自律神経活動を評価するための心電図ＰＲＩ変動解析システム

• 担当機関: 畜産試験場
• 研究期間: 1997～1997
• 発行年度: 1997
• 要約: 心電計より得られる心電図を取り込みながら、その場でＲＲＩ（Ｒ－Ｒ時間間隔）変動を解析するシステムを開発した。本装置は、携帯型パーソナルコンピュータとカード型ＡＤコンバータで構成されており可搬性が高く、ＲＲＩにより自律神経活動を評価する手法の開発に有効である。
• 背景・ねらい: 恐怖等でストレスを感じると心臓の鼓動が速くなる。このように、自律神経活動は心電図のＲＲＩ（Ｒ－Ｒ時間間隔）の変動として現れることから、これをストレス評価に適用できる可能性がある。しかし、その解析は煩雑であり適用事例が少なく評価法が確立されていない。そこで、ＲＲＩ変動を迅速に解析するシステムを開発して、心拍変動により牛のストレスを解析・評価する手法の開発へ資する。

成果の内容・特徴

1. 開発したシステム（図1）では、小型テレメータ等から得られる心電図をＡＤコンバータを介してパーソナルコンピュータに取り込み、ほぼリアルタイムでＲＲＩ変動の解析を行う。解析項目は、①ＲＲＩの標準偏差、②交感神経活動を推測するための低周波帯域(ＬＦ)のパワースペクトル密度、③副交感神経活動を推測するための高周波帯域(ＨＦ)のパワースペクトル密度、④自律神経機能の状態を推測するための両帯域のパワー面積比　(ＬＦ／ＨＦ値)である。これらを求めるために、ＲＲＩを 100ms間隔でラグランジェ補間した後、ハニングウィンドを掛け、任意の点数(128～65536点)で離散フーリエ変換してパワースペクトルを算出している。なお、本システムでは、これら一連の演算を1セグメント208.8ｓとして逐次繰り返えしており、解析結果は画面上に表示されるとともにハードディスクへ記録される。
   
2. 本システムの適用事例として、雰囲気温度０℃、相対湿度60％に設定した環境実験室内でタイストールに係留したホルスタイン雄子牛（６週齢、体重約60kg）のＬＦ／ＨＦ値の推移を（図２）に示す。ただし、ＬＦ帯域を0.03～0.15Hz、ＨＦ帯域を0.15～0.5Hzとした。給餌および人の入退室等によって自律神経活動が変動する様子が窺える。
   

成果の活用面・留意点

1. 開発した解析システムは、牛等のＲＲＩ変動をその場で解析できる装置であり、従来と比べ解析が迅速に行われるため、ＲＲＩ変動により自律神経活動を評価する研究において活用できる。
   
2. （図２）に示す解析事例では、ヒトや緬羊等で得られたＬＦおよびＨＦの周波数帯域を使用している。しかし、牛の性別・年齢等が周波数帯域に及ぼす影響について不明な点が多く、自律神経活動の評価に適用するためには、さらに検討が必要である。
   

• カテゴリ: 羊 評価法