(57)【要約】 胎児心拍抽出装置は、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を増幅する可変増幅器と、前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得する取得部と、取得した前記胎児の心拍成分のピークを検出して前記可変増幅器を前記ピークの振幅に応じたゲインに制御するピーク検出部と、を備える。
2017126008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を増幅する可変増幅器と、
前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得する取得部と、
取得した前記胎児の心拍成分のピークを検出して前記可変増幅器を前記ピークの振幅に応じたゲインに制御するピーク検出部と、
を備えたことを特徴とする、胎児心拍抽出装置。
【請求項２】
前記取得部は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出する第１のパスを含むことを特徴とする、請求項１記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項３】
前記取得部は、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得する第２のパスをさらに含み、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から、前記第１のパスで抽出された前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項２記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項４】
前記取得部は、
前記入力信号のうち、閾値を超えるピークが一定時間連続する前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項１記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項５】
前記取得部は、
前記可変増幅器のゲインを制御する制御部を有し、
第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出し、
前記第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から、抽出した前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記制御部は、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じて前記可変増幅器のゲインを第２のゲインに制御することを特徴とする、請求項１記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項６】
前記取得部は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去する除去回路と、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出して前記除去回路に供給する第１のパスと、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得して前記除去回路に供給する第２のパスと、
前記母体の心拍成分の前記心拍タイミングに応じて前記入力信号のパスを切り換えるスイッチ回路とを含み、
前記制御部は、前記可変増幅器のゲインを前記第１のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第１のパスを介して前記除去回路に接続するように前記スイッチ回路を切り換え、前記可変増幅器のゲインを前記第２のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第２のパスを介して前記除去回路に接続するように前記スイッチ回路を切り換えることを特徴とする、請求項５記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項７】
母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号から、前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記入力信号を増幅する可変増幅器のゲインを、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じたゲインに制御する、
処理をプロセッサが実行することを特徴とする、胎児心拍抽出方法。
【請求項８】
前記取得は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出する第１の処理を含むことを特徴とする、請求項７記載の胎児心拍抽出方法。
【請求項９】
前記取得は、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得する第２の処理をさらに含み、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から、前記第１の処理で抽出された前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項８記載の胎児心拍抽出方法。
【請求項１０】
前記取得は、
前記入力信号のうち、閾値を超えるピークが一定時間連続する前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項７記載の胎児心拍抽出方法。
【請求項１１】
前記取得は、
前記可変増幅器のゲインを制御し、
第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出し、
前記第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から、抽出した前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記制御は、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じて前記可変増幅器のゲインを第２のゲインに制御することを特徴とする、請求項７記載の胎児心拍抽出方法。
【請求項１２】
前記取得は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去する除去処理と、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出して前記除去処理に供給する第１の処理と、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得して前記除去回路に供給する第２の処理と、
前記母体の心拍成分の前記心拍タイミングに応じて前記入力信号のパスを切り換えるスイッチ処理とを含み、
前記制御は、前記可変増幅器のゲインを前記第１のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第１の処理を介して前記除去処理に供給するように前記スイッチ処理を切り換え制御し、前記可変増幅器のゲインを前記第２のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第２の処理を介して前記除去処理に供給するように前記スイッチ処理を切り換え制御することを特徴とする、請求項１１記載の胎児心拍抽出方法。
【請求項１３】
コンピュータに、胎児心拍を抽出する処理を実行させるプログラムであって、
母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号から、前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記入力信号を増幅する可変増幅器のゲインを、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じたゲインに制御する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
【請求項１４】
