Ecgモーションアーチファクト除去に対する装置及び方法

著者らは特許

A61B5/00 - 診断のための検出,測定または記録(放射線診断A61B6/00;超音波,音波または亜音波による診断のための測定A61B8/00);個体の識別
A61B5/04 - 人体またはその部分の生体電気信号の測定
A61B5/0402 - 心電図検査法,すなわちECG

の所有者の特許 JP2016517712:

コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V.

 

本発明は、患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する装置を提案する。前記装置は、前記ECG信号から平均値拍動を計算する計算ユニットと、前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて残差信号を取得する第1の取得ユニットと、1以上のカットオフ周波数を用いて前記残差信号のフィルタリングを実行するフィルタリングユニットと、前記フィルタリングされたECG信号及び前記平均値拍動に基づいて修正されたECG信号を取得する第2の取得ユニットと、前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数を決定する決定ユニットとを有する。提案された装置を使用することにより、モーションアーチファクトは、前記ECG信号から大幅に除去されることができ、前記ECG信号の品質は、したがって、改良されることができる。

 

 

本発明は、生理学的信号を処理するモーションアーチファクト除去技術に関し、より具体的には、患者動作又は運動によるECG信号モーションアーチファクトを低減する方法及び装置に関する。
ECG(心電図)信号は、身体表面に取り付けられた電極を使用して患者の身体から取得される。前記患者の動作により引き起こされる電極‐皮膚インピーダンスの変化により、モーションアーチファクトが、前記ECG信号に導入される。
"Motion Artifact Reduction in Electrocardiogram Using Adaptive Filter"のタイトルの下で文献に開示されるように、対象の動作を検出するのに三軸加速度計を使用するポータブルECGレコーダが、提案され、三軸加速度信号が、前記モーションアーチファクトを相殺するように適応フィルタに対する基準信号として使用される。
本発明は、ECG信号の、信号対雑音比(SNR)又は信号対雑音及び干渉比(SINR)のような、品質を改良することを目標とする。より具体的には、ECG信号におけるモーションアーチファクトを低減することを目標とする。
一態様において、本発明の一実施例は、患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する装置を提供し、前記装置は、前記ECG信号から平均値拍動を計算するように構成される計算ユニットと、前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて残差信号(residual signal)を取得するように構成される第1の取得ユニットと、1以上のカットオフ周波数を用いて前記残差信号のフィルタリングを実行するように構成されるフィルタリングユニットと、前記フィルタリングされた残差信号及び前記平均値拍動に基づいて修正されたECG信号を取得するように構成される第2の取得ユニットと、前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数を決定するように構成される決定ユニットとを有する。
前記患者の動作により引き起こされるモーションアーチファクトは、前記ECG信号の許容不可能な歪を引き起こし、誤診を引き起こすことさえありうる。
前記ECG信号から前記モーションアーチファクトを除去するために、前記モーションアーチファクトにより導入される干渉が、前記患者の前記動作状態を表す加速度信号を使用して対処される。前記フィルタリングの前記カットオフ周波数と前記患者の前記動作状態との間の対応関係が、構築される。
したがって、これは、前記患者の動作により導入される周波数成分を特定的にブロックする可能性を提供する。これにより、前記ECG信号における前記モーションアーチファクトは、低減され、前記ECG信号の品質は、改良され、これは、誤診の低減にも寄与する。
一実施例において、前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数は、前記加速度信号の信号周波数を有する。
特定の環境下で、例えば前記患者が歩いている又は走っている場合に、前記加速度信号は、周期的な信号と見なされうる。前記加速度信号の信号周波数は、前記ECG信号に深刻な干渉を導入する周波数成分に対応すると見なされる。したがって、前記加速度信号の信号周波数をブロックすることは、前記ECG信号における前記モーションアーチファクトを低減することができる。
一実施例において、前記加速度信号の信号周波数は、前記加速度信号の2つの連続したピーク値の間の時間間隔によって容易に決定されることができる。
前記加速度信号の信号周波数は、計算コストを大幅に増加することなしに容易に決定されることができるので、この実施例のコスト節約実現は、予測可能である。
他の実施例において、前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数は、前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応するNの周波数を有する。
前記モーションアーチファクトの帯域幅は、特に前記患者が歩いている又は走っている場合に前記ECG信号の帯域幅と重複するので、前記ECG信号から前記モーションアーチファクトの全ての周波数成分を除去することは、可能ではない。しかしながら、当業者は、前記加速度信号のパワースペクトル内の最も強力なパワーエネルギを持つ周波数成分が、前記ECG信号に最も深刻な干渉をもたらし、したがって、前記ECG信号から前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応する周波数成分のみを除去することが、大幅に実際的かつ有意義であると理解する。
