＨＦの比ＬＦ／ＨＦを交感神経活動度の指標として使用することが行われている。このような比を用いれば、ＬＦやＨＦの絶対値に関係なく交感神経と副交感神経のどちらが優位な状態であるかという自律神経機能を評価することが可能となる。
【０００８】
しかし、このＬＦ／ＨＦを交感神経活動度の指標として用いた場合、この指標はあくまでも比でしかないため、副交感神経機能と交感神経機能の状態を正確に判定することができない場合がある。具体的には、ＬＦ／ＨＦの値が大きな値となった場合でも、この変化がＬＦの値が大きくなったことに起因するのか、ＨＦの値が小さくなったことに起因するのかを判定することはできない。
【０００９】
また、副交感神経活動度の状態を評価するためには依然として高周波成分ＨＦの値がそのまま指標として用いられている。そのため、副交感神経機能を絶対的な値として評価するような方法は提案されていない。
【００１０】
さらに、低周波成分ＬＦと高周波成分ＨＦの和を自律神経機能の総活動量（ＬＦ＋ＨＦ）として、この総活動量に占める高周波成分ＨＦの割合ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）を、副交感神経活動度を示す指標とする方法も存在する。しかし、このような指標もあくまでも割合で示される指標であるため、副交感神経の活動度を絶対的な値として表現するものではない。
【００１１】
また、心拍のＲ−Ｒ間隔の変動度合いを示すＣＶＲＲ（Coefficient of Variation of R-R intervals：心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を副交感神経の活動度を示す指標として使用する方法も存在するが、このＣＶＲＲが副交感神経の活動度を相関性を有するのは被測定者が安静時の場合という条件下に限定されるため、絶対的な評価の指標としては適していない。
【００１２】
このように、上述した従来技術では、自律神経機能を評価する際に、自律神経の状態、特に副交感神経の状態を的確に指標が存在しないため、異なる時間や異なる被測定者間で自律神経機能を適切に評価することができないという問題点があった。
【００１３】
本発明の目的は、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価することが可能な自律神経機能評価装置およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
［自律神経機能評価装置］
上記目的を達成するために、本発明の自律神経機能評価装置は、生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段とを備えている。
【００１５】
本発明によれば、心拍変動の低周波成分および高周波成分の値だけで副交感神経活動度指標を算出するのではなく、絶対的な評価が可能である値である心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をも用いて副交感神経活動度指標を算出するようにしているので、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能を適切に評価することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の他の自律神経機能評価装置は、心電測定装置により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段とを備えている。
【００１７】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値に基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出し、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００１８】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００１９】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えるようにしてもよい。
【００２０】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００２１】
さらに、本発明の他の自律神経機能評価装置では、前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により副交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００２２】
[プログラム]
また、本発明のプログラムは、心電測定装置により生体の心電を測定するステップと、
測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させる。
【００２３】
また、本発明の他のプログラムは、心電測定装置により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、異なる時間や異なる被測定者間で自律神経機能においても自律神経機能を適切に評価することが可能になるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置におけるＬＦ・ＨＦ演算方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】ＬＦ・ＨＦ演算の際の心拍変動測定方法を示す図である。
【図５】ＬＦ・ＨＦ演算の際のスペクトル分析した一例を示す図である。
【図６】図１中の表示装置２２に示される表示の一例を示す図である。
【図７】図１中の表示装置２２に示される表示の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態の自律神経機能評価装置の構成を示すブロック図である。
【００２７】
本実施形態の自律神経機能評価装置は、図１に示されるように、被測定者の心電データを取得するための心電図モニタ１４と、制御装置１８と、記憶装置２０と、生体情報を表示するための表示装置２２と、周波数解析部２４と、ＣＶＲＲ（Coefficient of Variation of R-R intervals：心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）算出部２５と、自律神経活動度算出部２６とから構成されている。
【００２８】
心電図モニタ１４は、被測定者の例えば喉元にマイナス電極を、左脇腹にプラス電極を、右脇腹にボディアースをそれぞれ装着し、心臓の動きを電気信号として得て心電データとして記録する。
【００２９】
周波数解析部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦを求める。なお、ＬＦ・ＨＦの具体的な算出の方法は後述する。
【００３０】
ＣＶＲＲ算出部２５は、心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて、ＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）を算出する。このＣＶＲＲの具体的な算出方法も後述する。
