(57)【要約】  ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトに起因するノイズをＥＣＧ信号から除去または低減するために、ＥＣＧ信号を処理するための方法、システム、装置およびデバイス。前記デバイスのすべての態様に共通する新しいアルゴリズムは、近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するためにＥＣＧ信号をウェーブレット分解することと、前記近似係数のセットのサブセットを二次多項式に局所的にフィットさせることと、前記局所的にフィットされた二次多項式によって前記近似係数のセットを調整することと、前記詳細係数のいくつかをゼロに設定することと、前記近似係数の変更されたセットおよび前記詳細係数の変更された複数のセットに基づいて低減されたノイズを有するＥＣＧ信号を再構成することと、を含むことができる。
2015512293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＣＧ信号中のノイズを低減する、コンピュータによって実装される方法であって、
近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するために、プロセッサによってＥＣＧ波形をウェーブレット分解することと、
前記ＥＣＧ波形の獲得の間の被検者の動きに起因するノイズを低減するために、プロセッサによって前記近似係数のセットを変更することと、を備える方法。
【請求項２】
前記近似係数のセットを変更することは、二次多項式に前記近似係数の隣接するサブセットを局所的にフィットさせることを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
変更された近似係数のセットを生成するために、前記二次多項式の対応する値を引くことによって、前記近似係数のセットを調整することをさらに備える、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
詳細係数のＤ１、Ｄ２、およびＤ３のセットの値をゼロに設定することを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＥＣＧ波形中のＥＭＧ信号に起因するノイズを低減するために、ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて分解の前記詳細係数をポジション閾値化することをさらに備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ポジション閾値化された詳細係数は、詳細係数のＤ４およびＤ５のセットを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記変更された近似係数の導関数に少なくとも部分的に基づいて前記ＥＣＧ波形のＲ波の位置を決定することと、
前記ＥＣＧ波形中のＥＭＧ信号に起因するノイズを低減するために、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて分解の詳細係数をポジション閾値化することと、をさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記近似係数のセットは、５次レベルの近似係数を備える、請求項１乃至４および６乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ＥＣＧ信号処理装置であって、
近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するために、ＥＣＧ波形をウェーブレット分解することと、
前記ＥＣＧ波形の獲得の間の被検者の動きに起因するノイズを低減するために、前記近似係数のセットを変更することと、
を行うように構成されたプロセッサを備える、装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記ＥＣＧ波形中のＥＭＧ信号に起因するノイズを低減するために、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づく分解の詳細係数を、ポジション閾値化するようにさらに構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、ＥＣＧ電極、Ａ／Ｄコンバータ、および被検者の体に取り付けるために構成されたアンテナを備える、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
ＥＣＧ信号中のノイズを低減する、コンピュータによって実装される方法であって、
近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するために、プロセッサによってＥＣＧ波形をウェーブレット分解することと、
前記ＥＣＧ波形中のＥＭＧ信号に起因するノイズを低減するために、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて分解の詳細係数を、ポジション閾値化することと、
を備える、方法。
【請求項１３】
前記ＥＣＧ波形の獲得の間の被検者の動きに起因するノイズを低減するために、プロセッサによって前記近似係数のセットを変更することを、さらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記近似係数のセットを変更することは、二次多項式に前記近似係数の隣接するサブセットを局所的にフィットさせることを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＥＣＧ信号処理装置であって、
近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するために、ＥＣＧ波形をウェーブレット分解することと、
前記ＥＣＧ波形中のＥＭＧ信号に起因するノイズを低減するために、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて分解の詳細係数をポジション閾値化することと、
を行うように構成されたプロセッサを備える装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは、前記ＥＣＧ波形の獲得の間の被検者の動きに起因するノイズを低減するために、前記近似係数を変更するようにさらに構成されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサは、二次多項式に近似係数の隣接するサブセットを局所的にフィットさせることによって、前記近似係数を変更するようにさらに構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサは、前記二次多項式の対応する値を引くことによって前記近似係数のセットを調整することによって変更された近似係数のセットを生成するようにさらに構成されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記プロセッサは、近似係数の変更されたセットの導関数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＣＧ信号のＲ波の位置を決定するようにさらに構成されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置は、ＥＣＧ電極、Ａ／Ｄコンバータ、および被検者の体に取り付けるために構成されたアンテナを備える、請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