前記取得は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出する第１の処理を含むことを特徴とする、請求項１３記載のプログラム。
【請求項１５】
前記取得は、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得する第２の処理をさらに含み、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から、前記第１の処理で抽出された前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項１４記載のプログラム。
【請求項１６】
前記取得は、
前記入力信号のうち、閾値を超えるピークが一定時間連続する前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項１３記載のプログラム。
【請求項１７】
前記取得は、
前記可変増幅器のゲインを制御し、
第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出し、
前記第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から、抽出した前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得する、
処理を含み、
前記制御は、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じて前記可変増幅器のゲインを第２のゲインに制御することを特徴とする、請求項１３記載のプログラム。
【請求項１８】
前記取得は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去する除去処理と、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出して前記除去処理に供給する第１の処理と、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得して前記除去処理に供給する第２の処理と、
前記母体の心拍成分の前記心拍タイミングに応じて前記入力信号に対する処理を切り換えるスイッチ処理とを含み、
前記制御は、前記可変増幅器のゲインを前記第１のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第１の処理を介して前記除去処理に供給するように前記スイッチ処理を切り換え制御し、前記可変増幅器のゲインを前記第２のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第２の処理を介して前記除去処理に供給するように前記スイッチ処理を切り換え制御することを特徴とする、請求項１７記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胎児心拍抽出装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
妊娠中の胎児の成長を胎児の心拍で確認することは、一般的に行われている。多くの医療機関では、妊娠確認のために、超音波診断により母体の腹部から胎児の様子と胎児の心拍を確認する。正常妊娠の場合、妊娠週数が８週間になれば胎児心拍動が全例で確認できる。また、流産の可能性についても、胎児心拍で確認することができる。このように、胎児心拍は、妊娠中の診断において取得する有用な情報の１つである。【０００３】
胎児心拍は、超音波診断の他に、胎児の心臓から発生した電気信号を母体の体表面で検知して心電図を取得する方法によっても取得できる。超音波診断では、超音波を胎児に当てることから、特別な診断装置と、診断装置を扱う知識を有する操作者が必要である。これに対し、母体の体表面の電気信号を検出する方法では、母体に電極を装着するだけで、比較的簡単な装置を用いて胎児の心電図を取得できる。【０００４】
母体の体表面の電気信号を検出する方法で取得した心電図には、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在しているため、胎児心拍を取得するためには心電図に信号処理を施す必要がある。しかし、胎児の心拍成分のピークは、母体の心拍成分のピークに比べて１／１０〜１／１００程度と低い。このため、母体の心拍成分に比べてピークが非常に小さい胎児の心拍成分を、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在している心電図から抽出するには、演算部において複雑な演算を行わなければならず、演算部への負荷を軽減することは難しい。【０００５】
例えば、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する際の分解能を落とすことで、演算部において行う演算量を減らして演算部への負荷を軽減することは可能である。しかし、この場合、分解能を落としたことで胎児心拍の情報の一部が欠落すると、胎児の心電図の信頼性が低下するので、正確な胎児心拍を抽出することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５３８８７２号公報
【特許文献２】特開２００４−６５６０５号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２０１２／１０２０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の胎児心拍抽出方法では、演算部への負荷を軽減することが難しい。【０００８】
そこで、本発明は、演算部への負荷を軽減することができる胎児心拍抽出装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面によれば、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を増幅する可変増幅器と、前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得する取得部と、取得した前記胎児の心拍成分のピークを検出して前記可変増幅器を前記ピークの振幅に応じたゲインに制御するピーク検出部と、を備えた胎児心拍抽出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
一態様によれば、演算部への負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施例における胎児心拍抽出装置の一例を示すブロック図である。
【図２】母体心拍及び胎児心拍を含む心拍波形を示す入力信号の一例を示す波形図である。
【図３】心拍の判定の一例を説明する波形図である。
【図４】増幅された心拍波形の一例を示す波形図である。
【図５】胎児心拍の抽出の一例を説明する波形図である。
【図６】母体心拍及び胎児心拍を含む心拍波形の実測波形の一例を示す図である。
【図７】増幅された心拍波形のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】計算された胎児心拍のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】第１実施例における胎児心拍抽出装置の他の例を示すブロック図である。
【図１０】第１実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１１】第１実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１２】第２実施例における胎児心拍抽出装置の一例を示すブロック図である。
【図１３】増幅された心拍波形の一例を示す波形図である。
【図１４】胎児心拍の一例を示す波形図である。
【図１５】第２実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】第２実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１７】第３実施例における胎児心拍抽出装置の一例を示すブロック図である。
【図１８】第３実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１９】第３実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