【００３１】
自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する。
【００３２】
具体的には、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により副交感神経活動度指標を算出する。
副交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
【００３３】
また、自律神経活動度算出部２６は、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により交感神経活動度指標を算出する。
交感神経活動度指標＝ＬＦ／ＨＦ
【００３４】
制御装置１８は、例えばコンピュータからなり、自律神経活動度算出部２６により得られた生体情報を処理し、この処理した情報を記憶装置２０に記憶し、あるいは表示装置２２に表示する。
【００３５】
具体的には、制御装置１８は、自律神経活動度算出部２６により算出された副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））と交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）との関係を表示装置２２に対して２次元表示する。
【００３６】
次に、本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を図２を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を示すフローチャートである。
【００３７】
先ず、図２を参照して本実施形態の自律神経機能評価装置の動作を説明する。
【００３８】
まず初期設定として、検査が開始される前に、被測定者の氏名、年齢、ＩＤ番号、性別、既往歴（糖尿病、血管障害など）等の患者情報が制御装置１８に入力される（Ｓ２０１）。
【００３９】
そして、治療が開始されると、心電図モニタ１４により生体の心電データの測定が行われる（ステップＳ２０２）。すると、周波数解析部２４は、心拍変動の周波数解析を行うことにより、高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦを求めるＬＦ・ＨＦ演算を行う（ステップＳ２０３）。そして、ＣＶＲＲ算出部２５は、ＣＶＲＲ演算を行って、Ｒ−Ｒ間隔のばらつき度合いを示す指標であるＣＶＲＲを算出する（ステップＳ２０４）。そして、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、副交感神経活動度指標や交感神経活動度指標を算出する（ステップＳ２０５）。
【００４０】
そして、自律神経活動度算出部２６により算出された副交感神経活動度指標や交感神経活動度指標は、制御装置１８により記憶装置２０に格納されるとともに表示装置２２に２次元表示される（ステップＳ２０６）。
【００４１】
そして、検査を終了する旨の指示が行われたか否かの判定が行われ（ステップＳ２０７）、検査を終了する指示が行われるまでステップＳ２０２〜Ｓ２０６の処理が繰り返される。
【００４２】
次に、図２のステップＳ２０３に示したＬＦ・ＨＦ演算方法の詳細を図３〜図５に示す。
【００４３】
まずステップＳ３０１において、周波数解析部２４は、心電図モニタ１４から入力された心電データから心拍変動を算出する。この心拍変動の算出は、図４Ａ及びＢに示すように、Ｒ波と次のＲ波との間隔をとってＲ−Ｒ間隔を測定し、次に図４Ｃ及びＤに示すように、測定したＲ-Ｒ間隔データを後方のＲ波の時間的位置にプロットし、これを補間した後に、等間隔（図４Ｃの点線）で再サンプリングしたデータを作成することにより行う。次のステップＳ３０２においては、ステップＳ３０１で求めたデータに対してスペクトル分析（周波数変換）を行う。このステップＳ３０２でスペクトル分析した一例を図５に示す。次のステップＳ３０３においては、低周波成分ＬＦを求める。ここで、低周波成分ＬＦは、０．０４〜０．１５Ｈｚのパワースペクトル成分の積分値である。次のステップＳ３０４においては、高周波成分ＨＦを求める。ここで、高周波成分ＨＦは、０．１５〜０．４０Ｈｚのパワースペクトル成分の積分値である。
【００４４】
このようにして周波数解析部２４は、心電図モニタ１４により測定された心電データから、心拍変動の低周波成分ＬＦおよび高周波成分ＨＦを求める。
【００４５】
次に、図２のステップＳ２０４に示したＣＶＲＲ演算方法の詳細について説明する。
ＣＶＲＲとは、心拍変動のばらつき度合いを示す指標であり、図４Ａに示した心電波形におけるＲ−Ｒ間隔（心電波形のＲ波の頂点の間隔）のばらつき度合いを示す係数である。このＣＶＲＲは、具体的には、下記のような式により算出される。
ＣＶＲＲ＝Ｒ−Ｒ間隔標準偏差／Ｒ−Ｒ間隔平均×１００（％）
【００４６】
ここで、Ｒ−Ｒ間隔標準偏差とは、例えば、１分間という所定期間や１００拍というような心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の標準偏差である。また、Ｒ−Ｒ間隔平均とは、例えば、所定期間や心拍の所定回数におけるＲ−Ｒ間隔の平均である。
【００４７】
ＣＶＲＲ算出部２５は、上記のような式に基づいて、心電図モニタ１４により測定された心電データからＣＶＲＲを算出する。
【００４８】
次に、本実施形態の自律神経機能評価装置における表示装置２２の表示の一例を図６に示す。
【００４９】
この図６に示した表示例では、交感神経活動度指標（ＬＦ／ＨＦ）を縦軸とし、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））を横軸として自律神経機能が２次元表示されている。
【００５０】
通常、被測定者が安静状態である場合には、副交感神経が優位な状態となり、副交感神経活動度指標は比較的大きな値となり交感神経活動度指標は比較的小さな値となる。そして、被測定者に何等かの肉体的なストレスや精神的ストレスが加わると、交感神経が優位な状態となり、副交感神経活動度指標は比較的小さな値となり交感神経活動度指標は比較的大きな値となる。そのため、本実施形態の自律神経機能評価装置により被測定者の自律神経機能を評価しつつ被測定者に起立試験や深呼吸のような負荷を与えることにより、自律神経機能の切り替えが適切に行われるか否かを確認することができる。
【００５１】
つまり、起立試験等の負荷試験前後で副交感神経優位な状態から交感神経優位な状態に切り替えが行われている場合には、被測定者の自律神経機能は正常であると判定することができ、負荷試験前後で切り替えが適切に行われないような場合には、被測定者の自律神経機能に何等かの異常があるのではないかと判定することができる。
【００５２】
なお、本実施形態のように、副交感神経活動度指標として、ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値を用いることにより異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能をより適切に評価することが可能となる理由を以下に説明する。