ＥＣＧ信号を処理する、コンピュータによって実装される方法であって、
近似係数のセットおよび分解係数（decomposition coefficient）の複数のセットを生成するために、プロセッサによってＥＣＧ波形をウェーブレット分解することと、
二次多項式に前記近似係数の隣接するサブセットをプロセッサによって局所的にフィットさせることと、
変更された近似係数のセットを生成するために前記二次多項式を使用して前記近似係数を調整することと、
前記変更された近似係数のセットの導関数に少なくとも部分的に基づいて前記ＥＣＧ信号のＲ波の位置を決定することと、
変更された詳細係数の複数のセットを生成するために前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記詳細係数のいくつかをゼロに設定することによって、分解の詳細係数をプロセッサによってポジション閾値化することと、
を備える方法。
【請求項２２】
前記変更された詳細係数の複数のセットおよび前記変更された近似係数のセットの少なくとも一部から、プロセッサによって前記ＥＣＧ波形を再構成することをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記近似係数のセットは、５次レベルの近似係数を備える、請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
詳細係数のＤ１、Ｄ２およびＤ３のセットの値をゼロに設定することをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポジション閾値化された詳細係数は、詳細係数のＤ４、およびＤ５のセットを備える、請求項２１または２４に記載の方法。
【請求項２６】
ＥＣＧ信号中のノイズを低減するための装置であって、
近似係数のセットおよび分解係数（decomposition coefficient）の複数のセットを生成するために、ＥＣＧ波形をウェーブレット分解することと、
前記近似係数の隣接するサブセットを二次多項式に局所的にフィットさせることと、
変更された近似係数のセットを生成するために、前記二次多項式を使用して、前記近似係数を調整することと、
前記変更された近似係数のセットの導関数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＣＧ信号のＲ波の位置を決定することと、
変更された詳細係数の複数のセットを生成するために、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、分解の詳細係数をポジション閾値化することと、
を行うように構成されたプロセッサを備える装置。
【請求項２７】
前記プロセッサは、前記変更された詳細係数の複数のセットおよび前記変更された近似係数のセットの少なくとも一部から、前記ＥＣＧ波形を再構成するようにさらに構成されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記装置は、ＥＣＧ電極と、Ａ／Ｄコンバータ、および被検者の体に取り付けるために構成されたアンテナを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
ＥＣＧ信号を処理するためのデバイスであって、
近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するために、ＥＣＧ波形をウェーブレット分解するための手段と、
前記近似係数の隣接するサブセットを二次多項式に局所的にフィットさせるための手段と、
変更された近似係数のセットを生成するために、前記二次多項式を使用して、前記近似係数を調整するための手段と、
前記変更された近似係数のセットの導関数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＥＣＧ信号のＲ波の位置を決定するための手段と、
変更された詳細係数の複数のセットを生成するために、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記詳細係数のいくつかをゼロに設定することによって、分解の詳細係数をポジション閾値化するための手段と、
を備えるデバイス。
【請求項３０】
前記変更された詳細係数の複数のセットおよび前記変更された近似係数のセットの少なくとも一部から、前記ＥＣＧ波形を再構成するための手段をさらに備える、請求項２９に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記近似係数は、５次レベルの近似係数を備える、請求項２９または３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
前記ポジション閾値化された詳細係数は、詳細係数のＤ４およびＤ５のセットを備える、請求項２９または３０に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
［0001］  本出願は、２０１２年３月２８日付で提出された米国出願Ｎｏ．６１／６１６８９０、および、２０１３年３月１２日付で提出された米国出願Ｎｏ．１３／７９７８８９に対する優先権を請求しており、これら両方は、参照によって全体が本書に明らかに含まれる。
【技術分野】
【０００２】
［0002］  本開示は、ＥＣＧモニタリング、および、より具体的には、ＥＣＧ信号中のノイズを低減するために前記ＥＣＧ信号を処理するためのシステム、方法、およびデバイスに関わる。
【背景技術】
【０００３】
［0003］  心電図（Electrocardiograms）（ＥＣＧ）は、心臓によって発生されるインパルスを示す電気信号である。ＥＣＧ信号および波形は、図１に見られるように、Ｐ、ＱＲＳ、Ｔ波（the P, QRS, and T waves）によって特徴付けられており、心房および心室収縮と、心筋の弛緩（the atrial and ventricular contraction and relaxation of the heart muscle）の間に生成される。図１は、比較的破損またはノイズの無い（relatively free of any corruption or noise）、典型的なＥＣＧ信号１０の一例を示す。ＥＣＧ信号１０は、特有のＰ波１２、Ｑ波１４、Ｒ波１６、Ｓ波１８、およびＴ波２０の特徴を示す。ＥＣＧ信号は、心臓の外部の領域では、被検者（the subject）の皮膚に取り付けられた電極（electrodes）を使用して、取得されることができる。これら電極は、電極の一方の面上の接着剤（adhesive）を使用して、皮膚に貼られることができる。そして、前記電極は、心臓中の、および心臓の周りの電気的活動から信号を取得することができる。「ＥＣＧ信号」および「信号」の用語は、ＥＣＧ電極のアナログ出力に、および、例えばＡ／Ｄコンバータを使用して生成された処理済みのまたは未処理のサンプル値データ・ポイント（a processed or unprocessed sampled data points）に、言及することができる。アナログ信号、および／または、サンプル値データ・ポイントは、フィルタにかけられ得る。そして、前記信号は、さらに処理され、記憶され、および／または、前記信号を表示するように構成されたデバイスに送信または転送されることができる。