開示の胎児心拍抽出装置、方法及びプログラムでは、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を可変増幅器で増幅し、入力信号から母体の心拍成分を除去して胎児の心拍成分を取得し、取得した胎児の心拍成分のピークを検出して可変増幅器をピークの振幅に応じたゲインに制御する。
【００１３】
以下に、開示の胎児心拍抽出装置、方法及びプログラムの各実施例を図面と共に説明する。
【実施例】
【００１４】
（第１実施例）
図１は、第１実施例における胎児心拍抽出装置の一例を示すブロック図である。図１に示すように、胎児心拍抽出装置１−１は、演算部１０と、入力端子１１と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）１２と、可変増幅器１６と、ＡＤＣ１７とを有する。演算部１０は、母心拍抽出部１３、母体心電除去部１４と、ピーク検出部１５と、胎児心拍計算部１８とを含む。入力端子１１に入力される入力信号には、母体の心拍成分と、母体の心拍成分より低いピークを有する胎児の心拍成分とが混在する。入力信号は、例えば母体に電極を装着して母体の体表面の電気信号を検出する周知の方法により検出されて入力端子１１に入力される。入力信号は、例えば心電図を示す信号であっても良い。【００１５】
第１のパスは、ＡＤＣ１２及び母心拍抽出部１３で形成され、入力端子１１に入力された入力信号を、ＡＤＣ１２及び母心拍抽出部１５を介して母体心電除去部１４に供給する。他方、第２のパスは、可変増幅器１６及びＡＤＣ１７で形成され、入力端子１１に入力された入力信号を、可変増幅器１６及びＡＤＣ１７を介して母体心電除去部１４に供給する。【００１６】
母心拍抽出部１３は、ＡＤＣ１２を介して取得した入力信号から、母体の心拍成分を抽出して母体心電除去部１４に供給する。母体心電除去部１４は、可変増幅器１６及びＡＤＣ１７を介して取得した入力信号から、母心拍抽出部１３で抽出された母体の心拍成分を除去した信号をピーク検出部１５及び胎児心拍計算部１８に供給する。ピーク検出部１５は、母体心電除去部１４が出力する信号から、胎児の心拍成分のピークを検出して、可変増幅器１６を検出したピークの振幅に応じたゲイン（即ち、利得）に制御する。また、胎児心拍計算部１８は、母体心電除去部１４が出力する信号に基づき、胎児心拍を計算して出力する。【００１７】
図２は、母体心拍及び胎児心拍を含む心拍波形を示す入力信号の一例を示す波形図である。図２中、縦軸は信号の振幅を任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。図２において、実線は母体の心拍成分を示し、破線は胎児の心拍成分を示す。図２に示す例では、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，...で母体の心拍成分のピークが現れている。これに対し、胎児の心拍成分は、母体の心拍成分より低いピークを有する。胎児の心拍成分のピークは、母体の心拍成分のピークに比べて１／１０〜１／１００程度と非常に低い。【００１８】
図３は、心拍の判定の一例を説明する波形図である。図３中、縦軸は入力端子１１に入力される入力信号の振幅を任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。図３において、Ｐ波は心房の興奮を表し、Ｑ，Ｒ，Ｓは心室の興奮を表している。また、Ｔ波は心室が興奮からさめる様子を表す。心拍成分は、例えばＲ波の山（Ｒ点）を基準として、Ｐ−Ｒ間の電位差、Ｑ−Ｒ間の電位差と時間間隔、及びＲ−Ｓ間の電位差と時間間隔などに基づき、周知の方法により抽出することができる。【００１９】
なお、Ｒ点を基準として、母体の心拍成分が影響する範囲を±αとして時間情報を取得しても良い。ここで、±αは、心臓の大きさで決められるパラメータである。また、母体の心拍成分のピークは、胎児の心拍成分のピークに比べて高く、一定閾値を超えることが予めわかっている。このため、母心拍抽出部１３は、第１のパスのＡＤＣ１２を介して取得した入力信号から抽出された心拍成分のうち、一定閾値を超えるピークを有する心拍成分を、母体の心拍成分として抽出することができる。【００２０】
図４は、増幅された心拍波形の一例を示す波形図である。図４中、縦軸は第２のパスを介して母体心電除去部１４に供給される入力信号の振幅を任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。図４において、実線は母体の心拍成分を示し、破線は胎児の心拍成分を示す。図４に示す例では、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，...で母体の心拍成分のピークが現れているが、可変増幅器１６における増幅によりピークが飽和している。これに対し、胎児の心拍成分は、母体の心拍成分より低いピークを有するため、可変増幅器１６における増幅によりピークが飽和していない。つまり、可変増幅器１６のゲインは、増幅された胎児の心拍成分のピークが飽和しない程度に制御されており、ＡＤＣ１７が出力する信号からは、胎児の心拍成分を高精度で取得することができる。【００２１】
図５は、胎児心拍の抽出の一例を説明する波形図である。図５中、縦軸は母体心電除去部１４から出力される信号の振幅を任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。母体心電除去部１４は、第２のパスを介して取得される図４に示す入力信号から、第１のパスの母心拍抽出部１３で抽出された母体の心拍成分の時間情報が示す図５中破線の空白区間Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３，Δｔ４，...を除去することで、胎児の心拍成分を含む信号を出力する。つまり、母体の心拍成分の時間情報には、第１のパスを介して取得した時間情報を使い、その時間情報の該当箇所のデータを削除する。削除されたデータの箇所は、削除されたことが分かれば良いので、例えばデータ「０」を代入すれば良い。なお、図５では、説明の便宜上、胎児の心拍成分がＡＤＣ１７によりデジタル信号に変換される前の状態を示す。【００２２】
ピーク検出部１５は、図５に示す信号波形のうち、ピークが第１の閾値を超えており、且つ、第１の閾値を超えているピーク間の間隔が第２の閾値未満である成分を、胎児の心拍成分として検出することができる。胎児の心拍成分のピーク間の間隔は、第２の閾値未満となることが予めわかっている。ここで、ピーク検出部１５が図５に示す信号波形から、第１の閾値を超えるピークを検出できない場合には、可変増幅器１６のゲインを一定値だけ増加させる信号を可変増幅器１６に供給する。可変増幅器１６のゲインを増加させる一定値は、任意に設定可能である。一方、ピーク検出部１５が図５に示す信号波形から、第１の閾値を超えるピークを検出できるものの、ピークが高すぎて飽和している場合には、可変増幅器１６のゲインを一定値だけ減少させる信号を可変増幅器１６に供給する。可変増幅器１６のゲインを減少させる一定値は、任意に設定可能である。つまり、ピーク検出部１５は、取得した胎児の心拍成分のピークを検出して可変増幅器１６を検出したピークの振幅に応じたゲインに制御するものであれば良い。【００２３】
胎児の心拍成分のピークが検出できる信号波形になれば、母体の心拍成分の場合と同様に、Ｒ点を基準として胎児の心拍成分を抽出することができる。従って、胎児心拍計算部１８は、母体心電除去部１４から供給される図５に示す信号波形から、胎児心拍を計算して出力することができる。【００２４】
なお、母体の心拍のタイミングと胎児の心拍のタイミングとが同じ場合、母体の心拍成分を除去すると、胎児の心拍成分が消失してしまう。しかし、母体の心拍数と胎児の心拍数は異なるため、胎児の心拍成分が常に消失することはない。従って、複数個所（例えば５点）で胎児の心拍成分のピークの間隔を取得すれば、胎児の心拍成分を取得することができる。また、ピーク間隔が広い個所は、胎児心拍の計算から除外すれば良い。具体的には、胎児心拍の計算から除外する判断基準として、前後のピーク間隔の１．５倍以上のピーク間隔の箇所は、母体の心拍成分の波形と一緒に除去された箇所であると判断すれば良い。【００２５】