【００５３】
上記でも説明したように、下記の式（１）により算出される。
ＣＶＲＲ＝ＳＤＲＲ（Ｒ−Ｒ間隔標準偏差）／Ｒ−Ｒ間隔平均・・・・・（１）
【００５４】
そして、このＳＤＲＲは、自律神経機能の全体的な活動量（トータルパワー）を示すＬＦ＋ＨＦの値に比例することが知られている。
つまり、ＳＤＲＲは下記の式（２）により示すことができる。ここで、αは比例係数である。
ＳＤＲＲ＝α×（ＬＦ＋ＨＦ） ・・・（２）
【００５５】
そのため、副交感神経活動度指標として用いているＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という式に、上記の式（１）、（２）を代入すると、下記のように変換される。
【数１】
【００５６】
この式を参照するとわかるように、ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値は、副交感神経活動度に相関するＨＦの値に比例していることがわかる。そして、副交感神経活動度の指標として単にＨＦの値を用いることなく、異なる被測定者間でも絶対的な値として比較可能な指標であるＣＶＲＲをＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）に積算することにより、絶対的な値として評価できない自律神経機能のトータルパワー（ＬＦ＋ＨＦ）成分が消去されていることがわかる。
【００５７】
このように、心拍変動の時間解析結果であるＣＶＲＲと周波数解析結果であるＬＦ・ＨＦの値を組み合わせて副交感神経活動度指標を算出することにより、異なる人間の測定結果の比較や、同一人間の異なる時刻での測定結果の比較が可能な絶対的な指標として表現することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の自律神経機能評価装置では、交感神経活動度指標として、ＬＦ／ＨＦという値を用いている場合について説明しているが、副交感神経活動度指標と同様にＣＶＲＲを用いて交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。つまり、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２４により求められた高周波成分ＨＦ、低周波成分ＬＦの値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００５９】
具体的には、自律神経活動度算出部２６は、ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲ（心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数）、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて、下記の式により交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
【００６０】
このようにして算出された交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））と、副交感神経活動度指標（ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ））により自律神経機能の２次元表示を行った場合の表示例を図７に示す。図７に示した表示例では、縦軸の交感神経活動度指標がＬＦ／ＨＦからＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）に置き替えられている。
【００６１】
このように交感神経活動度指標として、ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）という値を用いることにより、上記でも説明したのと同様な理由により、交感神経活動度指標の絶対的な評価が可能となり、異なる時間や異なる被測定者間においても自律神経機能をより適切に評価することが可能となる。
【００６２】
さらに、上記の実施形態では、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標の２次元表示を行うことにより自律神経機能を評価しているが、副交感神経活動度指標単独や交感神経活動度指標単独でも自律神経機能の評価を行うことが可能である。
【００６３】
例えば、同一被測定者の副交感神経活動度指標または交感神経活動度指標を定期的に測定してその推移を調べることにより、その被測定者の自律神経機能の経時変化を把握することが可能となる。また、午前、午後、夜のように１日における自律神経機能の変化を把握するようなことも可能となる。
【００６４】
さらに、複数の被測定者の副交感神経活動度指標または交感神経活動度指標を測定して、被測定者間でその値を比較することにより、他の人とは自律神経機能の働きが異なる被測定者を特定するようなことが可能となる。また、多くの測定結果に基づいて標準値または標準範囲を設け、この標準値や標準範囲と測定値を比較することにより自律神経機能を評価を行うことも可能となる。
【００６５】
なお、本発明は、副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するための式として、上記で示した式を用いるものに限定されるものではない。ＣＶＲＲ算出部２５により算出されたＣＶＲＲと、周波数解析部２５により求められた低周波成分ＬＦ、高周波成分ＨＦを用いて算出を行う他の式により副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するようにしてもよい。
【００６６】
例えば、下記のような式により副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標を算出するようにしても同様の効果を得ることが可能である。
副交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ2×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
交感神経活動度指標＝ＣＶＲＲ2×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
【００６７】
[変形例]
なお、上記の実施形態では、心電図モニタ１４を有し、この心電図モニタ１４により測定された心電データに基づいて交感神経活動度指標や副交感神経活動度指標の算出を行っているが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。心電図モニタ１４を設けることなく、外部からの心電データを受け付ける受付手段を設け、この受付手段により受け付けた心電データに基づいて交感神経活動度指標や副交感神経活動度指標の算出を行うような構成とすることもできる。このような構成とすることにより、自律神経機能評価装置には心電図モニタ１４のような心電測定手段を設ける必要がなくなる。