【０００４】
［0004］  電力線干渉、動きアーチファクト（motion artifacts）、および筋電図（electromyogram）（ＥＭＧ）信号を含むアーチファクトは、「ノイズ（noise）」によってＥＣＧ信号を破損させ、特徴検出アルゴリズム（feature detection algorithms）の性能に影響を及ぼす。それは、更に、臨床医の正確な診断に影響を及ぼす。動きおよびＥＭＧアーチファクトは、被検者の動き、および心臓の近くの他の筋肉の電気的活動によって、頻繁に発生するものである。破損されたＥＣＧ信号（例えば、動きおよびＥＭＧアーチファクトを有するＥＣＧ信号）は、図２および図３において見られることができる。図２において最も顕著である破損されたＥＣＧ信号中の長期のノイズは、被検者の動きによって典型的に引き起こされ、動きアーチファクト（a motion artifact）と称される。図２及び図３の両方に示されている、破損されたＥＣＧ信号中のより高い周波数歪み（Higher frequency distortion）は、心臓の周りの、すなわち心臓の近くの筋肉の電気的活動によって引き起こされることができる。このタイプの歪みは、ＥＭＧアーチファクト（EMG artifacts）と称される。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  本発明のシステム、方法、およびデバイスは、いくつかの態様をそれぞれ有し、これらのうちの何れも、単独でその好ましい属性を担うものではない。後続する特許請求の範囲によって示される本発明の範囲を限定することなく、ここでいくつかの特徴が簡潔に説明される。この説明を考慮した後に、また、特に「詳細な説明」と題されたセクションを読んだ後に、当業者であれば、どのように本発明の特徴が、心臓以外の筋肉活動（non-cardiac muscle activity）及び被検者の動き（subject motion）に起因するＥＣＧ信号中のノイズを低減することを含む利点を提供するかを、理解するであろう。
【０００６】
[0006]  一態様では、ＥＣＧ信号中のノイズを低減するためにＥＣＧ信号を処理するための方法が、提供される。前記方法は、アーチファクトを含むＥＣＧ信号をウェーブレット分解すること（wavelet decomposing）、近似係数（approximation coefficients）の１つのセットと詳細係数（detail coefficients）の複数のセットとを生成すること、を含む。前記近似係数は、変更され（modified）、動きアーチファクトを除去し得る。前記近似係数は、前記近似係数の隣接したサブセットを、最初に二次多項式に局所的にフィットさせること（first locally fitting）によって、変更され得る。前記近似係数が二次多項式に局所的にフィットされた（locally fitted）後に、近似係数のオリジナルのセットは、対応する近似係数から二次多項式を引くことによって前記局所的にフィットされた二次多項式によって、調整されることができ、結果として変更された近似係数のセットを生成する。前記詳細係数は、前記ＥＣＧ信号からＥＭＧアーチファクトを除去するために使用されることができる変更された詳細係数の複数のセットを生成するために、閾値化され得る。前記閾値化は、ポジション閾値化（position thresholding）であり得、前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する（with respect to an R wave）前記詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、前記詳細係数のいくつかをゼロに設定することによって、実行され得る。他の実装では、前記方法は、前記変更された近似係数および閾値化された詳細係数から前記ＥＣＧ信号を再構成し、結果として、前記オリジナルのＥＣＧ信号と比較して低減されたノイズを有するＥＣＧ信号を生成することを、更に含む。
【０００７】
[0007]  他の態様では、ＥＣＧ信号中のノイズを低減するようにＥＣＧ信号を処理するためのシステムまたは装置が、提供される。前記システムまたは装置は、ノイズを含むＥＣＧ信号をウェーブレット分解し、近似係数の１つのセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するように構成されたプロセッサを含む。前記プロセッサは、さらに、近似係数および／または詳細係数を変更する（modify）ように構成されている。他の実装では、前記プロセッサは、さらに、変更された近似係数および閾値化された（例えば、変更された）詳細係数から、前記ＥＣＧ信号を再構成し、結果として、オリジナルのＥＣＧ信号と比較して低減されたノイズを有するＥＣＧ信号を生成するように構成されることができる。さらなる他の実装では、前記システムまたは装置は、ＥＣＧ電極（ECG electrodes）、Ａ／Ｄコンバータ、および被検者の体に取り付けるために構成されたアンテナをさらに含む。
【０００８】
[0008]  他の態様では、前記ＥＣＧ信号中のノイズを低減するようにＥＣＧ信号を処理するためのデバイスが、提供される。前記デバイスは、近似係数の１つのセットと詳細係数の複数のセットを生成するようにＥＣＧ信号をウェーブレット分解し、前記近似係数のセットを変更し、および前記詳細係数を閾値化する（thresholding）ための手段を含む。一実装では、前記デバイスは、変更された近似係数と閾値化された（例えば、変更された）詳細係数から、前記ＥＣＧ信号を再構成するための手段をさらに含むことができる。
【０００９】
[0009]  本開示において説明される方法、システム、およびデバイスは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせにおいて実装され得る。ハードウェアにおいて実装される場合、装置は、集積回路、プロセッサ、離散ロジック、またはそれらの任意の組み合わせとして実現され得る。ソフトウェアにおいて実装される場合、ソフトウェアは、１つ以上のプロセッサ、例えばマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、または、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）において実行され得る。前記方法、システムおよびデバイスを実行するソフトウェアは、最初に、コンピュータ可読媒体において記憶され、プロセッサにおいてロードされ且つ実行され得る。
【００１０】
[0010]  従って、本開示は、プロセッサでの実行時において、プロセッサに、ＥＣＧ信号の受信時に、近似係数の１つのセットと詳細係数の複数のセットを生成するように前記ＥＣＧ信号をウェーブレット分解し、近似係数のセットを変更し、前記詳細係数を閾値化して、前記ＥＣＧ信号中のノイズを低減することを行わせる命令を備えた、コンピュータ可読記憶媒体をさらに考慮する。