図６は、母体心拍及び胎児心拍を含む心拍波形の実測波形の一例を示す図である。図６に示す実測波形は、母体から周知の方法で検出されて入力端子１１に入力された心電図を示す信号である。図７は、増幅された心拍波形のシミュレーション結果を示す図である。図７は、図６に示す実測波形を例えば４倍のゲインで増幅した場合のコンピュータによるシミュレーション結果の波形を示す。胎児の心拍を抽出するのに邪魔になる母体の心拍のピーク部分は、図７中、楕円の破線で囲んで示す。【００２６】
図８は、計算された胎児心拍のシミュレーション結果を示す図である。図８は、図７に示す増幅された心拍波形から、図７中楕円の破線で囲んで示す母体の心拍のピーク部分を上記の母体心電除去部１４と同様の処理により除去した、コンピュータによるシミュレーションの結果の波形を示す。この例では、図７に示す増幅された心拍波形から、図７中楕円の破線で囲んで示す母体の心拍のピーク部分±０．０４秒の区間を除去した。これにより、図８中楕円の破線で囲んで示す胎児の心拍成分のピーク部分が検出できる信号波形が取得可能であることが確認された。【００２７】
なお、図６乃至図８では、母体の心拍波形の極性と胎児の心拍波形の極性とが、互いに逆極性になっており、母体の心拍成分のピークは下側に現れ、胎児の心拍成分のピークは上側に現れている。また、図６乃至図８では、母体の心拍波形及び胎児の心拍波形を全て実線で示している。【００２８】
図９は、第１実施例における胎児心拍抽出装置の他の例を示すブロック図である。図９中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１に示す演算部１０の処理は、コンピュータにより実行可能である。この例では、胎児心拍抽出装置１−１Ａの演算部１０Ａは、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、有線デバイス１０３と、無線装置１０４とを含む。プロセッサ１０１及びメモリ１０２は、コンピュータの一例を形成可能である。プロセッサ１０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより形成可能であり、メモリ１０２に記憶されたプログラムを実行する。メモリ１０２は、プロセッサ１０１が実行するプログラムに加え、プロセッサ１０１が実行する演算処理の結果などを含む各種データを記憶する。メモリ１０２は、例えば半導体記憶装置、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体などにより形成可能である。また、プログラムを記憶したメモリ１０２は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体の一例を形成可能である。【００２９】
有線デバイス１０３は、プロセッサ１０１が計算した胎児心拍を、有線で例えば表示装置を有するホスト装置などの外部装置（図示せず）へ出力する。また、無線デバイス１０４は、プロセッサ１０１が計算した胎児心拍を、無線で外部装置へ出力する。なお、プロセッサ１０１が計算した胎児心拍は、メモリ１０２に記憶した後読み出されて無線装置１０４（または、有線デバイス１０３）に供給されるようにしても良い。なお、胎児心拍抽出装置１−１Ａには、有線デバイス１０３及び無線装置１０４のうち少なくとも一方が設けられていれば良い。また、有線デバイス１０３及び無線装置１０４のうち少なくとも一方は、演算部１０Ａに対して外部接続されていても良い。【００３０】
図１０及び図１１は、第１実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。図１０及び図１１に示す胎児心拍抽出処理は、例えば図９に示すプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより実行可能である。【００３１】
図１０中、プロセッサ１０１は、ステップＳ１１において、心電測定を開始し、入力端子１１に入力された入力信号を第１のパスを介して取得する。プロセッサ１０１は、ステップＳ１２において、母体心電から心電ピークを抽出する。具体的には、図１と共に説明した母心拍抽出部１３と同様の処理を行い、入力信号から母体の心拍のピークを抽出する。プロセッサ１０１は、ステップＳ１３において、心電ピークが抽出できたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１４へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１６へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ１４において、母体の心拍が未検出である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ１５において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００３２】
プロセッサ１０１は、ステップＳ１６において、抽出したピークから母体の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ１７において、計測した母体の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１８へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理は図１１に示すステップＳ２０へ進む。母体の心拍の正常範囲とは、母体の心拍が取り得る範囲を指す。プロセッサ１０１は、ステップＳ１８において、母体の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ１９において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ１２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００３３】
図１１中、プロセッサ１０１は、ステップＳ２０において、母体心電を除去する。具体的には、図１と共に説明した母体心電除去部１４と同様の処理を行い、第２のパスを介して取得した入力信号から母体の心拍成分を除去する。プロセッサ１０１は、ステップＳ２１において、心電データから胎児の心電ピークを抽出する。具体的には、図１と共に説明したピーク検出部１５と同様の処理を行い、第２のパスを介して取得した入力信号から母体の心拍成分を除去した信号（心電データ）から、胎児の心拍成分のピークを検出する。プロセッサ１０１は、ステップＳ２２において、胎児の心拍成分のピークが検出されたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２３へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ２７へ進む。【００３４】
プロセッサ１０１は、ステップＳ２３において、ゲイン設定が最大値であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２４へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ２５へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ２４において、第２のパスのゲインを一定値だけ増加し、処理はステップＳ２０へ戻る。プロセッサ１０１は、ステップＳ２５において、胎児の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ２６において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２０へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００３５】
