(57)【要約】本発明は、被検体の生命兆候情報を判断するための装置、システム、および方法に関する。動きおよび低SNRに関して、獲得された生命兆候情報について向上した信号品質と改善された堅牢性を提供するために、提案される装置は、脈拍数を含む周波数帯域において最良に歪みを抑圧するカラーチャネルの線形結合を見い出そうとする。その結果、この同じ線形結合を使用して、より低い周波数帯域において所望の生命兆候情報（例えば、呼吸信号またはマイヤー波といった生命兆候信号によって表されるもの）を引き出す。
2019500932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の生命兆候情報を判断するための装置であって、前記装置は、
被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）を獲得するための入力インターフェイスであり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、入力インターフェイスと、
少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）を獲得するように、第１フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタするための第１フィルタユニットと、
重み付け（ｗ）を計算するための重み付け計算ユニットであり、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号（Ｓ１）を結果として生じる、重み付け計算ユニットと、
前記第１生命兆候信号（Ｓ１）とは異なる第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算するための生命兆候信号計算ユニットであり、
計算された前記重み付け（ｗ）と、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含む場合には、前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）、または、第２フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタすることによって獲得される少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）のうちいずれかと、を使用しており、前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）とは異なるように帯域幅が制限されており、かつ、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含んでいる、
生命兆候信号計算ユニットと、
前記第２生命兆候信号（Ｓ２）から生命兆候情報を判断するための、生命兆候判断ユニットと、
を含む、装置。
【請求項２】
前記第１フィルタユニットは、被検体の脈拍に係る周波数範囲を少なくとも通過させ、かつ、ＤＣ成分を抑圧する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１フィルタユニットは、被検体の呼吸信号、及び／又は、マイヤー波に係る周波数範囲を追加的に通過させる、
ように構成されている、請求項２に記載の装置
【請求項４】
前記重み付け計算ユニットは、
前記重み付けされた結合が、可能な限り密接に、既定のベクトルに対応する個々の検出信号との共分散を有し、
強度変動と鏡面反射が抑圧され、または、
検出チャネルにおける独立信号を特定するためにデミキシング行列が計算され、かつ、第２基準を使用して独立信号から生命兆候信号が選択される、
ように、重み付け（ｗ）を計算する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記生命兆候信号計算ユニットは、前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）の重み付けされた結合により、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、さらに、
前記少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）を獲得するように、第２フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタするための第２フィルタユニット、を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記生命兆候信号計算ユニットは、前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付け結合により、第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算する、ように構成されており、かつ、
前記装置は、さらに、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を獲得するように、第２フィルタを用いて前記第１生命兆候信号（Ｓ１）をフィルタするための第２フィルタユニット、を含む、
請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記第２フィルタユニットは、少なくとも被検体の呼吸信号、及び／又は、マイヤー波に係る周波数範囲を通過させ、かつ、少なくとも被検体のパルス信号に係る周波数範囲を抑圧する、
ように構成されている、請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記生命兆候信号計算ユニットは、前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付け結合により、第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算する、ように構成されており、かつ、
前記装置は、さらに、
ゲイン（Ｇ）を獲得するように、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の特性を検出するため、特には、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の周波数領域表現におけるピーク検出及び／又は時間領域表現における振幅または標準偏差の検出のための特性検出器と、
前記ゲイン（Ｇ）を用いて前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を乗算するための乗算ユニットと、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、さらに、数多くの第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算するように構成されており、それぞれ前記被検体の異なる皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）の異なるセットからのものであり、かつ、
前記生命兆候判断ユニットは、前記数多くの第２生命兆候信号（Ｓ２）の結合から前記生命兆候情報を判断する、ように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記入力インターフェイスは、前記被検体の異なる皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）の異なるセットを獲得するように構成されており、
前記重み付け計算ユニットは、少なくとも２つの検出信号（Ｃ）のセット毎に重み付け（ｗ）を計算する、ように構成されており、
前記生命兆候信号計算ユニットは、
少なくとも２つの検出信号（Ｃ）のそれぞれのセットに係る前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付け結合により、第１予備生命兆候信号を、少なくとも２つの検出信号（Ｃ）のセット毎に、計算し、かつ、
少なくとも２つの検出信号（Ｃ）の異なるセットについて計算された前記第１予備生命兆候信号を結合することにより、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算する、
ように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記重み付け計算ユニットは、
前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の振幅、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の標準偏差、または、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の周波数領域表現における、特にはピーク周りの小さな周波数範囲のピークまたはＲＭＳ値における特性が、時間にわたり一定であるように、前記計算において使用されるゲインを設定することによって、重み付け（ｗ）を計算する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
被検体の生命兆候情報を判断するためのシステムであって、前記システムは、
被検体の皮膚領域を透過または反射された電磁放射線を検出し、かつ、前記検出された電磁放射線から少なくとも２つの検出信号（Ｃ）を引き出すための検出器であり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、検出器と、
引き出された前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）から呼吸情報を判断するための、請求項１に記載の装置と、
を含む、システム。
【請求項１４】
被検体の生命兆候情報を判断するための方法であって、前記方法は、
被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）を獲得するステップであり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、ステップと、
少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）を獲得するように、第１フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタするステップと、
前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号（Ｓ１）を結果として生じる、重み付けを計算するステップと、
第２フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタすることにより獲得された少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）に係る重み付けされた結合によって、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）とは異なる第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算するステップであり、
計算された前記重み付け（ｗ）と、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含む場合には、前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）、または、前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）とは異なっており、かつ、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含んでいる、前記少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）のうちいずれかと、を使用している、ステップと、
前記第２生命兆候信号（Ｓ２）から生命兆候情報を判断する、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