有利には、Nは、[1,10]の範囲内である。本発明の一実施例において、Nは3である。
Nが3である実施例において、前記モーションアーチファクトのほとんどが前記ECG信号から除去されることができることが予測され、したがって、前記ECG信号の達成される品質は、応用シナリオのほとんどにおいてその要件を満たすことができる。
有利には、前記装置は、前記加速度信号を用いて前記ECG信号の適応フィルタリングを実行するように構成される適応フィルタを更に有し、前記計算ユニットは、前記適応フィルタリングされたECG信号から前記平均値拍動を計算するように構成され、前記第1の取得ユニットは、前記適応フィルタリングされたECG信号及び前記適応フィルタリングされたECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて前記残差信号を取得するように構成される。
換言すると、前記適応フィルタは、基準信号として前記加速度信号を使用して前記ECG信号の適応フィルタリングを実行する。したがって、前記モーションアーチファクトの一部は、前記ECG信号から除去されることができ、生のECG信号より少ないモーションアーチファクトが前記フィルタリングされたECG信号内に存在すべきである。したがって、前記適応フィルタの追加の使用は、前記ECG信号の品質を更に改良しうる。
他の態様において、本発明の一実施例は、患者のECG信号を取得する装置を提供し、前記装置は、患者の前記ECG信号を取得する第1の感知ユニットと、前記患者の動作状態を表す加速度信号を取得する第2の感知ユニットと、前記第1の感知ユニット及び前記第2の感知ユニットに接続された本発明の第1の態様による前記患者の前記ECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する装置とを有する。
他の態様において、本発明の一実施例は、患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する方法を提供し、前記方法は、前記ECG信号から平均値拍動を計算するステップと、前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて残差信号を取得するステップと、1以上のカットオフ周波数を用いて前記残差信号のフィルタリングを実行するステップと、前記フィルタリングされた残差信号及び前記平均値拍動に基づいて修正されたECG信号を取得するステップと、前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数を決定するステップとを有する。
一実施例において、前記決定するステップは、前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度信号の信号周波数を決定するステップを有し、他の実施例において、前記決定するステップは、前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応するNの周波数を決定するステップを有する。
本発明の上記の及び他の目的及びフィーチャは、添付の図面と併せて検討される以下の詳細な説明から明らかになる。
従来技術によるモーションアーチファクトを低減する装置のブロック図を示す。 本発明の一実施例によるモーションアーチファクトを低減する装置のブロック図を示す。 本発明の他の実施例によるモーションアーチファクトを低減する装置のブロック図を示す。 本発明の一実施例によるECG信号を取得する装置のブロック図を示す。 本発明の一実施例による患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する方法のフローチャートを示す。
上記の図面を通して、同様の参照番号は、同様の、類似の又は対応するフィーチャ又は機能を示すと理解される。
ここで本発明の実施例、図に示される1以上の例が、参照される。前記実施例は、本発明の説明の目的で提供され、本発明の限定として意図されない。例えば、一実施例の一部として図示又は記載されたフィーチャは、更なる実施例をもたらすように他の実施例とともに使用されてもよい。本発明が、本発明の範囲及び精神内に入るこれら及び他の修正例及び変形例を含むことが意図される。
図1は、従来技術によるモーションアーチファクトを低減する装置のブロック図を示す。
図1を参照すると、モーションアーチファクトを低減する装置100は、計算ユニット110、第1の取得ユニット120、フィルタリングユニット130、及び第2の取得ユニット140を有する。
計算ユニット110は、前記ECG信号から平均値拍動を計算するように構成される。
特に、計算ユニット110において、前記平均値拍動は、連続したECGサイクルの平均化に基づいて計算されてもよい。当業者は、他のアルゴリズムが計算ユニット110に対して使用されてもよいと理解しうる。
第1の取得ユニット120は、前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて残差信号を取得するように構成される。したがって、前記ECG信号及びそこから計算された前記平均値拍動は、第1の取得ユニット120の入力部に提供される。
加えて、第1の取得ユニット120は、前記残差信号を取得するように前記ECG信号から前記平均値拍動を減算する減算ユニットを有してもよい。当業者は、第1の取得ユニット120が、前記残差信号を取得するのに他のアルゴリズムを採用してもよいと理解しうる。第1の取得ユニット120の出力部において取得される前記残差信号は、フィルタリングユニット130の入力として提供される。
フィルタリングユニット130は、固定のカットオフ周波数を用いて前記残差信号のフィルタリングを実行するように構成される。例えば、フィルタリングユニット130は、筋肉雑音を低減するローパスフィルタと、基線変動を低減するハイパスフィルタとを有してもよい。当業者は、フィルタリングユニット130が、バンドパスフィルタと見なされてもよいと理解しうる。例えば、前記バンドパスフィルタは、0.05Hz乃至250Hzの範囲を取る帯域幅を持ちうる。他のカットオフ周波数は、前記残差信号の周波数帯域を制限するように前記バンドパスフィルタに対して採用されうる。