プロセッサ１０１は、ステップＳ２７において、図１と共に説明した胎児心拍計算部１８と同様の処理を行い、胎児の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ２８において、計算した胎児の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２９へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ３３へ進む。胎児の心拍の正常範囲とは、胎児の心拍が取り得る範囲を指す。プロセッサ１０１は、ステップＳ２９において、ゲイン設定が最小値であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ３０へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ３１へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ３０において、第２のパスのゲインを一定値だけ減少させ、処理はステップＳ２０へ戻る。プロセッサ１０１は、ステップＳ３１において、胎児の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ３２において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ２０へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００３６】
プロセッサ１０１は、ステップＳ３３において、ステップＳ１６で計算された母体の心拍と、ステップＳ２７で計算された胎児の心拍とを別々に、有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ送信する。なお、胎児の心拍のみを外部装置へ送信するようにしても良い。プロセッサ１０１は、ステップＳ３４において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理は図１０に示すステップＳ１１へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００３７】
本実施例によれば、比較的簡単な演算を行うことで、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在している心電図から胎児の心拍成分を抽出することができる。このため、演算部１０（または、演算部１０Ａ）の演算量を抑えて、演算部１０（または、演算部１０Ａ）への負荷を軽減することが可能となる。また、元のアナログ波形の入力信号から母体の心拍成分を除去することで、より鮮明な胎児の心拍成分を抽出することができる。
（第２実施例）
図１２は、第２実施例における胎児心拍抽出装置の一例を示すブロック図である。図１２中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例においても、演算部１０Ｂの処理をコンピュータにより実行しても良い。また、図９に示す有線デバイス１０３及び無線装置１０４のうち少なくとも一方が設けられていても良い。【００３８】
本実施例では、上記第１実施例における第１のパスが設けられていない。また、母体心電除去部１４Ｂは、可変増幅器１６及びＡＤＣ１７を介して取得した入力信号のうち、閾値を超えるピークが一定時間連続する母体の心拍成分を除去する。母体心電除去部１４Ｂは、この母体の心拍成分の除去で用いる閾値と一定時間とを含むパラメータを記憶したメモリ１４１を有する。このように、本実施例では、母体の心拍成分のピークが取り得る値が閾値を超えることと、閾値を超えるピークが連続し得る一定時間とを利用する。【００３９】
図１３は、増幅された心拍波形の一例を示す波形図である。図１３中、縦軸は第２のパスを介して母体心電除去部１４Ｂに供給される入力信号の振幅を任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。図１３において、実線は母体の心拍成分を示し、破線は胎児の心拍成分を示す。図１３に示す例では、母体の心拍成分のピークが、可変増幅器１６における増幅により接地レベルＧＮＤから見て正側の閾値ＴｈＭａｘを超えて飽和しており、負側の閾値ＴｈＭｉｎを超えて飽和している。また、閾値（図１３に示す例では閾値ＴｈＭａｘ）を超えるピークが連続し得る一定時間は、指定時間ｔで示されている。これに対し、胎児の心拍成分は、母体の心拍成分より低いピークを有するため、可変増幅器１６における増幅によりピークが飽和していない。つまり、可変増幅器１６のゲインは、増幅された胎児の心拍成分のピークが飽和しない程度に制御されており、ＡＤＣ１７が出力する信号からは、胎児の心拍成分を高精度で取得することができる。【００４０】
図１４は、胎児心拍の一例を示す波形図である。図５中、縦軸は母体心電除去部１４から出力される信号の振幅を任意単位で示し、横軸は時間を任意単位で示す。母体心電除去部１４は、第２のパスを介して取得される図１３に示す入力信号から、閾値を超えるピークが指定時間ｔで示される一定時間連続する母体の心拍成分を除去することで、胎児の心拍成分を含む信号を出力する。削除されたデータの箇所は、削除されたことが分かれば良いので、例えばデータ「０」を代入すれば良い。なお、図１４では、説明の便宜上、胎児の心拍成分がＡＤＣ１７によりデジタル信号に変換される前の状態を示す。【００４１】
図１２に示す演算部１０Ｂの処理は、コンピュータにより実行可能である。従って、演算部１０Ｂの代わりに、図９に示すプロセッサ１０１及びメモリ１０２で形成されたコンピュータを設けても良い。【００４２】
図１５及び図１６は、第２実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。図１５及び図１６に示す胎児心拍抽出処理は、例えば図９に示すプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより実行可能である。この場合、メモリ１０２は、図１２に示す母体心電除去部１４Ｂ内のメモリ１４１が記憶するパラメータをも記憶する。【００４３】
図１５中、プロセッサ１０１は、ステップＳ４１において、心電測定を開始し、入力端子１１に入力された入力信号を第２のパスを介して取得する。プロセッサ１０１は、ステップＳ４２において、入力信号の振幅が閾値を超えているか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ４３へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ４５へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ４３において、母体の心拍が未検出である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ４４において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ４２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００４４】
プロセッサ１０１は、ステップＳ４５において、入力信号の振幅が閾値を超えている連続時間が一定時間以下であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ４６へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ４８へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ４６において、母体の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ４７において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ４２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００４５】
プロセッサ１０１は、ステップＳ４８において、入力信号の振幅が閾値を超えた連続時間の真ん中を母体心電ピーク、即ち、母体の心拍のピークとして取得する。プロセッサ１０１は、ステップＳ４９において、抽出したピークから母体の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ５０において、計測した母体の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ５１へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ５３へ進む。母体の心拍の正常範囲とは、母体の心拍が取り得る範囲を指す。プロセッサ１０１は、ステップＳ５１において、母体の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ５２において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ４２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００４６】