プログラムコード手段を含んでいるコンピュータプログラムであって、コンピュータ上で前記コンピュータプログラムが実行されると、請求項１４に記載の方法のステップを前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生命兆候情報、特には、人間（例えば、患者、高齢者、赤ちゃん、等）または動物といった、被検体の呼吸数またはトラウベ−ヘリング−マイヤー波（Traube-Hering-Mayer  waves）のような呼吸情報、を判断するための装置、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の生命兆候（vital  sign）、例えば、心拍数（HR）、呼吸数（RR）、または動脈血中酸素飽和度は、人間の現在の状態の指標として、および、重大な医療事象（medical  events）の強力な予測因子として役立つ。この理由により、生命兆候は、入院患者と外来患者のケア施設において、家庭で、または、さらなる健康、余暇、およびフィットネス施設において、広くモニタされている。
【０００３】
生命兆候を測定する１つの方法はプレチスモグラフィ（plethysmography）である。プレチスモグラフィは、一般的には、臓器または身体部分の体積変化の測定を参照する。特には、心拍毎に被検体の身体を通って進行する心血管パルス波（cardio-vascular  pulse  wave）による体積変化の検出を参照する。
【０００４】
フォトプレチスモグラフィ（PPG）は、関心領域またはボリュームの光反射または透過の時間的変化を評価する光学測定技術である。PPGは、血液が周囲の組織よりも多くの光を吸収するという原理に基づいており、そうして、心拍ごとの血液量における変動が、それに応じて透過または反射に影響を与える。心拍数に関する情報に加えて、PPG波形は、呼吸といった、さらなる生理学的現象に起因する情報を含むことができる。異なる波長（典型的には赤色および赤外線）における透過率及び／又は反射率を評価することによって、血中酸素飽和度を決定することができる。
【０００５】
被検体の心拍数および（動脈）血中酸素飽和度（SpO2とも呼ばれるもの）を測定するための従来のパルスオキシメータ（ここにおいては接触PPG装置（contact  PPG  device）とも呼ばれるもの）は、被検体の皮膚、例えば指先、耳たぶ、または額、に対して取り付けられる。従って、それらは「接触（"contact"）」PPG装置と呼ばれている。典型的なパルスオキシメータは、光源として赤色LEDと赤外線LED、および、患者の組織を透過してきた光を検出するための１つのフォトダイオードを含んでいる。商業的に利用可能なパルスオキシメータは、赤色波長と赤外線波長における測定の間を迅速に切替え、そして、それにより、２つの異なる波長において組織の同じ領域またはボリュームの透過率を測定する。このことは、時分割多重（time-division-multiplexing）と呼ばれている。各波長における時間にわたる透過率は、赤色および赤外線波長についてPPG波形を与える。接触PPGは基本的には非侵襲的な技術としてみなされるが、接触PPG測定は、しばしば、不快で目障りである。パルスオキシメータが被検体に対して直接的に取り付けられており、そして、あらゆるケーブルが移動の自由を制限し、かつ、ワークフローを妨げ得るからである。同じことが、呼吸測定のための接触センサについても当てはまる。
【０００６】
近年、非接触の、リモートPPG（rPPG）装置（ここではカメラrPPG装置とも呼ばれるもの）が、邪魔にならない測定のために、導入されてきている。リモートPPGは、関心対象から遠く離れて配置された光源、または、一般的には放射線源を利用する。同様に、検出器も、例えば、カメラまたは光検出器、また、関心対象から遠く離れて配置され得る。従って、リモートフォトプレチスモグラフシステムおよび装置は、邪魔ではないと考えられ、そして、医療的アプリケーションはもちろん非医療的な日常的アプリケーションについても良好に適している。しかしながら、リモートPPG装置は、典型的には、より低い信号対雑音比を達成している。
【０００７】
Verkruysse共著、”Remote  plethysmographic  imaging  using  ambient  light”、Optics  Express、16（26）、2008年12月22日、pp.21434-21445  は、環境光、および、赤色、緑色、青色のカラーチャネルを使用している、従来の消費者レベルのビデオカメラを使用して、フォトプレチスモグラフ信号を遠く離れて測定することができることを説明している。
【０００８】
PPG技術を使用して、生命兆候を測定することができる。それは、脈動する血液量によって引き起こされる皮膚における微小な光吸収変化、すなわち、血液量パルスによって誘発される人間の皮膚の周期的な色変化によって、明らかにされるものである。この信号は、非常に小さく、かつ、照明の変化および動きによるはるかに大きな変動の中に隠れているので、基本的に低い信号対雑音比（SNR）を改善することに全般的な関心が存在する。特には、より重要な健康管理アプリケーションについて、生命兆候測定装置および方法の改善された堅牢性（robustness）と精度が要求される、厳しい動作、チャレンジングな環境照明条件、またはアプリケーションの高い要求精度を伴う、未だに過酷な状況が存在している。
【０００９】
動きの堅牢性（motion  robustness）を達成するために、パルス抽出法（pulse-extraction  methods）は、動きによって通常誘導される最も一般的な歪み（distortions）の方向とは異なる、正規化されたRGB色空間における方向を有している色変化から利益を得ている。堅牢なパルス信号抽出のための既知の方法は、歪み信号を除去するために正規化されたRGB色空間における血液量パルスの既知の固定された向きを使用する。さらなる背景は、G.de  HaanとA.van  Leest共著、”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”、Physiol.Meas.  35  1913、  2014において開示されており、動脈血液および無血皮膚（bloodless  skin）の異なる吸収スペクトルが、正規化されたRGB空間における非常に特定的なベクトルに沿って変化を生じさせることを説明している。正確なベクトルは、所与の光スペクトルおよびカメラ内の光フィルタの伝達特性について決定することができる。この「シグネチャ（"signature"）」は、ブラインド音源分離（blind  source  separation）に基づいた最近の方法よりはるかに優れた動きの堅牢性を有するrPPGアルゴリズムをデザインするために使用され得ること、および、以前に刊行されたクロミナンスに基づく（chrominance-based）方法よりさえも優れていることが示されている。
【００１０】
米国特許出願公開第2014/0275825A1号は、生理学的パラメータを決定するための光信号を選択することができる生理学的モニタリングシステムを開示している。いくつかの実施形態において、モニタリングシステムは、血中酸素飽和度といった生理学的メトリックに基づいて、または、信号対雑音比といったシステムメトリックに基づいて、さらなる処理のために受信した光信号を選択することができる。いくつかの実施形態において、システムは、受信した信号に基づいて光駆動パラメータを決定し得る。例えば、システムは、生理学的パラメータを決定するため、さらなる処理のために受信した光信号を選択することができる。
【００１１】
FENG  LITONGら共著：”Motion-Resistant  Remote  Imaging  Phtoplethysmography  Based  on  the  Optical  Properties  of  Skin”、IEEE  TRANSACTIONS  ON  CIRCUITS  AND  SYSTEMS  FOR  VIDEO  TECHNOLOGY、IEEE  SERVICE  CENTTER、PISCATAWAY、NJ、US、vol.25、no.5、May  2015（2015-05-01）、pages  879-891、XP011580036は、光リモートイメージングフォトプレチスモグラフィ（RIPPG）信号モデルを開示しており、そこでは、RIPPG信号および動きアーチファクトの起源（origins）を明確に説明することができる。皮膚の関心領域（ROI）は、ランバート放射体（Lambertian  radiator）としてみなされ、そして、ROIトラッキングの効果は、放射測定（radiometry）の観点から分析される。ディジタルカラーカメラを単純な分光器として考えることによって、動きアーチファクトを減少させるために緑色チャネルと赤色チャネルとの間の適応色差演算（adaptive  color  difference  operation）が提案されている。フォトプレチスモグラフ信号のスペクトル特性に基づいて、RIPPGの残留動きアーチファクトを除去するための適応帯域フィルタ（adaptive  bandpass  filter）が提案されている。
【００１２】
米国特許出願公開第2015/0320363A1号は、被検体を透過または被検体から反射されて検出された電磁放射線から被検体の少なくとも１つの生命兆候を示す生理学的情報を抽出するための装置を開示しており、装置は、被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される検出データのデータストリームを受取るための入力インターフェイスを含んでいる。検出データは、それぞれの波長部分を表す少なくとも２つの信号チャネルにおける波長依存（wavelength-dependent）の反射または透過情報を含んでいる。信号ミキサは、少なくとも２つの信号チャネルを少なくとも１つの混合信号へと動的に混合する。プロセッサは、少なくとも１つの混合信号から少なくとも１つの生命兆候を示す生理学的情報を導出し、そして、コントローラは、少なくとも１つの混合信号へと混合された少なくとも２つの信号チャネルの相対的寄与、及び／又は、上記の相対的寄与が動的に変化することが可能な変化率を制限するように信号ミキサを制御する。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の目的は、被検体の生命兆候情報を決定するための装置、システム、および方法を提供することである。動きと低いSNRに関して獲得された生命兆候情報の向上した信号品質および改善された堅牢性を提供するものである。
【００１４】
本発明の第１の態様においては、被検体の生命兆候情報を判断するための装置が提供される。本装置は、
−被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から生じる少なくとも２つの検出信号を獲得するための入力インターフェイスであり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報（transmission  information）を含んでいる、入力インターフェイスと、
−少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号を獲得するように、第１フィルタを用いて少なくとも２つの検出信号をフィルタするための第１フィルタユニットと、
−重み付けを計算するための重み付け計算ユニットであり、少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号を結果として生じる、重み付け計算ユニットと、
−第２フィルタを用いて少なくとも２つの検出信号をフィルタすることにより獲得された少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号に係る重み付けされた結合によって、第１生命兆候信号とは異なる第２生命兆候信号を計算するための生命兆候信号計算ユニットであり、計算された重み付けと、第２生命兆候信号の周波数範囲を含む場合には、第１帯域幅制限検出信号、または、第１帯域幅制限検出信号とは異なっており、かつ、第２生命兆候信号の周波数範囲を含んでいる、少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号のうちいずれかと、を使用している、生命兆候信号計算ユニットと、