フィルタリングユニット130の出力部において取得される前記フィルタリングされた残差信号は、第2の取得ユニット140の入力部にフィードされる。第2の取得ユニット140は、前記フィルタリングされた残差信号及び前記平均値拍動に基づいて修正されたECG信号を取得するように構成され、したがって、前記ECG信号から計算された前記平均値拍動も、第2の取得ユニット140の入力として提供される。
特に、第2の取得ユニット140は、修正されたECG信号を取得するように前記平均値拍動に前記フィルタリングされた残差信号を加算し戻すように構成された加算ユニットを有してもよい。当業者は、第2の取得ユニット140が、前記修正されたECG信号を取得するのに他のアルゴリズムを採用してもよいと理解しうる。
既存の解決法において、平均値拍動計算の設計及びローパス/ハイパスフィルタの設計の両方が、最終的なフィルタリングされた信号に対して大きな影響を持つ。特に速い走行速度を持つ運動の場合に、前記既存の解決法に対して、まだいくらかの雑音が存在する。
図2は、本発明の一実施例によるモーションアーチファクトを低減する装置のブロック図を示す。
図2を参照すると、装置200は、計算ユニット210、第1の取得ユニット220、フィルタリングユニット230、第2の取得ユニット240及び決定ユニット250を有する。
計算ユニット210、第1の取得ユニット220及び第2の取得ユニット240は、図1に関連して記載されたものと同様であり、したがって、これらの繰り返しの記載は、省略される。
本発明の前記実施例において、フィルタリングユニット230の1以上のカットオフ周波数は、前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて決定ユニット250により決定される。
前記加速度信号は、患者の体表面に付着された電極上に配置された加速度計センサを使用して取得されうる。A/Dコンバータは、前記加速度計センサのアナログ加速度信号をデジタル信号に変換するのに使用されうる。当業者は、サンプリングされた加速度信号が、まだ前記電極の動作、したがって前記患者の動作状態を表すと理解しうる。
本発明の一実施例において、決定ユニット250により決定される前記1以上のカットオフ周波数は、前記加速度信号の信号周波数を有する。
前記加速度信号は、前記患者の動作状態を表すので、前記加速度信号の信号周波数は、前記ECG信号に深刻な干渉を導入する周波数成分に対応すると見なされる。フィルタリングユニット230の前記カットオフ周波数として前記加速度信号の信号周波数を使用することは、特に、前記導入されたモーションアーチファクトを低減する。
本発明の一実施例において、決定ユニット250において、前記加速度信号の信号周波数は、前記加速度信号の2つの連続するピーク値の間の時間間隔によって単純に決定されることができる。特に、前記加速度信号の前記ピーク値の出現の時点が、記録され、前記加速度信号の信号周波数は、連続して記録された前記時点に基づいて決定されうる。当業者は、前記加速度信号の信号周波数を決定する他の方法が採用されてもよいと理解しうる。
当業者は、前記加速度信号の周波数成分の一部が、前記ECG信号の周波数スペクトルと重複する可能性があり、前記周波数成分の一部が、当技術分野の様々な方法を使用して前記ECG信号から除去されることができると理解しうる。前記実施例の以下の記載において、提案された装置は、前記ECG信号のスペクトルと重複する前記加速度信号の周波数成分を除去することに集中する。
有利には、決定ユニット250は、前記加速度信号の決定された信号周波数が所定の範囲内である場合にのみ、前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度信号の前記信号周波数を決定する。例えば、前記所定の範囲は、毎分30−300回の心拍数に対応する、0.5Hz−5Hzでありうる。この範囲内の前記加速度信号の周波数成分は、前記ECG信号のスペクトルと完全に重複するので、当技術分野のアプローチを使用してこれらを除去することは難しい。それどころか、前記フィルタリングの前記カットオフ周波数は、非線形ベースで決定されるので、提案された装置は、前記患者の動作により導入される前記モーションアーチファクトを低減するのに利点を示す。
フィルタリングユニット230は、前記加速度信号の前記信号周波数を特定的にブロックするように、カットオフ周波数が決定ユニット250により決定される、バンドストップフィルタを有してもよい。前記フィルタは、前記フィルタリングされた残差信号の遅延が一定であり、信号に独立であるという利点を持つ有限インパルス応答(FIR)であってもよい。
本発明による装置の動作は、本発明の範囲に対する限定と見なされるべきではない特定の例に関連して以下に記載される。
応用シナリオは、前記患者が、0.6mの歩幅及び2.16km/hの歩行速度で歩いているものとして与えられる。
決定ユニット250において、前記加速度信号の前記信号周波数は、ストライド周波数に対応する1Hzとして決定されうる。決定ユニット250は、前記所定の範囲内であるので、1Hzとしてフィルタリングユニット230の前記カットオフ周波数を決定する。
フィルタリングユニット230は、前記ストライド周波数に対応する周波数成分を特定的にブロックするように、1Hzの周波数成分をブロックするように構成される。
本発明の他の実施例において、フィルタリングユニット230は、図1に関連して上に記載された筋肉雑音を低減する前記ローパスフィルタ及び基線変動を低減する前記ハイパスフィルタを更に有する。代わりに、前記ローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタの組み合わせは、筋肉雑音及び他のアーチファクトの両方を低減する単一のバンドパスフィルタにより置き換えられることができる。例えば、0.05Hz乃至250Hzの範囲を取る帯域幅を持つバンドパスフィルタが、採用されることができる。当業者は、前記バンドパスフィルタの特定の帯域幅が、ここでは例示目的のみで記載され、他の範囲の帯域幅が、使用されてもよく、請求項に規定される本発明の範囲内であると見なされるべきである。
他の実施例において、フィルタリングユニット230において、前記バンドストップフィルタは、筋肉雑音及び他のアーチファクトを低減するフィルタと組み合わせられてもよい。当業者は、上記の応用シナリオに対して、フィルタリングユニット230が、2つのバンドパスフィルタと見なされてもよいと理解しうる。特に、フィルタリングユニット230は、