【符号の説明】
【００６８】
１４ 心電図モニタ
１８ 制御装置
２０ 記憶装置
２２ 表示装置
２４ 周波数解析部
２５ ＣＶＲＲ算出部
２６ 自律神経活動度算出部
Ｓ２０１〜Ｓ２０７ ステップ
Ｓ３０１〜Ｓ３０４ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
を備えた自律神経機能評価装置。
【請求項２】
心電測定装置により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
を備えた自律神経機能評価装置。
【請求項３】
前記自律神経活動度算出手段は、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値に基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出し、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えた請求項１または２記載の自律神経機能評価装置。
【請求項４】
前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出する請求項１または２記載の自律神経機能評価装置。
【請求項５】
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えた請求項４記載の自律神経機能評価装置。
【請求項６】
前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により交感神経活動度指標を算出する請求項４または５記載の自律神経機能評価装置。
【請求項７】
前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により副交感神経活動度指標を算出する請求項１から６のいずれか１項記載の自律神経機能評価装置。
【請求項８】
心電測定装置により生体の心電を測定するステップと、
測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
心電測定装置により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１】
生体の心電を測定する心電測定手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
を備えた自律神経機能評価装置。
【請求項２】
心電測定装置により測定された心電データを受け付ける受付手段と、
前記受付手段により受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求める周波数解析手段と、
前記心電測定手段により測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するＣＶＲＲ算出手段と、
前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出する自律神経活動度算出手段と、
を備えた自律神経機能評価装置。
【請求項３】
前記自律神経活動度算出手段は、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値に基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出し、
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えた請求項１または２記載の自律神経機能評価装置。
【請求項４】
前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、前記周波数解析手段により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、交感神経の活動度合いを示す交感神経活動度指標を算出する請求項１または２記載の自律神経機能評価装置。
【請求項５】
生体情報を表示するための表示手段と、
前記自律神経活動度算出手段により算出された副交感神経活動度指標と交感神経活動度指標との関係を２次元表示するよう前記表示手段を制御する制御手段とをさらに備えた請求項４記載の自律神経機能評価装置。
【請求項６】
前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＬＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により交感神経活動度指標を算出する請求項４または５記載の自律神経機能評価装置。
【請求項７】
前記自律神経活動度算出手段は、前記ＣＶＲＲ算出手段により算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数をＣＶＲＲとし、前記周波数解析手段により求められた低周波成分をＬＦ、高周波成分をＨＦとした場合、
ＣＶＲＲ×ＨＦ／（ＬＦ＋ＨＦ）
という式により副交感神経活動度指標を算出する請求項１から６のいずれか１項記載の自律神経機能評価装置。
【請求項８】
心電測定装置により生体の心電を測定するステップと、
測定された心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
心電測定装置により測定された心電データを受け付けるステップと、
受け付けられた心電データに基づいて心拍変動の周波数解析を行うことにより、低周波成分および高周波成分を求めるステップと、
測定された心電データに基づいて、心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数を算出するステップと、
算出された心電図Ｒ−Ｒ間隔変動係数と、周波数解析により求められた低周波成分および高周波成分の値とに基づいて、副交感神経の活動度合いを示す副交感神経活動度指標を算出するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１２０６１８（Ｐ２０１１−１２０６１８Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７８２１２（Ｐ２００９−２７８２１２）
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【特許番号】特許第４４８７０１５号（Ｐ４４８７０１５）
【特許公報発行日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（５０４２５４９９８）株式会社クロスウェル (37)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月８日（２００９．１２．８）
【特許番号】特許第４４８７０１５号（Ｐ４４８７０１５）
【特許公報発行日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（５０４２５４９９８）株式会社クロスウェル (37)
【Ｆターム（参考）】
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