【００１１】
[0011]  本開示の１つまたは複数の態様の詳細は、添付図面および以下の説明において記述される。この開示の中で説明される技術の他の特徴、目的、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】[0012]  図１は、特徴的なＰ、ＱＲＳおよびＴ波を有する典型的なＥＣＧ信号または波形の一例を示す。
【図２】[0013]  図２は、ＥＭＧおよび動きアーチファクトによって破損されたＥＣＧ信号の一例を示す。
【図３】[0014]  図３は、ＥＭＧおよび動きアーチファクトによって破損されたＥＣＧ信号の一例を示す。
【図４】[0015]  図４は、ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトによって引き起こされるノイズを除去し、または低減するためにＥＣＧ信号を処理するための方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。
【図５】[0016]  図５は、近似係数を変更する方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。
【図６】[0017]  図６は、詳細係数の少なくともいくつかをゼロに設定することによって詳細係数を変更することの方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。
【図７】[0018]  図７は、ノイズを除去し、または低減するためにＥＣＧ信号を処理するための方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。
【図８】[0019]  図８は、ノイズによって破損されたＥＣＧ信号と、ノイズを低減するように処理された後の前記ＥＣＧ信号との比較の一例を示す。
【図９】[0020]  図９は、ノイズによって破損されたＥＣＧ信号と、ノイズを低減するように処理された後の前記ＥＣＧ信号との比較の一例を示す。
【図１０】[0021]  図１０は、ノイズによって破損されたＥＣＧ信号と、ノイズを低減するように処理された後の前記ＥＣＧ信号との比較の一例を示す。
【図１１】[0022]  図１１は、前記ＥＣＧ信号中のノイズを除去し、または低減するようにＥＣＧ信号を処理するためのシステム、装置、またはデバイスの一実装の機能ブロック図を示す。
【図１２Ａ】[0023]  図１２Ａは、前記ＥＣＧ信号中のノイズを除去し、または低減するようにＥＣＧ信号を処理するためのシステム、装置、またはデバイス一実装の機能ブロック図を示す。
【図１２Ｂ】[0024]  図１２Ｂは、前記ＥＣＧ信号中のノイズを除去し、または低減するようにＥＣＧ信号を処理するためのシステム、装置、またはデバイス一実装の機能ブロック図を示す。
【詳細な説明】
【００１３】
[0025]  本書で説明される新しい方法およびシステムは、ＥＣＧ信号中のノイズを低減するためにＥＣＧ信号を処理することに関わる。一実装に従えば、ＥＣＧ信号を処理するための方法が提供される。この方法は、近似係数の１つのセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するためにＥＣＧ信号をウェーブレット分解することと、近似係数および／または詳細係数を変更することとを含む。いくつかの実装では、前記方法は、変更された近似係数、および／または、変更された（例えば、ポジション閾値化された）詳細係数からＥＣＧ信号を再構成することを、さらに含む。以下にさらに説明されるように、これら変更（modifications）の実装は、複数のＥＣＧ信号中の共通のノイズ源を低減するときに、非常に有効である。
【００１４】
[0026]  ウェーブレット分解（Wavelet decomposition）は、各々が詳細な信号を定義する逐次近似法（successive approximations）における差によって、徐々に低い分解能で（at progressively lower resolutions）信号を近似することを含む。ウェーブレット分解は、近似係数の１つのセットと詳細係数の複数のセットとを生成する。ｎ次の次数（nth order）に分解することは、ｎ次レベルの（nth level）近似係数Ａｎと、詳細係数の複数のセットＤ１−Ｄｎを生成する。生成された近似係数は、離散点（discrete points）において、近似関数（approximation functions）の値（例えば、分解後の近似された信号）を示す。詳細係数は、離散点において、逐次近似関数の値の差を示す。ウェーブレット分解は、Mallat, Sの「A Theory for Multiresolution Signal Decomposition:The Wavelet Representation」（IEEE Trans.Pattern Anal.Mach.Intell., vol. 11, pp. 674-693, July 1989）によって説明されている。これの全体の内容は、参照によって本書に組み込まれる。ウェーブレット分解の一般的な方法は周知であるが、下記の係数処理の方法は、従来実施されていない。
【００１５】
[0027]  図４は、前記ＥＣＧ信号からノイズを除去または低減するために、ＥＣＧ信号を処理する方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。ブロック１１０において、少なくともＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを有し得るＥＣＧ信号が、受信される。ブロック１１２において、ウェーブレット分解が、ブロック１１０において受信されたＥＣＧ信号に実施される。ブロック１１２のウェーブレット分解は、ブロック１１４において示されている近似係数の１つのセットと、ブロック１１６において示されている詳細係数の複数のセットとを生成する。ブロック１１４および１１６は、別個の動作ではないが、ブロック１１２のウェーブレット分解の結果である。ブロック１１４の近似係数は、離散点においてブロック１１２で決定された最後の近似関数の値（the value of the last approximation function）（例えば、分解後の近似信号）を示す。ブロック１１６の詳細係数は、離散点における逐次近似関数間の差を示す。ブロック１１４および１１６の近似係数および詳細係数が変更されない場合、実質的に、ブロック１１２において受信されるオリジナルのＥＣＧ信号が、これらの係数から再構成されることができる。
【００１６】
[0028]  ブロック１１８において、ブロック１１４からの近似係数の少なくともいくつかが、変更される。いくつかの実装では、ブロック１１８における変更は、ベースライン（baseline）から近似係数の平均の偏位（average excursion）を低減する。好ましくは、ブロック１１８における変更は、特に、データ・セット中にあるＲ波より長い時間スケールを有する偏位（excursion）のために、ベースラインから平均の偏位を減じることを含むことができる。いくつかの実装では、この方法で変更された近似係数は、ブロック１１０において受信されたオリジナルのＥＣＧ信号と比較して低減された動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号をブロック１２２において再構成するために使用されることができる。１つの適切なアルゴリズムが、図５を参照して下記に説明される。