プロセッサ１０１は、ステップＳ５３において、入力信号の振幅が閾値を超える時間と、その前後の時間（±αミリ秒）の時間だけ信号を除去する。プロセッサ１０１は、ステップＳ５４において、心電データから胎児の心電ピークを抽出する。具体的には、図１と共に説明したピーク検出部１５と同様の処理を行い、第２のパスを介して取得した入力信号から母体の心拍成分を除去した信号（心電データ）から、胎児の心拍成分のピークを検出する。ステップＳ５４の後、処理は図１６に示すステップＳ５５へ進む。【００４７】
図１６中、プロセッサ１０１は、ステップＳ５５において、胎児の心拍成分のピークが検出されたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ５６へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ６０へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ５６において、ゲイン設定が最大値であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ５７へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ５８へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ５７において、第２のパスのゲインを一定値だけ増加し、処理は図１５のステップＳ４２へ戻る。プロセッサ１０１は、ステップＳ５８において、胎児の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ５９において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理は図１５のステップＳ４２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００４８】
プロセッサ１０１は、ステップＳ６０において、図１と共に説明した胎児心拍計算部１８と同様の処理を行い、胎児の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ６１において、計算した胎児の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ６２へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ６６へ進む。胎児の心拍の正常範囲とは、胎児の心拍が取り得る範囲を指す。プロセッサ１０１は、ステップＳ６２において、ゲイン設定が最小値であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ６３へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ６４へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ６３において、第２のパスのゲインを一定値だけ減少させ、処理は図１５のステップＳ４２へ戻る。プロセッサ１０１は、ステップＳ６４において、胎児の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ６５において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理は図１５のステップＳ４２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００４９】
プロセッサ１０１は、ステップＳ６６において、ステップＳ４９で計算された母体の心拍と、ステップＳ６０で計算された胎児の心拍とを別々に、有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ送信する。なお、胎児の心拍のみを外部装置へ送信するようにしても良い。プロセッサ１０１は、ステップＳ６７において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理は図１５に示すステップＳ４２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００５０】
本実施例では、第１のパスを設けないので、胎児心拍抽出装置１−２の構成が上記第１実施例の胎児心拍抽出装置１−１の構成より簡略化可能である。また、母体の心拍のタイミングを測定しないので、演算部１０Ｂの処理も、第１実施例の演算部１０（または、演算部１０Ａ）の処理より簡単になる。このため、演算部１０Ｂの演算量をさらに抑えて、演算部１０Ｂへの負荷をさらに軽減することが可能となる。
（第３実施例）
図１７は、第３実施例における胎児心拍抽出装置の一例を示すブロック図である。図１７中、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例においても、演算部１０Ｃの処理をコンピュータにより実行しても良い。また、図９に示す有線デバイス１０３及び無線装置１０４のうち少なくとも一方が設けられていても良い。上記第１実施例では、２つのパスを用いるが、本実施例では、単一のパスを切り換えて第１のパスまたは第２のパスとして使用する。【００５１】
本実施例では、胎児心拍抽出回路１−３の演算部１０Ｃは、タイミング調整回路１９と、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２とを含む。タイミング調整回路１９は、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２の接続を切り換え制御する。また、タイミング調整回路１９は、ピーク検出部１５が検出したピークに基づいて、可変増幅器１６のゲインを可変制御する。第１の状態では、タイミング調整回路１９は、可変増幅器１６のゲインを例えば１に制御し、スイッチ回路ＳＷ１をオン（閉成）に切り換え制御すると共に、スイッチ回路ＳＷ２をオフ（開成）に切り換え制御する。一方、第２の状態では、タイミング調整回路１９は、可変増幅器１６のゲインを例えば２〜１００に制御し、スイッチ回路ＳＷ１をオフ（開成）に切り換え制御すると共に、スイッチ回路ＳＷ２をオン（閉成）に切り換え制御する。【００５２】
先ず、第１の状態では、入力信号をゲイン１（即ち、増幅しない設定）の可変増幅器１６及びＡＤＣ１７を介して取得し、オンのスイッチ回路ＳＷ１及び母心拍抽出部１３を介して母体心電除去部１４Ｃに供給する。母体心電除去部１４Ｃは、母心拍抽出部１３で抽出された母体の心拍に基づき、母体の心拍間隔を母体心電除去部１４Ｃ内のメモリ１４２に記憶する。【００５３】
次に、第２の状態では、入力信号を例えばゲイン２以上に可変制御されたの可変増幅器１６及びＡＤＣ１７を介して取得し、オンのスイッチ回路ＳＷ２を介して母体心電除去部１４Ｃに供給する。母体心電除去部１４Ｃは、第２の状態で取得した入力信号から、メモリ１４２に記憶された、第１の状態で抽出した母体の心拍成分を除去した信号を、ピーク検出部１５及び胎児心拍計算部１８に供給する。ピーク検出部１５は、母体心電除去部１４が出力する信号から、胎児の心拍成分のピークを検出して、可変増幅器１６を検出したピークの振幅に応じたゲインに制御するための信号を、タイミング調整回路１９を介して可変増幅器１６に供給する。【００５４】
図１７に示す演算部１０Ｃの処理は、コンピュータにより実行可能である。従って、演算部１０Ｃの代わりに、図９に示すプロセッサ１０１及びメモリ１０２で形成されたコンピュータを設けても良い。この場合、コンピュータは、母心拍抽出部１３、母体心電除去部１４Ｃ、ピーク検出部１５、胎児心拍計算部１８、及びタイミング調整回路１９の処理を実行すると共に、スイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２を切り換え制御する。【００５５】
図１８及び図１９は、第３実施例における胎児心拍抽出処理の一例を説明するフローチャートである。図１８及び図１９に示す胎児心拍抽出処理は、例えば図９に示すプロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを実行することにより実行可能である。【００５６】