−第２生命兆候信号から生命兆候情報を判断するための、生命兆候判断ユニットと、を含む。
【００１５】
本発明のさらなる態様においては、被検体の生命兆候情報を判断するためのシステムが提供される。本システムは、
−被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線を検出し、かつ、検出された電磁放射線から少なくとも２つの検出信号を引き出すための検出器であり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、検出器と、
−引き出された少なくとも２つの検出信号から呼吸情報を判断するために、ここにおいて開示される装置と、を含む。
【００１６】
本発明のなおもさらなる態様においては、対応する方法を提供するコンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、ここにおいて開示された方法のステップをコンピュータに実行させるプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムを提供する。プロセッサによって実行されると、ここにおいて開示された方法を実行させるコンピュータプログラム製品を保管している有形のコンピュータで読取り可能な記録媒体も同様である。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項において定義されている。請求される方法、システム、コンピュータプログラム、および媒体は、請求される装置、および、従属請求項に定義されるものと類似、及び／又は、同一の好ましい実施形態を有するものと理解されるべきである。
【００１８】
PPG信号は、皮膚における血液量の変動から結果として生じる。従って、その変動は、反射され／透過された光の異なるスペクトル成分において見た場合に、特徴的な脈動性（pusatility）「シグネチャ（”signature”）」を与える。このシグネチャは、基本的に、血液の吸収スペクトルおよび無血皮膚組織とのコントラスト（差異）として結果として生じている。検出器、例えば、カメラまたはセンサが、離散的な数（discrete  number）のカラーチャネルを有し、それぞれが光スペクトルの特定の部分を検出している場合には、これらのチャネルにおける相対的な拍動性は、次に、「シグネチャベクトル（”signature  vector”）」、「正規化された血液量ベクトル（”normalized  blood-volume  vector”）」、PbVとしても参照されるもの、の中に配置され得る。このシグネチャベクトルが既知であれば、次に、カラーチャネルおよびシグネチャベクトルに基づいた動きの堅牢な（motion-robust）パルス信号の抽出が可能であることが、G.de  HaanとA.van  Leest共著、”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”、Physiol.Meas.  35  1913、  2014において示されてきており、ここにおいて参照として包含されている。パルス信号の品質については、それでもシグネチャが正しいことが不可欠である。そうでなければ、既知の方法は、シグネチャベクトルによって示されるようにパルスベクトルと正規化されたカラーチャネルとの所定の相関を達成するように、ノイズを出力パルス信号へと混合するからである。
【００１９】
Pbv法の詳細および正規化された血液量ベクトル（「基準生理学的情報を示す設定された向きを有する所定のインデックス要素（”predetermined  index  element  having  a  set  of  orientation  Indicative  of  a  reference  physiological  information”）」と呼ばれるもの）の使用も、また、米国特許出願公開第2013/271591号において説明されており、その詳細も、また、参照として包含されている。
【００２０】
正規化されたRGB色空間において血液量パルスの既知の固定の向きを、歪んだ信号を除去するために使用する、上述の既知の方法（G.de  HaanとA.van  Leest共著、”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”、Physiol.Meas.  35  1913、  2014」において開示されているもの）は、原理的には、異なる周波数帯域おける最適化だけによって、検出された電磁放射線（または、そこから抽出されたPPG信号）から生命兆候情報（特には、呼吸数といった呼吸信号によって表される呼吸情報）を引き出すために使用され得るものであるが、パフォーマンスが、生命兆候情報信号の周期と振幅の両方のより大きな変動性に悩まされている。また、生命兆候情報信号（例えば、呼吸信号）の周波数は、典型的にはパルス信号の周波数の３分の１であるので、歪み抑圧（distortion  suppression）を最適化するためにはるかに長い時間インターバルも必要とされる。これらのより長いインターバルは、歪みの変化する統計に対してあまり迅速に適応することができない。
【００２１】
それゆえ、本発明に従って、獲得された生命兆候情報の大幅に改善された信号品質を提供する異なるアプローチが提案されている。このアプローチは、動きアーチファクト（motion  artifact）に対して直交な色の変化を判断し、かつ、それらを、呼吸信号といった、おそらく不規則な生命兆候情報信号を検出するために使用する心臓活動によって生じる、周期的よりむしろ常に利用可能な色の変化から利益を得ている。鼓動している心臓は、主に動脈血における脈動を引き起こし、一方で、呼吸による圧力変化が同様に静脈血において作用する。静脈血は、より低い酸素化レベルを有するので、赤色光のいくらか高い吸収を伴って、赤色における脈動レベルは、パルス信号（ここでは第１生命兆候とも呼ばれるもの）についてよりも、呼吸信号について少し高い。しかしながら、パルス信号を使用して、動きアーチファクトおよび可能な他の歪みに対して直交する（擬似（pseudo-））色空間において方向を決定することが十分である。
【００２２】
この直交方向が、呼吸による色の変化の方向と一致しない限り、この方向において呼吸信号を観測することができる。これに関連して、異なる検出信号（ここではカラーチャネルとも呼ばれるもの）に与えられる重み付けは、ライン上への投影（projection）として見ることができる。投影された歪みが最小になるように、このラインを選択するためにアルゴリズムが使用されてよい。一般的に、脈拍信号と呼吸信号は、歪みとは異なる方向に色を変化させ、そして、従って最小化されない。
【００２３】
このことは、また、マイヤー波にも当てはまり、変化している血液量も、また、導いている。変化する血液量の酸素化レベルに応じて、色の向きにおけるわずかな違いが存在し得るが、この方向が動き誘発（motion-induced）歪みの方向と一致する可能性はわずかである（一般的に、強度変化または鏡面反射変化は、血液量の変動とは極めて異なる色の変化を導く）。
【００２４】
従って、本発明は、カラーチャネル（波長チャネルまたは周波数帯域とも呼ばれるものであり、色は、ここにおいて広く理解されるものであり、かつ、スペクトルの不可視部分における波長チャネルを含んでよい）の線形結合（linear  combination）を見い出すためのアイデアに基づいている。心拍数を含む周波数帯域において最良に歪みを抑圧するものであり、そして、結果として、より低い周波数帯域において所望の生命兆候情報（例えば、呼吸信号またはマイヤー波といった生命兆候情報信号によって表されるもの）を引き出すために、この同じ線形結合を使用する。線形結合の重み付けを見い出すための異なるオプションが、提案され、そして、好ましい実施形態の技術的事項（subject  matter）である。
【００２５】
提案されるシステムの検出器は、異なる方法で構成されてよく、好ましくはアプリケーションの種類およびシステムコンフィグレーションに応じて、特には、異なる波長の検出信号を検出するように構成されてよい。好ましい実施形態においては、650nm、810nm、および900nm付近の波長、または、760nm、800nm、および840nm付近の波長、または、475nm、550nm、および650nm付近の波長、または、650nmおよび800nm付近の波長、または、660nm、760nm、800nm、および840nm付近の波長において、検出信号を引き出すように構成されている。一般的に、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでおり、これは、異なる「波長チャネル（”wavelength  channels”）」が波長に対して異なる感度を有することを意味している。従って、それらは同じ波長に対しては敏感であるが、次いで、相対的感度は異なっているはずである。別の言葉で言えば、光学フィルタ、センシングのために使用されるものは、（部分的に）オーバーラップしていてよいが、異なるものである。
【００２６】
一般的に、少なくとも２つの信号チャネル（検出信号）は、300nmと1000nmとの間の波長インターバルから選択され、特には、赤色、緑色、および青色光に対応する波長部分を表している。このことは、PPG信号が（例えば、通常の）ビデオカメラによって取得された画像信号から獲得される場合、および、上述のリモートPPGの原理が１つ以上の生命兆候を引き出すために使用される場合に、特に使用される。他の実施形態においては、別のカラーチャネルに加えて、またはその代わりに、赤外線も、また、使用することができる。例えば、夜間のアプリケーションのために、１つまたはそれ以上の赤外線波長が追加的または代替的に使用されてよい。
【００２７】
一般的に、波長の選択には多くの自由が存在している。不可視光に対するプリファレンス、センサの限界、効率的な光源の利用可能性、等のような、ここにおいて最も論理的な選択を妨げる理由が存在し得るが、波長が、血液吸収が非常に異なるスペクトル領域に対応するとすれば、有利である。
【００２８】
一般的に、電磁放射線、特には光と、生体組織との相互作用（interaction）は複雑であり、かつ、（多重）散乱、後方散乱、吸収、透過、および（拡散）反射に係る（光学）プロセスを含んでいる。本発明の文脈において使用されるように、用語「反射する（”reflect”）」は、鏡面反射に限定されるものとして理解されるべきではなく、電磁放射線、特に光と、組織との上述のタイプの相互作用、およびそれらの任意の組み合わせも含むものである。
【００２９】
被検体の生命兆候情報信号を獲得するために、皮膚領域の中の皮膚ピクセル領域のデータ信号が評価される。ここで、「皮膚ピクセル領域（”skin  pixel  area”）」は、１つの皮膚ピクセルまたは隣接する皮膚ピクセルのグループを含む領域を意味している。すなわち、データ信号は、単一のピクセルまたは皮膚ピクセルのグループについて引き出され得るものである。
【００３０】
被検体の皮膚領域を透過または反射された電磁放射線を検出するため、および、検出された電磁放射線から検出データを引き出すための検出器は、様々な方法で実施することができる。一つの実施形態において、検出器は、フォトプレチスモグラフ信号を取得するために被検体の皮膚部分に対して取り付けられるように構成されたプレチスモグラフセンサを有している。そうしたセンサは、例えば、指または耳たぶに取り付けられた光学プレチスモグラフセンサ、もしくは、リストバンドまたは腕時計の中に配置されたセンサであってよい。
【００３１】
別の実施形態において、検出器は、時間にわたり被検体の画像フレームのシーケンスを取得するための画像化ユニットを有してよく、リモートPPGの原理を使用して、そこからフォトプレチスモグラフ信号を引き出すことができる。データストリームは、従って、一連の画像フレーム、または、より正確には、スペクトル情報を含む一連の画像フレームを含むことができる。例えば、色情報を含むRGB画像を利用することができる。しかしながら、赤外線と赤色の情報を表すフレームも、また、フレームのシーケンスを形成することができる。画像フレームは、観察される被検体およびさらなるエレメントを表すことができる。