【００１７】
[0029]  ブロック１２０において、ブロック１１６からの前記詳細係数の少なくともいくつかが、変更され、複数の変更された詳細係数を生成する。信号中のノイズを低減するための閾値化の1つの周知の形態が、「マグニチュード閾値化（magnitude thresholding）」であり、ここにおいて、信号のウェーブレット分解の詳細係数は、それらのマグニチュードに少なくとも部分的に基づいて（例えば、詳細係数が、閾値マグニチュード（the threshold magnitude）より大きい、またはこれより小さいマグニチュードを有するか否かに基づいて）、閾値化される（例えば、ゼロに設定される）。この技術が、さらに、ここで説明される方法の内容においていくつかの詳細係数を変更するために使用され得るが、ＥＣＧ信号中のノイズ低減が、「ポジション閾値化」とここで称される方法を使用して有効に成し遂げられることが分かっている。「ポジション閾値化」とは、詳細係数の１つのセット内で、時間内に（in time）、これらの位置に少なくとも部分的に基づいて、いくつかの詳細係数を変更することを含む。図６を参照して以下により詳細に説明されるように、変更を決定するために使用される位置は、信号中のＲ波の位置に関わり得る。いくつかの実装では、Ｒ波からの所定の距離以上の詳細係数が、ゼロに設定され、これに対して、Ｒ波から所定の距離より小さいかまたは同等である詳細係数は、変化されないままである。さらに、いくつかの実装では、詳細係数のより下位レベルのセットのすべての詳細係数（all detail coefficients of lower order sets of detail coefficients）、例えば、Ｄ１、Ｄ２、および／または、Ｄ３は、ゼロに設定されることができる。この変更動作の１つの特定の実装は、下記により詳細に述べられる。（例えば、詳細係数のすべてのセットをゼロに設定すること、または、ポジション閾値化することによって）いくつかの詳細係数が変更された後の詳細係数の複数のセットは、変更された詳細係数を構成する。いくつかの実装では、変更された詳細係数は、ブロック１１０において受信されたオリジナルのＥＣＧ信号と比較して低減されたＥＭＧアーチファクトを有するＥＣＧ信号をブロック１２２において再構成するために使用されることができる。
【００１８】
[0030]  ブロック１２２において、低減されたアーチファクトを有するＥＣＧ信号は、近似係数と詳細係数とを使用して再構成され、これらの近似係数および／または詳細係数の少なくともいくつかは、変更されている。いくつかの実装では、ＥＣＧ信号は、変更されていない近似係数（例えば、実質的にはブロック１１４からのような近似係数）と、少なくともいくつかの詳細係数がブロック１２０に従ってゼロにセットされている詳細係数と、を使用して、再構成されることができる。いくつかの実装では、ＥＣＧ信号は、変更されていない詳細係数（例えば、実質的にブロック１１６からのような詳細係数）と、少なくともいくつかの近似係数がブロック１１８に従って変更されている近似係数と、を使用して、再構成されることができる。ブロック１２２において再構成されたＥＣＧ信号は、動きアーチファクト、および／または、ＥＭＧアーチファクトを低減または除去したものであることができる。
【００１９】
[0031]  図５は、近似係数の少なくともいくつかを変更する方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。ブロック２１０において、近似係数のセットＡＫが、ＥＣＧ信号から計算され、ここにおいて、Ｋは、近似係数を計算するために使用される分解の次数（order）を示すことができる。ブロック２１２において、近似係数のセットＡＫに局所的にフィットされた二次多項式が算出され、フィットされた多項式に存在する局所的にフィットされたポイントの１つのセット（a set of locally fitted points）
【数１】
2015512293.tif 000003
【００２０】
（以下、Ａ〜Ｋと記載）を生成する。局所的にフィットさせることは、（図１に示されているように）前記ＥＣＧ信号の顕著な波の特徴（例えば、ＰＱＲＳＴ波）からほとんど寄与しないで（with little contribution from the prominent wave features (e.g., the PQRST waves)）、（図２に示されているように）局所的にフィットされたポイントＡ〜Ｋが動きアーチファクトの特徴に一般的にフィットさせられるように、局所的に重み付けされた方法（locally weighed method）を使用して為されることができる。ブロック２１４において、各々計算されたＡ〜Ｋは、変更された近似係数
【数２】
2015512293.tif 000004
【００２１】
（以下、Ａ＾Ｋと記載）のセットを生成するために、対応するオリジナルのＡＫから引かれる。いくつかの実装では、ブロック２１４において算出された、変更された近似係数Ａ＾Ｋのセットは、低減された、または除去された動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号を再構成するために使用されることができる。前記方法、および上記の方法の動作の任意の組み合わせが、ほぼ実時間において、例えば、ＥＣＧ信号が被検者から得られたときに、実施されることができる。
【００２２】
[0032]  いくつかの実装では、ブロック２１２の局所的にフィットさせることは、Cleveland, W.の「Robust Locally Weighted Regression and Smoothing Scatterplots」（Journal of the American Statistical Association, vol. 74, pp. 829-836, Dec. 1979）において説明されている、局所的に重み付けされた散布図平滑化（ＬＯＷＥＳＳ）アルゴリズム（locally weighted scatterplot smoothing (LOWESS) algorithm）を使用して果たされることができる。いくつかの実装では、多項式が、セットＡＫからの近似係数、および直接隣接した所定数の近似係数（a predetermined number of approximation coefficients immediately adjacent）（例えば、近似係数の前後の所定数の係数）によって定義されるサブセットによって、近似係数のサブセットに局所的にフィットされる。局所的にフィットさせることのために使用される近似係数のサブセットは、局所的にフィットさせることのための時間周期的な期間（time period span）を定義する。局所的にフィットさせることのために使用する時間周期的な期間（例えば、局所的にフィットさせることのためのセグメントとして使用する近似係数の数（the number of approximation coefficients））は、ＥＣＧ波形と比較して比較的長くあるべきであるが、フィットさせることにおいて前記ＥＣＧ波形の特徴の影響を最小限にするために、動きアーチファクトと比較して比較的短い。いくつかの実施形態では、例えば、約１００乃至５００ｍｓの時間周期的な期間（例えば、信号データの１００乃至５００ｍｓを示す近似係数のサブセット）は、近似係数のサブセットを局所的にフィットさせることのために使用され得、約２００ｍｓがいくつかの実装において適切であることが、分かっている。