図１８中、プロセッサ１０１は、ステップＳ７１において、心電測定を開始し、入力端子１１に入力された入力信号を演算部１０Ｃで取得する。プロセッサ１０１は、ステップＳ７２において、スイッチ回路ＳＷ１をオンに制御し、スイッチ回路ＳＷ２をオフに制御する。プロセッサ１０１は、ステップＳ７３において、可変増幅器１６のゲイン設定を１にする。プロセッサ１０１は、ステップＳ７４において、母体心電から心電ピークを抽出する。具体的には、図１と共に説明した母心拍抽出部１３と同様の処理を行い、入力信号から母体の心拍のピークを抽出する。プロセッサ１０１は、ステップＳ７５において、心電ピークが抽出できたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ７６へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ７８へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ７６において、母体の心拍が未検出である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ７７において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ７２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００５７】
プロセッサ１０１は、ステップＳ７８において、抽出したピークから母体の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ７９において、計測した母体の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ８０へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ８２へ進む。母体の心拍の正常範囲とは、母体の心拍が取り得る範囲を指す。プロセッサ１０１は、ステップＳ８０において、母体の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ８１において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ７２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００５８】
プロセッサ１０１は、ステップＳ８２において、母体心拍のタイミングをメモリ１０２に記憶する。プロセッサ１０１は、ステップＳ８３において、メモリ１０２に記憶された母体心拍のタイミングに基づいて、母体の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ８４において、計測した母体の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ８５へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ８７へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ８５において、母体の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ８６において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ７２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００５９】
プロセッサ１０１は、ステップＳ８７において、スイッチ回路ＳＷ１をオフに制御し、スイッチ回路ＳＷ２をオンに制御し、処理は図１９に示すステップＳ８８へ進む。図１９中、プロセッサ１０１は、ステップＳ８８において、可変増幅器１６のゲイン設定を１以外にする。プロセッサ１０１は、ステップＳ８９において、母体心電を除去する。具体的には、図１と共に説明した母体心電除去部１４と同様の処理を行い、メモリ１０２に記憶された母体心拍のタイミングに基づいて、１以外のゲインで増幅された入力信号から母体の心拍成分を除去する。プロセッサ１０１は、ステップＳ９０において、心電データから胎児の心電ピークを抽出する。具体的には、図１と共に説明したピーク検出部１５と同様の処理を行い、１以外のゲインで増幅された入力信号から母体の心拍成分を除去した信号（心電データ）から、胎児の心拍成分のピークを検出する。プロセッサ１０１は、ステップＳ９１において、胎児の心拍成分のピークが検出されたか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ９２へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ９６へ進む。【００６０】
プロセッサ１０１は、ステップＳ９２において、ゲイン設定が最大値であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ９３へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ９４へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ９３において、可変増幅器１６のゲインを一定値だけ増加し、処理はステップＳ８８へ戻る。プロセッサ１０１は、ステップＳ９４において、胎児の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ９５において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ８８へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００６１】
プロセッサ１０１は、ステップＳ９６において、図１と共に説明した胎児心拍計算部１８と同様の処理を行い、胎児の心拍を計算する。プロセッサ１０１は、ステップＳ９７において、計算した胎児の心拍が正常範囲内であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ９８へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１０２へ進む。胎児の心拍の正常範囲とは、胎児の心拍が取り得る範囲を指す。プロセッサ１０１は、ステップＳ９８において、ゲイン設定が最小値であるか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ９９へ進み、判定結果がＹＥＳであると処理はステップＳ１００へ進む。プロセッサ１０１は、ステップＳ９９において、可変増幅器１６のゲインを一定値だけ減少させ、処理はステップＳ８８へ戻る。プロセッサ１０１は、ステップＳ１００において、胎児の心拍が異常である旨を有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ通知する。プロセッサ１０１は、ステップＳ１０１において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理はステップＳ８８へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００６２】
プロセッサ１０１は、ステップＳ１０２において、ステップＳ８３で計算された母体の心拍と、ステップＳ９６で計算された胎児の心拍とを別々に、有線デバイス１０３または無線装置１０４を介して外部装置へ送信する。なお、胎児の心拍のみを外部装置へ送信するようにしても良い。プロセッサ１０１は、ステップＳ１０３において、心電測定が終了したか否かを判定し、判定結果がＮＯであると処理は図１８に示すステップＳ７２へ戻り、判定結果がＹＥＳであると処理は終了する。【００６３】
本実施例では、単一のパスを切り換えて第１のパスまたは第２のパスとして使用するので、胎児心拍抽出装置１−３の構成が上記第１実施例の胎児心拍抽出装置１−１の構成より簡略化可能である。また、演算部１０Ｃの処理も、第１実施例の演算部１０（または、演算部１０Ａ）の場合と同様に演算量を抑えて、演算部１０Ｃへの負荷を軽減することが可能となる。【００６４】
上記の各実施例によれば、演算部への負荷を軽減できる。また、胎児の心拍を高精度に抽出することができる。さらに、比較的簡単な演算処理を行うため、演算部を小型化できる。このため、胎児心拍抽出装置の小型化、低価格化、及び低消費電力化が可能となり、ウェアラブルな胎児心拍抽出装置も形成可能となる。【００６５】