【００３２】
提案される装置の一つの実施形態において、上記の第１フィルタユニットは、少なくとも被検体の脈拍数の周波数範囲を通過させ、そして、DC成分を抑圧させるように構成されている。第１フィルタユニットは、例えば、特には大人の被検体について、30-120  BPM（拍数毎分）の範囲、特に40-100  BPM、において下限、および、100-240  BPMの範囲、特に180-220  BPM、において上限を有している周波数範囲を通過させるように構成されており、もしくは、特には幼児または新生児の被検体について、50-140  BPMの範囲、特に70-120  BPM、において下限、および、180-240  BPMの範囲、特に200-220  BPM、において上限を有している周波数範囲を通過させるように構成されている。上述のように、PPG信号の強度は多くのパラメータ（肌の色合い、温度、身体部分、等）に依存しているので、パルス信号および所望の生命兆候情報信号（例えば、呼吸信号）は、強度が変化する。呼吸信号は、加えて呼吸量および胸部／腹部呼吸と伴に変化するので、パルス信号の強度は、パルス振幅が上記のパラメータとは離れて比較的に安定であると仮定して、呼吸信号の振幅を較正するために使用されている。
【００３３】
別の実施形態において、第１フィルタユニットは、加えて被検体の呼吸信号及び／又はマイヤー波の周波数範囲を通過させるように構成されている。第１フィルタユニットは、例えば、特には大人の被検体について、5-25  BPMの範囲、特に10-20  BPM、において下限、および、100-240  BPMの範囲、特に180-220  BPM、において上限を有している周波数範囲を通過させるように構成されており、もしくは、特には幼児または新生児の被検体について、5-25  BPMの範囲、特に10-20  BPM、において下限、および、180-240  BPMの範囲、特に200-220  BPM、において上限を有している周波数範囲を通過させるように構成されている。これにより、第２生命兆候信号を計算するための異なる方法が可能になる。例えば、以下で詳細に説明するように、第２フィルタユニットの使用を回避する。
【００３４】
別の実施形態において、上記の重み付け計算ユニットは、以下のように重み付けを計算するよう構成されている。
−重み付けされた結合が、可能な限り密接に、既定のベクトルに対応する個々の検出信号との共分散（covariance）を有すること、
−強度変動と鏡面反射（specular  reflections）が抑圧されること、または、
−検出チャネルにおける独立信号を特定するためにデミキシング行列（demixing  matrix）が計算され、かつ、第２基準（criterion）を使用して独立信号から生命兆候信号が選択されること、である。
従って、重み付けを計算するために、例えば、上記の引用文献G.de  HaanとA.van  Leest共著、”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”において開示されるように、代替方法が使用されてよい。
【００３５】
上述のように、第２生命兆候信号の計算は、異なる方法で実行されてよい。１つのオプションに従って、生命兆候信号計算ユニットは、計算された重み付けを使用して、少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号の重み付けされた結合によって第２生命兆候信号を計算するように構成されてよい。これにより、少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号は、上記の少なくとも２つの検出信号を第２フィルタを用いてフィルタするための第２フィルタユニットの使用によって獲得することができる。これに関連して、重み付けおよび第２フィルタリング（filtering）は、逆の順序で行われてもよいことに留意すべきである。
【００３６】
代替的なオプションに従って、上記の生命兆候信号計算ユニットは、計算された重み付けを使用して、上記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号の重み付けされた結合によって、第１生命兆候信号を計算するように構成されている。そして、ここで、装置は、さらに、上記の第２生命兆候信号を獲得するために、第２フィルタを用いて上記の第１生命兆候信号をフィルタするための第２フィルタユニットを含む。
【００３７】
両方のオプションにおいて、重み付けは、パルスを含む信号を使用して計算され、そして、パルスを含まない信号に対して適用されてよい。もしくは、第２生命兆候信号が第１生命兆候信号のサブ帯域の中に存在する場合、第１兆候信号を再度フィルタ（re-filtering）することによって第２生命兆候信号が獲得されるように、重み付けは、結合された信号を獲得するため既に適用されてきている。
【００３８】
さらに、両方のオプションにおいて、重み付けの順序と第１フィルタリング（filtering）は、一般的に、任意である。しかしながら、重み付けは第１帯域幅制限検出信号から計算されるので、フィルタされていない検出信号に対して重み付けを適用し、その後で重み付けされた結果をフィルタするより、むしろ、最初に第１フィルタを適用して、次に、フィルタされた検出信号から重み付けを決定するのが望ましい。
【００３９】
呼吸信号とパルス信号は、パルスが動脈（酸素化）血液においてだけ発生し、一方で、呼吸信号は、また、異なる吸収を有する静脈血液においても発生するので、全く同一の色の変化を引き起こさない。パルスを含むが呼吸を除外するように第１フィルタを制限することによって、重み付けは、動き誘発（motion-induced）歪みに対して直交するように、より良好に最適化され得る。
【００４０】
第２フィルタユニットは、少なくとも、被検体の呼吸信号、及び／又は、トラウベ−ヘリング−マイヤー波の周波数範囲、すなわち所望の生命兆候情報の周波数範囲、を通過させ、そして、少なくとも、被検体のパルス信号の周波数範囲を抑圧させるように構成されている。第２フィルタユニットは、5-25  BPMの範囲、特に10-20  BPMの範囲において下限、および、25-70  BPMの範囲、特に30-60  BPMの範囲において上限を有する周波数範囲を通過させるように特に構成されている。
【００４１】
さらに別のオプションにおいて、上記の生命兆候信号計算ユニットは、計算された重み付けを使用して、上記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号の重み付けされた結合によって、第１生命兆候信号を計算するように構成されており、そして、装置は、さらに、上記の第１生命兆候信号の特性の検出のための特性検出器を含んでいる。特には、上記の第１生命兆候信号の周波数領域表現におけるピーク検出、及び／又は、時間領域表現における振幅または標準偏差の検出のためのものであり、ゲインおよび上記のゲインを用いて第２生命兆候信号を乗算するための乗算ユニットを獲得する。重み付けから結果として生じるパルス信号（第１生命兆候信号）と第１帯域幅制限検出信号が、第２生命兆候のゲインを計算するために使用される。ゲインは、本質的にパルス信号の振幅を安定させる、すなわち、パルス信号の振幅の逆数に比例するものである。パルス振幅を安定させるゲイン（時間または周波数領域において測定されたパルス振幅の逆数）を計算することによって、このゲインは、例えば、（同一の重み付けが使用されるので）また安定した振幅を有するように、呼吸信号に対しても適用することができる。別の言葉で言えば、第２生命兆候信号は、第１生命兆候信号の振幅／標準偏差に対して適合されてよく、または、検出されたピーク高さ、特には、検出されたピークのRMS値および第１生命兆候信号のスペクトルにおいて検出されたピーク周りの既定の周波数範囲、に対して適合されてよい。第２生命兆候信号の振幅を調整するために、パルス信号の基本周波数の周りの小さな帯域における振幅またはRMS値が使用され、第２生命兆候信号のゲインが決定される。
【００４２】
特性検出器は、ここで、特性検出を被検体のパルス信号の周波数範囲に制限するように構成することができる。最初の生命兆候信号は、さらに異なる周波数を含んでよい。周波数領域での実装においては、可能性ある脈拍数を見出し、そして、その結果、実際のパルス信号のRMS値（時間領域における振幅に対応するもの）を測定するように、ピーク検出を行うことが可能である。
【００４３】
別の実施形態において、装置は、多くの第２生命兆候信号を計算するように構成されており、それぞれが被検体の異なる皮膚領域を透過または反射して検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号の異なるセットからのものである。そして、ここで、呼吸判断ユニットは、上記の第２生命兆候信号の結合から呼吸情報を判断するように構成されている。このことは、異なるサブ領域での並列測定を結合することによって、判断された生命兆候情報について改善された精度と信頼性を提供する（空間冗長性（spatial  redundancy））。
【００４４】
別の実施形態において、上記の入力インターフェイスは、被検体の異なる皮膚領域を透過または反射して検出された電磁放射線から引き出された少なくとも２つの検出信号の異なるセットを獲得するように構成されている。ここで、上記の重み付け計算ユニットは、少なくとも２つの検出信号のセット毎に、少なくとも２つの検出信号のセットそれぞれの計算された重み付けを使用した上記の少なくとも２つの第１帯域幅制限信号によって第１予備生命兆候信号を計算するように、そして、少なくとも２つの検出信号の異なるセットについて計算された上記の第１予備生命兆候信号を結合することによって第１生命兆候信号を計算するように構成されている。好ましくは、装置は、さらに、上記の第２生命兆候信号を獲得するために、第２フィルタを用いて上記の第１生命兆候信号をフィルタするための第２フィルタユニットを含む。この実施形態においては、また、重み付けと第１フィルタリングの順序は、一般的に、任意である。さらに、第１フィルタは、所望の生命兆候情報の周波数、特には呼吸情報の周波数を含むか、または、除外している周波数を通過させるように構成することができる。
【００４５】
なおもさらに、一つの実施形態において、上記の重み付け計算ユニットは、計算において使用される、ゲインを設定することによって上記重み付けを計算するように構成されている。上記の第１生命兆候信号の振幅、または、上記の第１生命兆候信号の標準偏差、または、上記の第１生命兆候信号の周波数領域表現における特性、特には（ピーク付近の）小さな周波数範囲のピークまたはRMS値、が時間にわたり一定であるように、である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
本発明に係るこれら及び他の態様は、以降に説明される実施形態を参照して明らかに、かつ、明確になるだろう。
【図１】図１は、本発明に従って、システムの模式的なダイヤグラムを示している。
【図２】図２は、酸素化血液および非酸素化血液に係る吸収スペクトルのダイヤグラムを示している。
【図３】図３は、本発明に従って、装置の第１実施形態に係る模式的なダイヤグラムを示している。
【図４】図４は、本発明に従って、装置の第２実施形態に係る模式的なダイヤグラムを示している。
【図５】図５は、本発明に従って、装置の第３実施形態に係る模式的なダイヤグラムを示している。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、本発明に従ったシステム10の模式的なダイヤグラムを示しており、被検体を透過または反射して検出された電磁放射線から被検体14の生命兆候情報（特には、生命兆候情報信号）を判断するための装置12を含んでいる。被検体14は、この例において、患者であり、例えば、病院または他の健康管理施設において、ベッド16に横たわっている。しかし、また、例えば、保育器の中に横たわっている、新生児または未熟児であってもよく、もしくは、自宅にいる人、または、スポーツをしているアスリートといった異なる環境にいる人であってよい。
【００４８】