【００２３】
[0033]  多項式にフィットさせるためのサブセット内の各係数の相対的重み（「近接重み（proximity weight）」）が、前記係数のサブセットの中心に対する前記係数の近さに少なくとも部分的に基づき得（例えば、近似係数のサブセットの中心点からの係数の距離に少なくとも部分的に基づき得）、ここにおいて、前記中心により近い係数が、フィットさせることにおいてより大きな重みを与えられる（accorded greater weight in the fitting）。いくつかの実装において、近似係数のサブセットが二次多項式（「最初の局所的にフィットされる多項式（first locally fit polynomial）」）に局所的にフィットされられた後、新しい重みの値（「残りの重み（residual weight）」）が、最初の局所的にフィットされる多項式において対応するポイントと近似係数との間の差に基づいてサブセットにおいて、各近似係数に与えられる。ここにおいて、前記最初の局所的にフィットされる多項式により近い係数は、より大きな重みを与えられる。前記サブセット内の各係数に関する残りの重みに少なくとも部分的に基づいて、前記係数のサブセットは、二次多項式（「第２の局所的にフィットされる多項式(second locally fit polynomial)」）に再度局所的にフィットさせられる。フィットのためのこの残りの重みづけを使用することが、所望のＥＣＧ信号のフィットに対する寄与を抑圧し、前記フィットに、より長期の動きアーチファクトを近くで追跡するように強制する（forcing the fit to follow the longer period motion artifacts closely）。いくつかの実装では、このアルゴリズムは、各サブセットに関する最後の局所的にフィットされる多項式を計算するために、２回以上繰り返され得る。好ましくは、このアルゴリズムは、各サブセットのための最後の局所的にフィットされる多項式を計算するように、２回繰り返される。いくつかの実装では、このアルゴリズムは、近似係数のセットＡＫにおいて各近似係数のために実施される（例えば、サブセットは、ＡＫ内の各近似係数に関してこのアルゴリズムを使用して定義され、且つ局所的にフィットさせられる）。Ａ〜Ｋのセットにおける二次多項式のポイントの各々は、近似係数のオリジナルのセットＡＫから対応するポイントにおいて中心に置かれたサブセットのための最後の局所的にフィットされる多項式の値によって、決定され得る。いくつかの実装では、変更された近似係数のセットＡ＾Ｋは、前記近似係数のオリジナルのセットＡＫから二次多項式のポイントのセットＡ〜Ｋをひくことによって、前記二次多項式のポイントのセットＡ〜Ｋにより前記近似係数のオリジナルのセットＡＫを調整することによって、生成される。変更された近似係数のセットは、低減された動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号を再構成するために使用されることができる。
【００２４】
[0034]  図６は、詳細係数の少なくともいくつかをゼロに設定することによって詳細係数を変更する方法の一実装に関する、プロセス・フロー図を示す。ブロック３１０において、詳細係数のＤ１乃至ＤＫセットは、ＥＣＧ信号から計算され、ここにおいて、Ｋは、詳細係数を計算するために使用される分解の次数（the order of decomposition）を示すことができる。ブロック３１２において、詳細係数のＤ１乃至ＤＮセットは、ゼロに設定されることができる。前記ＥＣＧ信号を得るために使用されるサンプリング周波数に依存して、詳細係数の下位レベルのセット（lower level sets）（例えば、Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３）は、前記ＥＣＧ波形に関わる重要な情報を記憶し得ない。従って、いくつかの実装では、サンプリング周波数および／または他の要因に依存して、詳細係数のＤ１乃至ＤＮセットが、前記ＥＣＧ波形に関わるいかなる重要な情報を失うことなく、ゼロに設定されることができる。ブロック３１４において、セットＤＮ＋１乃至ＤＫの詳細係数のいくつかは、Ｒ波の位置（例えばＲ「ピーク」（R “peak”））に対するこれらの位置に少なくとも部分的に基づいてゼロに設定されることができる。ブロック３１２および／または３１４においてゼロに設定された少なくともいくつかの詳細係数を有する詳細係数のセットは、変更された詳細係数のセットを備える。変更された詳細係数のセットは、ＥＭＧアーチファクトの無いＥＣＧ信号を再構成するために使用されることができる。
【００２５】
[0035]  いくつかの実装では、いくつかの詳細係数がポジション閾値化を使用してブロック３１４においてゼロに設定され、ここにおいて、Ｒ波のピークから所定の距離より大きい詳細係数が、ゼロに設定され、前記所定の距離より小さいかこの距離と同じ詳細係数は、変わらないままである。例えば、詳細係数のセットＤＫおよびＲ波の位置ＲＫ［ｉ］（ここにおいて、ｉは、処理される信号によってスパンされる時間周期において別個のＲ波の各々を識別するインデックスである）に関して、４ＤＫのデータ・ポイントである、またはＲＫ［ｉ］からほとんど離れていない、ＤＫのすべての詳細係数（all detail coefficients of DK that are 4 DK data points or less away from RK[i]）が、変更されず、一方で、ＲＫ［ｉ］から離れている４データ・ポイントより大きい全ての詳細係数（all detail coefficients more than 4 data points away from RK[i]）が、ゼロに設定される。いくつかの実装では、詳細係数をポジション閾値化する距離（例えば、変更ブロック３１４において使用されるＲから離れたデータ・ポイントの数（the number of data points away from R））が、ＥＣＧ波形の最大期間、および、閾値化されるべき詳細係数のセットにおけるＥＣＧの幅に、少なくとも部分的に基づいて、導出されることができる。この距離は、さらに、前記ＥＣＧ信号から前記詳細係数が計算されたそのＥＣＧ信号のサンプリング周波数に少なくとも部分的に基づいて、変わることができる。いくつかの実装では、この距離は、実験的に決定されることができる。ポジション閾値として使用するための前記距離（例えば、ポイントの数（number of points））は、詳細係数の異なるレベルのセット（例えば、Ｄ５係数に関わる４ポイントの閾値（a threshold of 4 points for D5 coefficients）と、Ｄ４係数に関わる３ポイントの閾値）に関して、異なり得る。（ブロック３１２において詳細係数のすべてのセットをゼロに設定することによって、または、ブロック３１４においてポジション閾値化することによって）いくつかの詳細係数がゼロに設定された後の詳細係数の複数のセットは、変更された詳細係数のセットを構成する。変更された詳細係数を生成するために、ブロック３１２および３１４は、互いに独立して実行されることができ、および、両方が実行される必要は無いことが、理解されるだろう。いくつかの実装では、変更された詳細係数のセットは、低減されたまたは除去されたＥＭＧアーチファクトを有するＥＣＧ信号を再構成するために使用されることができる。前記方法、および、上記の方法の動作の任意の組み合わせが、ほぼ実時間で実行されることができることが、理解されるだろう。