と表されてもよい。 本発明の他の実施例において、決定ユニット250により決定される前記1以上のカットオフ周波数は、前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応するNの周波数を有する。
前記モーションアーチファクトの帯域幅は、前記患者が歩いている又は走っている場合に、前記ECG信号の帯域幅と重複するので、前記ECG信号から前記モーションアーチファクトの全ての周波数成分を除去することは、可能ではない。しかしながら、当業者は、前記加速度信号のパワースペクトル内の最も強力なパワーエネルギを持つ周波数成分が、前記ECG信号に最も深刻な干渉を起こし、したがって、前記ECG信号から前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応する周波数成分のみを除去することが、大幅に実際的かつ有意義であると理解すべきである。
有利には、Nは、[1,10]の範囲内である。本発明の一実施例において、Nは3である。以下、本発明は、Nが3である実施例に関連して記載される。
前記加速度信号のパワースペクトルは、前記サンプリングされた加速度信号にFFT変換を適用することにより取得されることができる。当業者は、他のアプローチが、前記加速度信号のパワースペクトルを取得するように使用されてもよいと理解すべきである。前記パワースペクトルの具体的な計算は、ここには更に記載されない。
決定ユニット250は、前記加速度信号の上位3つのFFT振幅を持つ周波数成分に対応する3つの周波数を決定しうる。例えば、f0は、最も大きいパワーエネルギを持つ周波数であり、f1は、二番目に大きいパワーエネルギを持つ周波数であり、f2は、前記加速度信号のパワースペクトルの三番目に大きいパワーエネルギを持つ周波数である。下付き添え字は、前記パワースペクトル内の前記周波数成分の前記パワーエネルギのランキングを識別するのに使用され、これは、前記周波数の値のランキングを表さない。例えば、一実施例において、f0、f1及びf2の間の関係は、f1<f0<f2を示しうる。
フィルタリングユニット230は、これらの周波数、すなわちf0、f1及びf2をブロックするように構成される。当業者は、フィルタリングユニット230が、3つのバンドパスフィルタを有すると見なされてもよいと理解しうる。この実施例において、前記フィルタは、FIRフィルタである。特に、フィルタリングユニット230は、