以降の説明について、判断される生命兆候情報は、呼吸数（respiration  rate）といった、呼吸情報であり、好ましくは呼吸信号によって表される。さらなる呼吸情報は、波形、吐出し（exhale）と吸込み（inhale）との間のインターバル、振幅、及び／又は、呼吸数の変動性、を含んでよい。しかしながら、本発明は、また、トラウベ−ヘリング−マイヤー波（マイヤー波またはTHM波とも呼ばれるもの）を決定するためにも適用することができる。その場合、THM波が約6  BMPなので、信号及び／又はフィルタの帯域幅が異なることがあり、以下にも、また、説明されている。
【００４９】
被検体を透過または反射した電磁放射線を検出するための検出器について異なる実施形態が存在しており、（好ましくは）代替的に又は一緒に使用されてよい。システム10の実施形態においては、検出器に係る２つの異なる実施形態が示されており、そして、以下に説明される。検出器に係る両方の実施形態は、検出された電磁放射線から少なくとも２つの検出信号を引き出すように構成されている。そこで、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の（wavelength-dependent）反射または透過情報を含んでいる。ここで、使用される光学フィルタは好ましくは異なるものであるが、オーバーラップしていてもよい。それらの波長依存性の透過（transmission）が異なっていれば十分である。
【００５０】
一つの実施形態において、検出器は、被検体14の画像フレームを（離れて、かつ、控えめに）キャプチャするために適切なフォトセンサを含むカメラ18（画像化装置として、もしくは、カメラベースまたはリモートのPPGセンサとしても呼ばれるもの）を含む。特には、時間にわたる被検体14の一連の画像フレームを取得するためのものであり、そこからフォトプレチスモグラフ信号を引き出すことができる。カメラ18によってキャプチャされた画像フレームは、例えば、（デジタル）カメラにおける、アナログまたはデジタルフォトセンサによってキャプチャされたビデオシーケンスに特に対応してよい。そうしたカメラ18は、たいてい、CMOSまたはCCDセンサといった、フォトセンサを含み、特定のスペクトル範囲（可視、IR）において動作し、または、異なるスペクトル範囲について情報を提供することもできる。カメラ18は、アナログまたはデジタル信号を提供することができる。画像フレームは、関連する画素値（pixel  value）を有する複数の画像ピクセルを含む。特に、画像フレームは、フォトセンサの異なる感光性素子を道いてキャプチャされた光強度値を表しているピクセルを含んでいる。これらの感光性素子は、特定のスペクトル範囲（すなわち、特定の色を表しているもの）において敏感であってよい。画像フレームは、被検体の皮膚部分を表す少なくともいくつかの画像ピクセルを含んでいる。それによって、画像ピクセルは、光検出器の１つの感光性素子、および、その（アナログまたはデジタル）出力に対応してよく、もしくは、複数の感光性素子の組み合わせ（例えば、ビニング（binning）を介するもの）に基づいて決定されてよい。
【００５１】
別の実施形態において、検出器は、フォトプレチスモグラフ信号を取得するために被検体14の皮膚部分に対して取り付けられるように構成された１つまたはそれ以上の光学的フォトプレチスモグラフィセンサ19（コンタクトPPGセンサとも呼ばれるもの）を含んでいる。PPGセンサ19は、全ての可能な実施形態のうちのいくつかを挙げるに過ぎないが、例えば、血中酸素飽和度を測定するための被検体の額に付けられるパッチ、または、心拍数を測定するための心拍センサ、の形態でデザインされてよい。
【００５２】
カメラ18を使用する場合に、システム10は、さらに任意的に、ランプ（lamp）といった、光源22（照明源とも呼ばれるもの）を含んでよい。例えば、既定の波長範囲において（例えば、赤色、緑色、及び／又は、赤外波長範囲内）、照明を用いて、患者の顔の皮膚（例えば、頬または額の一部）といった、関心領域24を照明するためのものである。上記の照明に応答して上記の関心領域24から反射された光は、カメラ18によって検出される。別の実施形態においては、専用光源は設けられないが、環境光が被検体14の照明のために使用される。反射された光から所望の波長範囲における光だけ（例えば、緑色と赤色または赤外線、もしくは、少なくとも２つの波長チャネルをカバーする十分に大きな波長範囲における光）が検出され、かつ／あるいは、評価され得る。
【００５３】
装置12は、さらに、決定された情報を表示するため、かつ／あるいは、装置12、カメラ18、PPGセンサ19、光源22、及び／又は、システム10のあらゆる他のパラメータの設定を変更するためのインターフェイスを医療従事者に提供するためのインターフェイス20に対して接続されている。そうしたインターフェイス20は、異なるディスプレイ、ボタン、タッチスクリーン、キーボード、または、他のヒューマンマシンインターフェイス手段を含んでよい。
【００５４】
図１に示されているようなシステム10は、例えば、病院、健康管理施設、高齢者ケア施設、などに配置されてよい。患者のモニタリングの他に、本発明は、また、他の分野に適用されてもよい。新生児モニタリング、一般的な監視アプリケーション、セキュリティモニタリング、もしくは、フィットネス機器、ウェアラブル、スマートフォンのようなハンドヘルド機器、等といった、いわゆるライフスタイル環境など、といったものである。装置12、カメラ18、PPGセンサ19、およびインターフェイス20の間における単方向または双方向の通信は、無線または有線通信インターフェイスを介して動作し得る。本発明の他の実施形態は、スタンドアロンではなく、しかし、カメラ18またはインターフェイス20に一体化されている装置12を含んでよい。
【００５５】
パルス信号Sを（正規化された）検出信号Cnから獲得するためのいくつかの既知の方法が存在し、当該方法は、PBV/CHROMによってガイドされるICA、PCA、PBV、CHROM、およびICA/PCAとして呼ばれるものであり、上記のde  Haanとvan  Leestの論文においても説明されている。これらの方法は、異なる波長チャネルの混合としてのパルス信号Sを提供するものとして解釈することができる。例えば、カラービデオカメラからの赤色、緑色、青色の信号であるが、それらは最適な重み付け方式（optimal  weighting  scheme）を決定するための方法が異なっている。これらの方法において、結果として得られる重み付けは、その中で歪みが消滅する混合を目指している。すなわち「重み付けベクトル（”weighting  vector”）」は、被検体の動き、及び／又は、照明の変動によってたいてい引き起こされる主な歪みに対して実質的に直交している。
【００５６】
以下に、Pbv法に関するいくつかの基本的な考察が簡単に説明される。
【００５７】
心臓の鼓動は、心臓が血管床の抵抗に逆らって血液を送り出す際に、動脈において圧力変動を生じさせる。動脈は弾性的であるため、その直径は圧力変動と同期して変化する。これらの直径の変化は、皮膚のより小さな血管においてさえも発生し、血液量の変動が光の吸収の変化を生じさせている。
【００５８】
単位長正規化血液量パルスベクトル（unit  length  normalized  blood  volume  pulse  vector）（シグネチャベクトル（signature  vector）とも呼ばれるもの）は、Pbvとして定義され、赤色、緑色、青色のカメラ信号における相対的なPPG強度を提供している。期待値（expectations）を定量化するために、赤色、緑色、青色チャネルの応答Hred（w）、Hgreen（w）、Hblue（w）は、それぞれに、グローバルシャッターカラーCCDカメラ1の波長w、被検体の皮膚反射率ρs（w）の関数として測定され、そして、絶対PPG振幅曲線PPG（w）が使用された。これらの曲線から、例えば、上記のde  Haanとvan  Leestの論文の図２において示されるように、血液量パルスベクトルPbvが、以下のように計算される。
【数１】
2019500932.tif 000003
これは、白色のハロゲン照明スペクトルI（w）を使用して、正規化されたPbv=[0.27、0.80、0.54]を導くものである。よりノイズの多い曲線を使用する場合に、結果はPbv=[0.29、0.81、0.50]になり得る。
【００５９】
使用されたモデルによって予測された血液量パルスは、実験的に測定された正規化血液容量パルスベクトルであるPbv=[0.33、0.77、0.53]に対して適度に上手く対応している。白色照明の条件下で多数の被検体における測定値を平均した後で見い出されたものである。この結果が与えられると、観察されるPPG振幅は、特には赤色、かつ、より小さな範囲では青色カメラチャネルにおいて、500と600nmの間のインターバルにおける波長からのクロストークによって大部分が説明できることが判明した。正確な血液量パルスベクトルは、モデルが示すように、カメラのカラーフィルタ、光のスペクトル、および皮膚反射率に依存する。実際には、一式の波長チャネルを与えられても、ベクトルは著しく安定であることが分かっている（ベクトルはRGBベースのベクトルと比較して赤外において異なるだろう）。
【００６０】
白色照明下での赤色、緑色、および青色チャネルにおける皮膚の相対反射率は、皮膚のタイプに大きく依存しないことが、さらに見出されている。これは、おそらく血液を含まない（blood-free）皮膚の吸収スペクトルがメラニン（melanin）吸収によって支配されているからである。より高いメラニン濃度は絶対吸収をかなり増加させ得るが、異なる波長における相対吸収は同じままである。このことは、メラニンの増加は、皮膚を薄黒くするが、皮膚の正常化された色をほとんど変化させないことを意味している。その結果、正規化された血液量パルスPbvも、また、白色照明下でかなり安定である。赤外線波長においては、その最大吸収が短波長（UV光）について生じ、かつ、より長い波長について減少するので、メラニンの影響は、さらに減少する。
【００６１】
Pbvの安定した特性は、血液量変化によって引き起こされる色の変化を、代替的な原因による変化から区別するために使用することができる。既知の方法を使用して結果として生じるパルス信号Sは、個別のDCフリー正規化（DC-free  normalized）カラーチャネルの線形結合（いくつかの可能な「混合（”mixing”）」方法のうち１つを表している）として記述することができる。
【数２】
2019500932.tif 000004
WWT=1であり、そして、3×N行列Cnの３つの行（rows）それぞれが、DCフリー正規化された赤色、緑色、および青色チャネル信号Rn、Gn、およびBnのN個のサンプルをそれぞれに含んでいる。
すなわち、
【数３】
2019500932.tif 000005
である。
【００６２】
ここで、演算子μは平均（the  mean）に対応している。異なる方法間での主要な差異は、重み付けベクトルWの計算におけるものである。１つの方法において、ノイズとPPG信号は、２つのカラーチャネルの線形結合として構築された２つの独立信号へと分離され得る。一方の結合はクリーンなPPG信号に接近し、他方の結合は動きによるノイズを含んでいた。最適化基準（optimization  criterion）として、パルス信号におけるエネルギが最小化され得る。別の方法においては、パルス信号を獲得するために、３つのカラーチャネルの線形結合が使用され得る。なおもさらなる方法においては、この線形結合を見い出すために、ICAまたはPCAが使用され得る。どの重み付けされたカラー信号がパルス信号であるかは先験的に知られていないので、それらの全てが選択基準としてパルス信号の周期的性質を使用していた。
【００６３】
Pbv法は、基本的には米国特許出願公開第2013/271591号および上記のde  Haanとvan  Leestの引用論文に記載されているように、一般的には血液量パルスベクトルを使用して混合係数（mixing  coefficients）を獲得する。Rn、Gn、およびBnのバンドパスフィルタされたバージョンが使用される場合に、最良の結果が得られる。この方法に従って、パルス信号と歪みとの間を区別するために、Pbvの既知の方向が使用される。これは、ビデオにおいてパルスが唯一の周期的コンポーネントであるという（初期の方法の）仮定を取り除くだけでなく、歪み信号の方向における仮定も除去するものである。この目的のために、以前と同様に、パルス信号は正規化されたカラー信号の線形結合として構築されていることが仮定される。赤色、緑色、および青色チャネルにおけるパルス信号の相対振幅がPbvによって与えられることが知られているので、重み付け、WPBV、が探索される。パルス信号Sを与えるものであり、そのためにカラーチャネルRn、Gn、およびBnはPbvに等しい。