さらに、胎児の心拍、或いは、母体の心拍と胎児の心拍とを含む心電図情報をホスト装置に送信するので、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号をホスト装置に送信する場合と比較すると、ホスト装置との通信量を削減して、消費電力を削減できる。例えば２００Ｈｚのサンプリングで１６ビット分解能ＡＤＣを用いての母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を無線で送信する場合、３．２ｋｂｐｓでデータを送信する必要があるが、心拍成分だけを送信する場合であれば、例えば８ビットのデータを１Ｈｚで送れば良いので、データ量は１／１００に抑えられる。【００６６】
また、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を送信する場合、通信量が多くなるため、通信処理に負荷がかかり、データが途切れる可能性が高くなる。また、通信量が多いと、通信時間も長くなり、母体への負担やストレスを軽減することは難しい。一方、通信処理の負荷を軽くするためにサンプリングの時間を少なくすると、心拍抽出精度が低下してしまう。また、ＡＤＣの分解能を落とすと胎児の心拍成分が消失する可能性がある。【００６７】
これに対し、上記の各実施例によれば、胎児の心拍成分と母体の心拍成分とを別々にを送信する場合も、胎児の心拍成分のみを送信する場合も、母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を送信する場合と比較すると、通信量を削減して通信時間を短縮できるため、母体への負担やストレスを軽減することが可能となる。【００６８】
なお、上記実施例には例えば「第１」、「第２」、及び「第３」なる順番が付けられているが、これらの順番は実施例の優先順位を表すものではない。【００６９】
以上、開示の胎児心拍抽出装置、方法及びプログラムを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１−１，１−１Ａ，１−２，１−３      胎児心拍抽出装置
１０，１０Ｂ，１０Ｃ      演算部
１１      入力端子
１２，１７      ＡＤＣ
１３      母心拍抽出部
１４，１４Ｂ，１４Ｃ      母体心電除去部
１５      ピーク検出部
１６      可変増幅器
１８      胎児心拍計算部
１９      タイミング調整回路
１０１      プロセッサ
１０２      メモリ
１０３      有線デバイス
１０４      無線装置
１４１，１４２      メモリ
ＳＷ１，ＳＷ２      スイッチ回路
【図１】
2017126008.tif 000003
【図２】
2017126008.tif 000004
【図３】
2017126008.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月23日(2018.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号を増幅する可変増幅器と、
前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得する取得部と、
取得した前記胎児の心拍成分のピークを検出して前記可変増幅器を前記ピークの振幅に応じたゲインに制御するピーク検出部と、
を備えたことを特徴とする、胎児心拍抽出装置。
【請求項２】
前記取得部は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出する第１のパスを含むことを特徴とする、請求項１記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項３】
前記取得部は、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得する第２のパスをさらに含み、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から、前記第１のパスで抽出された前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項２記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項４】
前記取得部は、
前記入力信号のうち、閾値を超えるピークが一定時間連続する前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項１記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項５】
前記取得部は、
前記可変増幅器のゲインを制御する制御部を有し、
第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出し、
前記第１のゲインに制御した前記可変増幅器を介して入力した前記入力信号から、抽出した前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記制御部は、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じて前記可変増幅器のゲインを第２のゲインに制御することを特徴とする、請求項１記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項６】
前記取得部は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分を除去する除去回路と、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出して前記除去回路に供給する第１のパスと、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得して前記除去回路に供給する第２のパスと、
前記母体の心拍成分の前記心拍タイミングに応じて前記入力信号のパスを切り換えるスイッチ回路とを含み、
前記制御部は、前記可変増幅器のゲインを前記第１のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第１のパスを介して前記除去回路に接続するように前記スイッチ回路を切り換え、前記可変増幅器のゲインを前記第２のゲインに制御する期間は前記可変増幅器の出力を前記第２のパスを介して前記除去回路に接続するように前記スイッチ回路を切り換えることを特徴とする、請求項５記載の胎児心拍抽出装置。
【請求項７】
母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号から、前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記入力信号を増幅する可変増幅器のゲインを、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じたゲインに制御する、
処理をプロセッサが実行することを特徴とする、胎児心拍抽出方法。
【請求項８】
コンピュータに、胎児心拍を抽出する処理を実行させるプログラムであって、
母体の心拍成分と胎児の心拍成分とが混在する入力信号から、前記母体の心拍成分を除去して前記胎児の心拍成分を取得し、
前記入力信号を増幅する可変増幅器のゲインを、取得した前記胎児の心拍成分のピークの振幅に応じたゲインに制御する、
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。
【請求項９】
前記取得する処理は、
前記入力信号から前記母体の心拍成分の心拍タイミングを計算し、前記心拍タイミングに基づいて前記入力信号から前記母体の心拍成分を抽出する第１の処理を含むことを特徴とする、請求項８記載のプログラム。
【請求項１０】
前記取得する処理は、
前記入力信号を前記可変増幅器を介して取得する第２の処理をさらに含み、
前記可変増幅器を介して取得した前記入力信号から、前記第１の処理で抽出された前記母体の心拍成分を除去することを特徴とする、請求項９記載のプログラム。
【国際調査報告】
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