と表されてもよい。 他の実施例において、フィルタリングユニット230は、図1に関連して上に記載された筋肉雑音及び基線変動を低減する帯域幅を持つ前記フィルタと組み合わされてもよい。0.05Hz<f1<f0<f2<250Hzを仮定すると、フィルタリングユニット230は、以下のように規定された4つのバンドパスフィルタを有すると見なされうる。

図3は、本発明の他の実施例によるモーションアーチファクトを低減する装置のブロック図を示す。
図3に示されるように、装置300は、計算ユニット210、第1の取得ユニット220、フィルタリングユニット230、第2の取得ユニット240、決定ユニット250及び適応フィルタ260を有する。
計算ユニット210、第1の取得ユニット220、フィルタリングユニット230、第2の取得ユニット240及び決定ユニット250は、図2に関連して記載されたものと同様である。図2及び図3に示される実施例の間の差は、図3において、計算ユニット210及び第1の取得ユニット220に対する入力信号として生のECG信号の代わりに適応フィルタリングされたECG信号が使用されるという事実にある。
適応フィルタ260は、前記加速度信号を用いて前記ECG信号の適応フィルタリングを実行するように構成される。適応フィルタ260は、再帰的最小二乗(RLS)フィルタ、最小二乗平均(LMS)フィルタ又は当業者が思いつく他のフィルタでありうる。
基準信号として前記加速度信号を使用して、適応フィルタ260は、前記ECG信号の適応フィルタリングを実行する。したがって、前記ECG信号における前記モーションアーチファクトの一部は、除去されることができる。
図3に示される実施例において、計算ユニット210は、前記適応フィルタリングされたECG信号から前記平均値拍動を計算するように構成され、第1の取得ユニット220は、前記適応フィルタリングされたECG信号及び前記適応フィルタリングされたECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて前記残差信号を取得するように構成される。
本発明の前記実施例において前記生のECG信号の代わりに前記フィルタリングされたECG信号を使用することは、前記ECG信号における前記モーションアーチファクトを低減し、前記ECG信号の品質を改良することができる。
当業者は、本発明によるモーションアーチファクトを低減する装置が、FPGA、CPU、DSPユニット又は他の手段により実装されてもよいと理解しうる。
他の態様において、本発明の一実施例は、患者のECG信号を取得する装置を更に提供する。図4は、本発明の一実施例によるECG信号を取得する装置のブロック図を示す。
図4に示されるように、ECG信号を取得する装置400は、第1の感知ユニット410、第2の感知ユニット420及び装置430を有する。
第1の感知ユニット410は、患者の前記ECG信号を取得するように構成される。本発明の一実施例において、第1の感知ユニット410は、複数の電極として実装される。動作において、これらの電極は、患者の体表面に付着される。特別な化学物質が、前記取得されるECG信号の品質を改良するように前記電極と前記体表面との間で使用されてもよい。
当業者は、第1の感知ユニット410が、後の処理に対して前記ECG信号を準備するように信号調整回路を更に有する。A/Dコンバータ及びフィルタは、前記信号調整回路に含まれてもよい。当業者は、第1の感知ユニット410の他の実装も可能であると理解しうる。
第2の感知ユニット420は、前記加速度信号を取得するように構成される。本発明の一実施例において、第2の感知ユニット420は、前記第1の感知ユニット上に配置された又は前記患者の体表面に個別に付着された加速度計センサとして実装される。
当業者は、第2の感知ユニット420が、前記取得された加速度信号に対処する信号調整回路を有してもよいと理解しうる。第2の感知ユニット420内の前記信号調整回路は、第1の感知ユニット410内のものと同様である。第2の感知ユニット420の他の実装が、採用されてもよい。
装置430は、入力として前記ECG信号及び前記加速度信号を受信するように第1の感知ユニット410及び第2の感知ユニット420と接続される。装置430は、前記患者の前記ECG信号における前記モーションアーチファクトを低減するように上で述べられた本発明の第1の態様によって構成される。
当業者は、装置400が、ポータブルECGレコーダであることができる。