【数４】
2019500932.tif 000006
そして、結果として、混合を決定する重み付けは、
【数５】
2019500932.tif 000007
によって決定され、かつ、WPBVが単位長（unit  length）を有するようにスカラーkが決定される。正規化された血液量パルス、Pbv、において反映されるように、PPG信号の特徴的な波長依存性は、皮膚領域にわたり平均化された時系列の（time-sequential）RGBピクセルデータからパルス信号を推定するために使用できることが結論付けられる。このアルゴリズムは、Pbv法として呼ばれている。
【００６４】
従って、上に説明したように、パルス信号は、少なくとも２つの検出信号Cnの加重和（weighted  sum）として結果的に生じる。全ての検出信号Cnはパルスと異なるレベルの（共通の）ノイズを含むので、（パルス信号を獲得するための検出信号の）重み付けは、純粋なノイズフリーパルスを導くことができる。ノイズとパルスを分離するためにICAとPCAを使用することができるという訳である。本発明に従って、このことは相違して行われる。
【００６５】
図２は、酸素化（oxygenated）血液（SpO2=100％）と非酸素化（non-oxygenated）血液（SpO2=60％）について血液の吸収スペクトルのダイヤグラムを示している。見て分かるように、血液の吸収スペクトルは酸素飽和度（oxygen  saturation）、特には650nm付近の波長におけるものに依存している。このことは、赤色波長範囲においてわずかに強い吸収変化を誘発するような呼吸を引き起こす。図２からは、けれども、緑色波長範囲（550nm付近）と青色波長範囲（450nm付近）における吸収がはるかに高いことが明らかである。
【００６６】
図３は、本発明に従って、装置12の第１実施形態12aに係る模式的なダイヤグラムを示している。装置12aは、被検体14の皮膚領域を透過または反射して、検出された電磁放射線から引き出された少なくとも２つの検出信号Cを獲得するための入力インターフェイス30を含んでいる。検出データのデータストリーム、すなわち、検出信号Cは、例えば、カメラ18、及び／又は、１つまたはそれ以上のPPGセンサ19によって提供される。ここで、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる。
【００６７】
第１フィルタユニット32は、少なくとも２つの第１帯域幅制限（bandwidth-limited）検出信号Cf1を獲得するために、第１フィルタを用いて上記の少なくとも２つの検出信号Cをフィルタする。
【００６８】
重み付け計算ユニット34は、重み付けwを計算する。上記の少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号Cf1に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号S1を結果として生じるものである。第１生命兆候信号S1は、これにより、必ずしも決定される必要はなく、重み付けwだけが実際には決定される。第１生命兆候信号は、所定の実施形態においてのみ決定される。
【００６９】
並行して、第２フィルタユニット33は、少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号Cf2を獲得するために、第２フィルタを用いて上記の少なくとも２つの検出信号Cをフィルタする。これにより、第２フィルタは、第２帯域幅制限検出信号Cf2が、上記の第１帯域幅制限検出信号Cf1とは相違して帯域幅制限され、かつ、特には、（例えば、呼吸信号及び／又はマイヤー波の）生命兆候信号情報の周波数範囲を含むように構成されている。
【００７０】
生命兆候信号計算ユニット36は、計算された重み付けwと上記の少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号Cf2とを使用して、第２生命兆候信号S2を計算する。第２生命兆候信号S2は、ここでは、計算された重み付けwを使用して、少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号Cf2の重み付けされた結合によって計算されることが好ましい。
【００７１】
ここでは、「異なる帯域幅制限（”differently  bandwidth-limited”）」は、異なる周波数または異なる周波数範囲を含むことを意味している。例えば、第１帯域幅制限信号は、パルス周波数の周波数範囲だけ、または、追加的に呼吸周波数の周波数範囲を含み、そして、第２帯域幅制限信号は、呼吸周波数の周波数範囲だけを含んでよい。
【００７２】
生命兆候判断ユニット38は、上記の第２生命兆候信号S2から生命兆候情報Vを最終的に判断する。
【００７３】
第１実施形態において、G.de  HaanとA.van  Leestの上記に引用された論文である”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”の等式（１０）に即して、かつ、（ほぼ）同じ表記を使用して、重み付けベクトルWPBVは以下に従って見い出すことができる。
【数６】
2019500932.tif 000008
ここで、Cfr+fpは、カメラに係るDCフリー、正規化され、かつ、フィルタされた３つのカラーチャネルの信号を含み、そして、この実施形態においては第１帯域幅制限検出信号Cf1を表している。Pbv=[0.33、0.77、0.53]について任意な良好なオプションがあるが、他のオプション（例えば、上述したようなもの）も同様に可能である。この第１フィルタは、例えば、新生児について100-180  BPM、成人の被検体について40-220  BPMである、脈拍数の範囲を含むようにデザインされている。好ましくは、本範囲は、低周波歪みもまた可能な限り除去されることを確実にするための呼吸周波数の範囲もまたは含んでいる（表記Cfr+fpによって示される）。このことは、10-200  BPMの範囲における周波数を通過させるフィルタデザインを導くことができる。
【００７４】
この重み付けベクトルをCfr+fpに対して適用することが、第１生命兆候信号S1を与える。パルス信号と呼吸信号の両方（及び／又は、可能であればマイヤー波）を伝えるものである。
【数７】
2019500932.tif 000009
一般的に、第１生命兆候信号S1の計算は、図３において示される模式的なダイヤグラムによって表されるように、必須ではない。しかしながら、任意的に、第１生命兆候信号S1は、また、図３において示されるユニット36aにより破線で表わされる、生命兆候信号計算ユニットによって決定されてもよい。計算された重み付けwを使用して、上記の少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号Cf1の重み付けされた結合としてのものである。
【００７５】
呼吸信号を表す第２生命兆候信号S2は、従って、以下のように計算される。
【数８】
2019500932.tif 000010
ここでCfrは、異なるようにフィルタされたDCフリー正規化カラーチャネルを含み、そして、この実施形態における第２帯域幅制限検出信号Cf2を表している。この第２フィルタの通過帯域（pass-band）は、予期される呼吸周波数だけを含んでいる。例えば、大人について8  BPMと30  BPMの間、または、新生児について20-60  BPMである。
【００７６】
図４は、本発明に従って、装置12の第２実施形態12bに係る模式的なダイヤグラムを示している。この実施形態に従って、生命兆候信号計算ユニット38は、計算された重み付けwおよび上記の第１帯域幅制限検出信号Cf1を使用して第２生命兆候信号S2を計算するように構成されている。この実施形態において、好ましくは、パルス信号の周波数範囲に加えて上記の第２生命兆候信号の周波数範囲が含まれる。第２生命兆候信号S2の計算は、特には２つのステップで実行される。第１ステップにおいて、生命兆候信号計算ユニット36は、計算された重み付けwを使用して、上記の少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号Cf1の重み付けされた結合によって第１生命兆候信号S1を計算する。さらに、第２ステップにおいて、第２フィルタユニット37（生命兆候信号計算ユニット36の一部であってよい）は、第２生命兆候信号S2を獲得するために、第２フィルタを用いて第１生命兆候信号S1をフィルタする。
【００７７】
従って、第１フィルタが脈拍数と呼吸数の両方を含む通過帯域を有する場合に、第２生命兆候信号S2は、第２フィルタを用いて第１生命兆候信号S1を再度フィルタ（re-filtering）することによって獲得することができる。第２フィルタユニット37は、好ましくは、少なくとも被検体の呼吸信号及び／又はマイヤー波の周波数帯域を通過させ、そして、被検体のパルス信号の少なくとも周波数範囲を抑圧するように構成されている。特には、5-25  BPMの範囲、特に10-20  BPM、において下限、および、25-70  BPMの範囲、特に30-60  BPM、において上限を有する周波数範囲を通過させるためである。
【００７８】
図５は、本発明に従って、装置12の第３実施形態12bに係る模式的なダイヤグラムを示している。この実施形態に従って、第１生命兆候信号S1および第２生命兆候信号S2が、第１（または第２）実施形態において上記に説明されたように計算される。第１生命兆候信号S1の振幅を決定するピーク検出のためにピーク検出器40が備えられている。これは、おそらくはノイズの影響を防ぐためにバンドパスフィルタした後で、第１生命兆候信号S1の振幅／標準偏差を計算することによって時間領域において、または、脈拍数辺りの周波数ビンのRMS値を計算することによって周波数領域において行われてよい。ここにおけるアイデアは、第２生命兆候信号S2（例えば、呼吸信号）についてゲインGを設定するためにパルスの振幅を使用することである。パルス（すなわち、第１生命兆候信号S1）の振幅を使用して、第２生命兆候信号S2の振幅を正規化するために、この振幅の逆数が使用される。正規化された第２生命兆候信号S2を獲得するように乗算ユニット42においてゲインGを用いて第２生命兆候信号S2を乗算することによるものであり、そこから、所望の生命兆候情報Vを、次いで、引き出すことができる。
【００７９】
もちろん、乗算ユニット42における一定のゲインを用いた乗算が、さらに、許容される。すなわち、結果として生じるゲインは、第１生命兆候S1の振幅に反比例するものである。
【００８０】
ピーク検出器は、ピーク検出を被検体のパルス信号の周波数範囲に制限するように特に構成されてよい。従って、パルス信号の強度は、実質的に一定の相対振幅を有する所望の生命兆候情報信号を示すために必要とされるゲインを決定するために使用される。
【００８１】
このように、この実施形態に従って、第１生命兆候信号のフーリエ領域（Fourier  domain）においてピーク検出が実行されてよく、ピーク検出のために、周波数範囲をパルス周波数に制限している。第２生命兆候は、次に、上述のように取得されるが、その振幅はゲイン係数を用いて修正される。
【００８２】
好ましい実施形態においては、上記に引用された論文である、G.de  HaanとA.van  Leest共著、”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”に記載されているように、上述の処理（processing）は、重畳加算法（overlap-add-process）を使用する。ここでは、短いインターバル、典型的には数秒で、少なくとも式（１）の最適化が実行され、時間にわたる歪みの変化する統計値を伴ってさえも歪みの除去を可能にする。また、上述の第１生命兆候信号から第２生命兆候信号を合成することが、各インターバルで実行されている。第２生命兆候信号を獲得するためのフィルタリングの場合には、このことが、また、重畳加算法の後で実行されてもよい。
【００８３】