【００２６】
[0036]  図７は、ノイズを除去または低減するためにＥＣＧ信号を処理するための方法の一実装に関わるプロセス・フロー図を示す。ブロック４１０において、ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを含み得るＥＣＧ信号が得られる。ブロック４１２において、ウェーブレット分解が、ブロック４１０からのＥＣＧ信号を分解するために使用される。いくつかの実装では、例えば、前記ＥＣＧ信号は、５次に至るまで（up to the 5th order）ウェーブレット分解される。いくつかの実装では、しかしながら、ＥＣＧ信号は、上記のとおり、多かれ少なかれ（lesser or greater order）、例えばｎ次に至るまで、分解されることができる。この分解は、例えば、双直交５．５ウェーブレット（a Biorthogonal 5.5 wavelet）を使用して、果たされることができる。５次に至るまでのＥＣＧ信号のウェーブレット分解は、５次レベルの近似係数（5th level approximation coefficients）と、詳細係数の複数のセットＤ１乃至Ｄ５（a plurality of sets of detail coefficients D1-D5）とを生成するだろう。上記のとおり、ウェーブレット分解は、詳細信号（例えば、詳細係数）を定義する逐次近似法における差によって、徐々に低い分解能で（at progressively lower resolutions）、信号を近似することを含む。このように、セットＡ５内の近似係数は、離散点において、５次の近似関数の値（例えば、５次に至るまで分解した後の近似信号）に対応し、詳細係数Ｄ１乃至Ｄ５は、逐次オーダーの近似関数間の差（the difference between the approximation functions of successive orders）を示す。
【００２７】
[0037]  ブロック４１４において、二次多項式が、局所的にフィットされた多項式ポイント
【数３】
2015512293.tif 000005
【００２８】
（以下、Ａ〜５と記載）のセットを生成するために、近似係数Ａ５のセットに局所的にフィットされる。いくつかの実装では、前記二次多項式は、前記局所的にフィットされたポイントＡ〜５が、（図２に示されるように、）動きアーチファクトの特徴に一般的にフィットされ、（図１に示されるように）ＥＣＧ信号の特徴（例えば、ＱＲＳ波複合（the QRS wave complex））にはフィットされないように、近似係数のセットに局所的にフィットされる。このことは、例えば、上記のように、データ・セットにおけるＥＣＧ波形の時間周期よりも長い時間周期のスパンを有するサブセットを局所的にフィットさせることによって、達成されることができる。いくつかの実施形態では、二次多項式は、図５の説明において上記に詳しく説明されたアルゴリズムを使用して近似係数のセットにフィットされる。ブロック４１６において、局所的にフィットされた二次多項式ポイントＡ〜５は、変更された近似係数のセットＡ＾Ｋを得るために、近似係数Ａ５のセットから引かれる。
【００２９】
[0038]  ブロック４１８において、Ｒ波の位置は、Ａ＾Ｋの導関数（the derivative）に少なくとも部分的に基づいて決定される。いくつかの実装では、Ｒ波の位置は、Ａ＾Ｋの導関数を振幅閾値化する（amplitude thresholding）ことによって、決定されることができる。前記Ｒ波の位置は、ＥＣＧ波形の任意の特徴／波の最大の導関数を有するべきであるので、この方法が使用されることができる。Ｒ波の位置を決定するために使用する特定の振幅閾値（amplitude threshold）は、Ａ＾Ｋの導関数の平均および標準偏差（mean and standard deviation）に少なくとも部分的に基づくことができる。前記閾値は、平均プラス１．５倍の標準偏差（mean plus 1.5 times the standard deviation）である場合、オリジナルの信号において、各Ｒ波に対するＡ＾Ｋの残りのセットに、典型的に１ポイントがあるだろう（there will typically be one point in the remaining set of A＾Ｋ for each R wave in the original signal）。いくつかの実装では、Ｒ波の位置は、従来技術で既知の他の任意の方法を使用して、または実験的に、決定されることができる。
【００３０】
[0039]  ブロック４２０において、Ｄ４およびＤ５の詳細係数の少なくともいくつかが、ブロック４１８において決定されるように、Ｒ波の位置に対する詳細係数の時間位置（time position）に少なくとも部分的に基づいて、変更されることができる。いくつかの実装では、例えば、詳細係数のＤ４およびＤ５セットにおける詳細係数は、ブロック４１８において決定されるようなＲ波の位置に少なくとも部分的に基づいて、それらがＲ波からの所定の距離より大きい場合に、ゼロに設定される。いくつかの実装では、Ｄ４およびＤ５の詳細係数の少なくともいくつかは、実質的に、図６の説明において上記に説明されたように、ポジション閾値化され、例えば、Ｒ波の位置に対して詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、ゼロにセットされる。ブロック４２２において、Ｄ１乃至Ｄ３の詳細係数は、ゼロにセットされる。
【００３１】
[0040]  ブロック４２４において、ＥＣＧ波形は、ブロック４１６において得られる変更された近似係数、および／または、ブロック４２０および／または４２２において得られる変更された詳細係数に少なくとも部分的に基づいて、再構成される。いくつかの実装では、再構成されたＥＣＧ信号または波形は、ブロック４１０において得られるオリジナルのＥＣＧ信号と比較して低減されたまたは除去された動き、および／またはＥＭＧアーチファクトを有することができる（例えば、ＥＣＧ信号が、低減された、または除去されたノイズを有することができる）。前記方法、および上記の方法の動作の任意の組み合わせは、ほぼ実時間で実行されることができることが、理解されるだろう。
【００３２】