他の態様において、本発明の一実施例は、患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する方法を更に提供する。図4は、モーションアーチファクトを低減する方法のフローチャートを示す。
図5に示されるように、前記方法は、S510,S520、S530、S540、及びS550のステップを有する。
ステップS510において、平均値拍動が、前記ECG信号から計算される。
ステップS520において、残差信号が、前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて取得される。
ステップS530において、前記残差信号のフィルタリングが、1以上のカットオフ周波数を用いて実行される。
ステップS540において、修正されたECG信号が、前記フィルタリングされた残差信号及び前記平均値拍動に基づいて取得される。
ステップS550において、前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数が、前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて決定される。
提案された前記方法を使用して、前記患者の動作により導入された前記モーションアーチファクトに対応する周波数成分を特定的にブロックすることが、可能である。したがって、前記ECG信号における前記モーションアーチファクトは低減され、前記ECG信号の品質は改良され、これは、誤診の低減にも寄与する。
本発明の一実施例において、ステップS550は、前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度信号の前記信号周波数を決定することを更に有してもよい。
本発明の一実施例において、ステップS550は、前記加速度信号の2つの連続したピーク値の間の時間間隔によって前記加速度信号の前記信号周波数を決定することを更に有する。
本発明の他の実施例において、ステップS550は、前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応するNの周波数を決定することを更に有する。
有利には、ステップS510の前に、前記方法は、前記加速度信号を用いて前記ECG信号の適応フィルタリングを実行するステップを更に有する。この場合、ステップS510において、前記平均値拍動は、前記適応フィルタリングされたECG信号から計算され、ステップS520において、前記残差信号は、前記適応フィルタリングされたECG信号及び前記適応フィルタリングされたECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて取得される。
前記適応フィルタの追加の使用は、前記ECG信号の品質を更に改良しうる。
上記の方法を実行するコンピュータ実行可能命令のセットが、更に提案される。前記命令は、上で開示された方法のステップを実行するように、計算ユニット210、第1の取得ユニット220、フィルタリングユニット230、第2の取得ユニット240、決定ユニット250及び適応フィルタ260内にあることができる。
本発明は、図面に示される実施例を参照して記載されるが、本発明が、ハードウェア及びソフトウェアのいかなる組み合わせをも含む多くの代替的な形式で実施されうると理解されるべきである。加えて、いかなる適切なサイズ、形状又はタイプの材料、要素、コンピュータプログラム要素、コンピュータプログラムコード、又はコンピュータプログラムモジュールも、使用されることができる。
コンピュータプログラムコードの文脈で論じられるが、前記モジュールが、ハードウェア回路、コンピュータプログラムコード、又はハードウェア回路及びコンピュータプログラムコードのいかなる組み合わせでも実施されうると理解されるべきである。
上記の実施例が、本発明を限定するのではなく、むしろ説明するために与えられることに注意すべきであり、当業者が容易に理解するように、修正例及び変形例が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに用いられてもよいと理解されるべきである。このような修正例及び変形例は、本発明及び添付の請求項の範囲内であると見なされる。本発明の保護範囲は、添付の請求項により規定される。加えて、請求項内の参照番号のいずれも、請求項に対する限定と解釈されるべきではない。動詞「有する」及びその活用形の使用は、請求項に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素又はステップに先行する不定冠詞「1つの」は、複数のこのような要素又はステップの存在を除外しない。