歪み（重み付けに影響するもの）と呼吸の強度にかかわらず、呼吸信号の振幅を有意義に保つために、出力信号の時間変動する（各重畳加算インターバルに固定された）ゲイン、k、重み付けベクトルWPBVに含まれるもの（式（１）を参照）、は、第１生命兆候信号におけるパルス信号が一定の振幅を有するように選択することができる。例えば、信号をパルス信号の周波数帯域における第１信号の標準偏差で除算することによるものである。可能な実施として、第３帯域幅制限検出信号Cfp、すなわち、DCフリーで、第３バンドパスフィルタを用いてフィルタされている正規化されたカラーチャネルは、心拍数周波数範囲だけを選択し、そして、以下のようにゲイン（WPBVに含まれるもの）を選択している。
【数９】
2019500932.tif 000011
上記のバリエーションも役に立つだろう。パルス信号の標準偏差を一定に保つようにゲインを選択する代わりに、パルス信号のFFT領域における振幅ピークが一定に保たれてよい。また、パルス信号のエネルギ（または、その基本周波数のエネルギだけ）と出力呼吸信号周波数範囲におけるエネルギとの間の固定比（fixed  ratio）を維持することも可能である。
【００８４】
説明された実施形態においては、これまでのところ、例えば、G.de  HaanとA.van  Leest共著の上記に引用された論文、”Improved  motion  robustness  of  remote-PPG  by  using  the  blood  volume  pulse  signature”に記載されているような「PBV法（”PBV-method”）」が、計算の基礎とされている。さらなる実施形態においては、WPBVに対して代替案を使用することが可能である。カラーチャネルを最小限の歪みを伴う生命兆候信号へ結合するために使用される重み付けを計算するために、この論文においてで言及されている他の方法のいずれかを使用することも同様に可能である。特には、クロミナンスベース（chrominance  base）の方法、「CHRO」、を使用する場合にも、また、良好なソリューションが結果として生じ、しかし、また、「ガイドされたBSSベースの方法”guided  BSS-based  methods”」及びより古いBSSベースの方法でさえも、コンポーネント選択のためにパルス信号の周期性を使用して、実行可能なオプションを提供する。一般的に、重み付けは、少なくともパルス信号の変動（variations）を含むようにフィルタされたカラー信号から計算される。一方で、呼吸信号は、同じ重み付けを使用してカラー信号から導出されるが、異なるフィルタを使用している。また、重み付けベクトルを導出するために使用された初期の方法にかかわらず、パルス信号の標準偏差からゲインコントロールを引き出すことができる。
【００８５】
従って、上述の可能な変形を考慮して、上記の重み付け計算ユニット34は、以下のように重み付けwを計算するよう構成されている。
−重み付けされた結合が、可能な限り密接に、既定のベクトルに対応する個々の検出信号との共分散（covariance）を有すること、
−強度変動と鏡面反射（specular  reflections）が抑圧されること、または、
−検出チャネルにおける独立信号を特定するためにデミキシング行列（demixing  matrix）が計算され、かつ、第２基準（criterion）を使用して独立信号から生命兆候信号が選択されること。
【００８６】
別の好ましい実施形態においては、利用可能な皮膚領域がサブ領域（sub-regions）へと分割され、そして、上述の処理（processing）がサブ領域ごとに実行される。このプロセスは、複数の候補信号（candidate  signals）、S1およびS2をもたらす。それらは（S2を結合するだけの場合に）最終呼吸信号へと直接的に結合され、または、（S1を結合する場合に）そこからフィルタリングによって呼吸信号を引き出すことができる。結合プロセスは、中央値、トリム平均（trimmed-mean）フィルタリング、異常値を拒否すること、であり、もしくは、例えば、時間領域における、個々の信号の分散（variance）によって決定された、重み付けを用いた加重平均（weighted  average）であってよい（これは、高い分散が高い残留歪みを意味することを仮定している）。
【００８７】
従って、この実施形態において、重み付け計算ユニット34は、異なるサブ領域から取得された少なくとも２つの検出信号Cのセット毎に重み付けwを計算する。生命兆候信号計算ユニット36は、次に、少なくとも２つの検出信号Cのセット毎に、少なくとも２つの検出信号Cのそれぞれのセットに係る計算された重み付けwを使用して、上記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号Cf1の重み付けされた結合により、第１予備生命兆候信号を計算し、そして、上記第１予備生命兆候信号の結合によって上記第１生命兆候信号S1を計算する。最終的に、第２フィルタユニット37は、第２生命兆候信号S2を獲得するために、第２フィルタを用いて第１生命兆候信号S1をフィルタする。
【００８８】
サブ領域からの信号を結合する一般的な概念は、例えば、様々なオプションを含めて、国際公開第2014/024104A1号に説明されている。サブ領域からの信号を結合するための重み付けを見つけるさらに別の方法は、PCAまたはICAを使用する。例えば、W.Wang、S.Stuijk、G.de  Haan共著、”Exploiting  Spatial-redundancy  of  Image  Sensor  for  Motion  Robust  rPPG”、IEEE、Tr.  On  Biomedical  Engineering、2014において説明されているようにである。
【００８９】
なおもさらなる実施形態において、歪みを最小化するための重み付けは、個々のサブ領域と皮膚領域全体の両方について計算される。これらの重み付けは、その結果、呼吸と脈拍情報の両方を含むこれらの（サブ）領域から信号を抽出するために使用される。最良の重み付けを選択することは、各領域の信号対雑音比（SNR）を計算することによって達成される。SNRに基づいて信号をランク付けすることによって、最良SNRを有する信号に対応する重み付け、または、最良SNRを有する信号（２つ以上）に対応する重み付けの結合のいずれか一方として、最終的な重み付けが選択される。これらの最終的な重み付けは、次に、呼吸情報だけを含んでいる、皮膚領域全体のフィルタされ、正規化されたトレースに対して適用される。
【００９０】
上述の実施形態は、主に、非接触（contactless）センサに関して説明されてきた。一般的に、同じ方法は、また、接触センサに対しても使用することができる。例として、本発明は、健康管理の分野において適用することができる。例えば、邪魔にならないリモート患者モニタリング、一般的な監視、セキュリティモニタリング、および、フィットネス機器といった、いわゆるライフスタイル環境、等である。アプリケーションは、酸素飽和度（パルスオキシメトリ（pulse  oximetry））、心拍数、血圧、心拍出量、呼吸、マイヤー波、血液灌流（blood  perfusion）の変化、自律機能の評価、および末梢血管疾患の検出、を含んでよい。本発明は、例えば、危篤の患者について迅速かつ信頼性ある呼吸モニタリングと検出について使用することができる。本システムは、新生児の生体機能のモニタリングにも同様に使用することができる。要約すると、本発明は、ほぼ静止している被検体のSNRをかなり改善し、そして、より正確なビートツービート（beat-to-beat）測定を結果として導くものである。
【００９１】
本発明は、図面および前述の説明において詳細に示され、かつ、説明されてきたが、そうした図示と説明は、例示的または説明的であって、限定的なものではないとみなされるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示、および添付の請求項の研究から、請求される発明の実施において当業者によって理解され、かつ、成され得るものである。
【００９２】
請求項において、単語「含む（”comprising”）」は、他の要素またはステップを排除するものではなく、そして、不定冠詞「一つの（”a”または”an”）」は複数を排除しない。単一の要素または他のユニットは、請求項において列挙されたいくつかの項目の機能を満たすことができる。所定の手段が相互に異なる従属請求項において列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用することができないことを示すものではない。
【００９３】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に、または、他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体または半導体媒体といった、適切な媒体上に保管され／配布されてよいが、インターネット、もしくは、他の有線または無線の電気通信システムを介するといった、他の形式おいて配布されてもよい。
【００９４】
請求項におけるいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】
2019500932.tif 000012
【図２】
2019500932.tif 000013
【図３】
2019500932.tif 000014
【図４】
2019500932.tif 000015
【図５】
2019500932.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月4日(2018.6.4)
【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】
被検体の生命兆候情報を判断するための装置であって、前記装置は、
被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）を獲得するための入力インターフェイスであり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、入力インターフェイスと、
少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）を獲得するように、第１フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタするための第１フィルタユニットと、
重み付け（ｗ）を計算するための重み付け計算ユニットであり、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号（Ｓ１）を結果として生じる、重み付け計算ユニットと、
前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）とは異なる第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算するための生命兆候信号計算ユニットであり、
前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）が、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含む場合には、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付けされた結合として前記第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算し、かつ、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を獲得するために第２フィルタユニットを用いて前記計算された第１生命兆候信号（Ｓ１）をフィルタするか、または、
さらなる第２フィルタユニットを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタすることによって獲得される少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）の重み付けされた結合が、前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）とは異なるように帯域幅が制限されており、かつ、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含んでいるか、
のいずれかである、
生命兆候信号計算ユニットと、
前記第２生命兆候信号（Ｓ２）から生命兆候情報を最終的に判断するための、生命兆候判断ユニットと、
を含む、装置。
【請求項２】
前記第１フィルタユニットは、被検体の脈拍に係る周波数範囲を少なくとも通過させ、かつ、ＤＣ成分を抑圧する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１フィルタユニットは、被検体の呼吸信号、及び／又は、マイヤー波に係る周波数範囲を追加的に通過させる、
ように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記重み付け計算ユニットは、
前記重み付けされた結合が、可能な限り密接に、既定のベクトルに対応する個々の検出信号との共分散を有し、
強度変動と鏡面反射が抑圧され、または、
検出チャネルにおける独立信号を特定するためにデミキシング行列が計算され、かつ、第２基準を使用して独立信号から生命兆候信号が選択される、
ように、重み付け（ｗ）を計算する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記生命兆候信号計算ユニットは、前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）の重み付けされた結合により、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、さらに、
前記少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）を獲得するように、第２フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタするための第２フィルタユニット、を含む、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記生命兆候信号計算ユニットは、前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付け結合により、第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算する、ように構成されており、かつ、
前記装置は、さらに、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を獲得するように、第２フィルタを用いて前記第１生命兆候信号（Ｓ１）をフィルタするための第２フィルタユニット、を含む、
請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記第２フィルタユニットは、少なくとも被検体の呼吸信号、及び／又は、マイヤー波に係る周波数範囲を通過させ、かつ、少なくとも被検体のパルス信号に係る周波数範囲を抑圧する、
ように構成されている、請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記生命兆候信号計算ユニットは、前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付け結合により、第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算する、ように構成されており、かつ、
前記装置は、さらに、
ゲイン（Ｇ）を獲得するように、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の特性を検出するため、特には、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の周波数領域表現におけるピーク検出及び／又は時間領域表現における振幅または標準偏差の検出のための特性検出器と、
前記ゲイン（Ｇ）を用いて前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を乗算するための乗算ユニットと、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、さらに、数多くの第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算するように構成されており、それぞれ前記被検体の異なる皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）の異なるセットからのものであり、かつ、
前記生命兆候判断ユニットは、前記数多くの第２生命兆候信号（Ｓ２）の結合から前記生命兆候情報を判断する、ように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記入力インターフェイスは、前記被検体の異なる皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）の異なるセットを獲得するように構成されており、
前記重み付け計算ユニットは、少なくとも２つの検出信号（Ｃ）のセット毎に重み付け（ｗ）を計算する、ように構成されており、
前記生命兆候信号計算ユニットは、
少なくとも２つの検出信号（Ｃ）のそれぞれのセットに係る前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付け結合により、第１予備生命兆候信号を、少なくとも２つの検出信号（Ｃ）のセット毎に、計算し、かつ、
少なくとも２つの検出信号（Ｃ）の異なるセットについて計算された前記第１予備生命兆候信号を結合することにより、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算する、
ように構成されている、
請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記重み付け計算ユニットは、
前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の振幅、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の標準偏差、または、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）の周波数領域表現における、特にはピーク周りの小さな周波数範囲のピークまたはＲＭＳ値における特性が、時間にわたり一定であるように、前記計算において使用されるゲインを設定することによって、重み付け（ｗ）を計算する、
ように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
被検体の生命兆候情報を判断するためのシステムであって、前記システムは、
被検体の皮膚領域を透過または反射された電磁放射線を検出し、かつ、前記検出された電磁放射線から少なくとも２つの検出信号（Ｃ）を引き出すための検出器であり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、検出器と、
引き出された前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）から呼吸情報を判断するための、請求項１に記載の装置と、
を含む、システム。
【請求項１４】
コンピュータまたは請求項１に記載の装置によって被検体の生命兆候情報を判断するための方法であって、前記方法は、
被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から引き出される少なくとも２つの検出信号（Ｃ）を獲得するステップであり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報を含んでいる、ステップと、
少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）を獲得するように、第１フィルタを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタするステップと、
前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号（Ｓ１）を結果として生じる、重み付けを計算するステップと、
前記計算された重み付け（ｗ）を使用して、前記第１生命兆候信号（Ｓ１）とは異なる第２生命兆候信号（Ｓ２）を計算するステップであり、
前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）が、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含む場合には、前記少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）の重み付けされた結合として前記第１生命兆候信号（Ｓ１）を計算し、かつ、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）を獲得するために第２フィルタユニットを用いて前記計算された第１生命兆候信号（Ｓ１）をフィルタするか、または、
さらなる第２フィルタユニットを用いて前記少なくとも２つの検出信号（Ｃ）をフィルタすることによって獲得される少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号（Ｃｆ２）の重み付けされた結合が、前記第１帯域幅制限検出信号（Ｃｆ１）とは異なるように帯域幅が制限されており、かつ、前記第２生命兆候信号（Ｓ２）の周波数範囲を含んでいるか、
のいずれかである、ステップと、
前記第２生命兆候信号（Ｓ２）から生命兆候情報を判断する、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
プログラムコード手段を含んでいるコンピュータプログラムであって、コンピュータ上で前記コンピュータプログラムが実行されると、請求項１４に記載の方法のステップを前記コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第１の態様においては、被検体の生命兆候情報を判断するための装置が提供される。本装置は、
−被検体の皮膚領域を透過または反射されて検出された電磁放射線から生じる少なくとも２つの検出信号を獲得するための入力インターフェイスであり、各検出信号は、異なる波長チャネルにおける波長依存性の反射または透過情報（transmission  information）を含んでいる、入力インターフェイスと、
−少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号を獲得するように、第１フィルタを用いて少なくとも２つの検出信号をフィルタするための第１フィルタユニットと、
−重み付けを計算するための重み付け計算ユニットであり、少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号に係る重み付けされた結合に適用された場合に、低減された歪みを有する第１生命兆候信号を結果として生じる、重み付け計算ユニットと、
−計算された重み付けを使用して、第１生命兆候信号とは異なる第２生命兆候信号を計算するための生命兆候信号計算ユニットであり、
第１帯域幅制限検出信号が、第２生命兆候信号の周波数範囲を含む場合には、少なくとも２つの第１帯域幅制限検出信号の重み付けされた結合として第１生命兆候信号）を計算し、かつ、第２生命兆候信号を獲得するために第２フィルタユニットを用いて計算された第１生命兆候信号をフィルタするか、または、
さらなる第２フィルタユニットを用いて少なくとも２つの検出信号をフィルタすることによって獲得される少なくとも２つの第２帯域幅制限検出信号の重み付けされた結合が、第１帯域幅制限検出信号とは異なるように帯域幅が制限されており、かつ、前記第２生命兆候信号の周波数範囲を含んでいるか、
のいずれかである、生命兆候信号計算ユニットと、
−第２生命兆候信号から生命兆候情報を最終的に判断するための、生命兆候判断ユニットと、を含む。
【国際調査報告】
2019500932.tif 000017
2019500932.tif 000018
2019500932.tif 000019