  1. 患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する装置において、
    前記ECG信号から平均値拍動を計算する計算ユニットと、
    前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて残差信号を取得する第1の取得ユニットと、
    1以上のカットオフ周波数を用いて前記残差信号のフィルタリングを実行するフィルタリングユニットと、
    前記フィルタリングされた残差信号及び前記平均値拍動に基づいて修正されたECG信号を取得する第2の取得ユニットと、
    前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数を決定する決定ユニットと、
    を有する装置。

  2. 前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数が、前記加速度信号の信号周波数を有する、請求項1に記載の装置。

  3. 前記加速度信号の前記信号周波数が、前記加速度信号の2つの連続したピーク値の間の時間間隔によって決定される、請求項2に記載の装置。

  4. 前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数が、前記加速度信号のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応するNの周波数を有する、請求項1に記載の装置。

  5. Nが[1,10]の範囲内である、請求項4に記載の装置。

  6. Nが、3である、請求項5に記載の装置。

  7. 前記装置が、
    前記加速度信号を用いて前記ECG信号の適応フィルタリングを実行する適応フィルタ、
    を有し、
    前記計算ユニットが、前記適応フィルタリングされたECG信号から前記平均値拍動を計算し、
    前記第1の取得ユニットが、前記適応フィルタリングされたECG信号及び前記適応フィルタリングされたECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて前記残差信号を取得する、
    請求項1に記載の装置。

  8. 前記第1の取得ユニットが、
    前記残差信号を取得するように前記ECG信号から前記平均値拍動を減算する減算ユニット、
    を有する、請求項1に記載の装置。

  9. 前記第2の取得ユニットが、
    前記修正されたECG信号を取得するように前記平均値拍動に前記フィルタリングされた残差信号を加算し戻す加算ユニット、
    を有する、請求項1に記載の装置。

  10. 患者のECG信号を取得する装置において、
    前記患者の前記ECG信号を取得する第1の感知ユニットと、
    前記患者の動作状態を表す加速度信号を取得する第2の感知ユニットと、
    前記第1の感知ユニット及び前記第2の感知ユニットに接続され、前記患者の前記ECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の装置と、
    を有する装置。

  11. 患者のECG信号におけるモーションアーチファクトを低減する方法において、前記方法が、
    前記ECG信号から平均値拍動を計算するステップと、
    前記ECG信号及び前記ECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて残差信号を取得するステップと、
    1以上のカットオフ周波数を用いて前記残差信号のフィルタリングを実行するステップと、
    前記フィルタリングされた残差信号及び前記平均値拍動に基づいて修正されたECG信号を取得するステップと、
    を有し、
    前記方法が、
    前記患者の動作状態を表す加速度信号に基づいて前記フィルタリングの前記1以上のカットオフ周波数を決定するステップ、
    を有する、方法。

  12. 前記決定する方法が、
    前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度信号の信号周波数を決定すること、
    を有する、請求項11に記載の方法。

  13. 前記決定するステップが、
    前記加速度信号の2つの連続したピーク値の間の時間間隔によって前記加速度信号の前記信号周波数を決定すること、
    を有する、請求項12に記載の方法。

  14. 前記決定するステップが、
    前記フィルタリングの前記カットオフ周波数として前記加速度のパワースペクトルの上位Nのパワーエネルギに対応するNの周波数を決定すること、
    を有する、請求項11に記載の方法。

  15. 前記計算するステップの前に、前記方法が、
    前記加速度信号を用いて前記ECG信号の適応フィルタリングを実行するステップ、
    を有し、
    前記計算するステップにおいて、前記平均値拍動が、前記適応フィルタリングされたECG信号から計算され、
    前記残差信号を取得するステップにおいて、前記残差信号が、前記適応フィルタリングされたECG信号及び前記適応フィルタリングされたECG信号から計算された前記平均値拍動に基づいて取得される、
    請求項11に記載の方法。

 

 

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