[0041]  図８は、図２のオリジナルの信号と、これがノイズを低減するために処理された後の図２の信号とを示す。前記オリジナルの（破損された）ＥＣＧ信号は、大きな動きアーチファクトと、ＥＭＧアーチファクトにとって特徴的な信号全体にわたる高周波数ノイズ（high-frequency noise）とを有する。この図によって示されるように、ＰＱＲＳＴ波は、アーチファクトを除去または低減するように処理した後のＥＣＧ信号において、より識別しやすい。信号におけるベースライン変動（baseline wander）が、ＬＯＷＥＳＳフィッティング手順によって有効に除去されることが判る。このＬＯＷＥＳＳフィッティング手順は、動きアーチファクトを除去するために多項式によって全体のオリジナルの信号スパンをフィットする（fit the entire original signal span with a polynomial）ように試みるカーブ・フィッティング法（curve fitting techniques）によって成し遂げることが難しいことが判っている。
【００３３】
[0042]  図９は、多くのノイズを有する図３のオリジナルの信号と、ノイズを低減するために処理された後の図３の信号とを示す。図８に示されているように、ＥＣＧ波形５８０のＰ、Ｑ、ＳおよびＴ波は、アーチファクトを除去するための処理前のＥＣＧ信号においては識別しにくく、アーチファクトを除去または低減するために処理されたＥＣＧ信号においては識別しやすい。
【００３４】
[0043]  図１０は、図９のブロック５８０を非常に詳細に示しており、ノイズによって破損されたＥＣＧ信号とノイズを低減するために処理された後のＥＣＧ信号との比較を示している。図８および図９に示されているように、ＥＣＧ波形５８０のＰ、Ｑ、ＳおよびＴ波は、アーチファクトを除去するための処理前のＥＣＧ信号においては識別しにくく、アーチファクトを除去または低減するために処理されたＥＣＧ信号においては識別しやすい。図１０は、さらに、ＥＣＧ信号の読み取りまたは分析の際に関連することができる、ＱＲＳ幅のような、ＥＣＧ波形５８０のさまざまな時間セグメントを示している。
【００３５】
[0044]  図１１は、ＥＣＧ信号５１０中のノイズを低減または除去するためにＥＣＧ信号５１０を処理するためのシステム、装置、またはデバイスの１つの実装の機能ブロック図を示す。いくつかの実装では、ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号５１０は、実時間データ獲得（real-time data acquisition）５１２、例えば、被検者に取り付けられた１つ以上の電極によって、獲得されることができる。実時間データ獲得によって獲得される信号は、信号を処理し、例えば信号の時間ドメイン・サンプルを生成することができるＡ/Ｄコンバータ５１４に送信されることができる。前記ＥＣＧ信号５１０は、さらに、データベース５１６から、インターネット５１８から、または、従来技術において既知であるその他任意のソースまたは記憶媒体から、獲得されることができる。
【００３６】
[0045]  そして、前記ＥＣＧ信号は、装置５２０に送信、または転送される。ここにおいて、ＥＣＧ信号は、デバイス５２２のＩ／Ｏ（入力／出力）モジュールによって受信される。Ｉ／Ｏデバイス５２２は、例えば、アンテナ、データ・ポート、または、従来技術において既知であるその他任意のデバイスであることができる。前記信号は、ＥＭＧ、および／または、動きアーチファクトを除去し、または低減するために、前記ＥＣＧ信号を処理するように構成されているプロセッサ５２６に送信、または転送されることができる。下記に説明されるように、プロセッサ５２６は、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または、特定用途向け集積回路を含む、従来技術において既知である様々なプロセッサ、またはこれらのプロセッサの任意の組み合わせであることができる。プロセッサ５２６は、近似係数のセットおよび詳細係数の複数のセットを生成するように前記ＥＣＧ信号５１０をウェーブレット分解することを含む、上記に詳しく説明された処理動作のうちの任意の１つ、または任意の組み合わせを実施するように構成され得る。プロセッサ５２６は、近似係数および／または詳細係数を変更するようにさらに構成され得る。いくつかの実装では、プロセッサ５２６は、上記に詳しく説明された処理動作のうちの任意の1つまたはこれらの任意の組み合わせを使用して係数を変更するように構成され得る。前記処理動作は、二次多項式ポイントを生成するために近似係数に二次多項式を局所的にフィットさせることと、変更された近似係数を得るために近似係数から前記局所的にフィットされた二次多項式ポイントを引くことと、前記変更された近似係数の導関数に少なくとも部分的に基づいてＲ波の位置を決定することと、詳細係数のいくつかのセットをゼロに設定することと、および／または、変更された詳細係数を得るために前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、いくつかの詳細係数をポジション閾値化することと、を含む。プロセッサ５２６は、さらに、変更された近似係数および／または変更された詳細係数から低減された、または除去された動き、および／またはＥＭＧアーチファクトによって、ＥＣＧ信号５３０を再構成するように構成され得る。前記システムがソフトウェアとして実装される場合、前記プロセッサは、メモリ５２４において保存され得る（例えば、モジュールの形態の）命令またはコードを使用して、これらの機能を実施するようにプログラムされ得る。メモリ５２４は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の記憶媒体であり得る。処理の前、間、および／または、後に、前記ＥＣＧ信号、および、例えば、近似係数のセットまたは変更された近似係数を含むこれの任意の一部は、メモリ５２４に送信または転送されてこれに記憶され得、および、プロセッサ５２６による使用のために、メモリ５２４から取得され得る。プロセッサ５２４による前記ＥＣＧ信号５１０の処理の後に、前記処理されたＥＣＧ信号は、Ｉ／Ｏモジュールまたはデバイス５２８に送信または転送され得る。
【００３７】
[0046]  処理の後、プロセッサ５２４によって実施される動作または方法に依存して、前記ＥＣＧ信号５１０は、低減された、または除去されたＥＭＧおよび／または動きアーチファクト５３０を有するＥＣＧ信号であり得る。いくつかの実装では、低減されたＥＭＧおよび／または低減された動きアーチファクト５３０を有するＥＣＧ信号は、読取、および／または分析されることができるように、前記ＥＣＧ信号５３０を表示するように構成されたディスプレイ５３２に送信または転送されることができる。ＥＣＧ信号５３０は、さらに、記憶、および／または、次の送信のために、インターネット５３４に、または、データベース５３６に、送信または転送され得る。図１１に示されているシステム、装置、またはデバイスの任意の部分が、ほぼ実時間で、上記に詳しく説明された任意の機能またタスクを実施するように構成されることができ、例えば、信号は、データベース５１６、インターネット５１８から受信されるときに、または実時間データ獲得５１２によって得られるときに、処理される。
【００３８】
[0047]  図１２Ａは、ＥＣＧ信号中のノイズを除去または低減するためにＥＣＧ信号を処理するためのシステム、装置、またはデバイス６１０（以下、「デバイス６１０」と記載）の一実装の機能ブロック図を示す。デバイス６１０は、ＥＣＧ電極６１２を含むことができ、これは、被検者からＥＣＧ信号を獲得するために使用されることができる。ＥＣＧ電極６１２は、信号を獲得するために、例えば、前記電極６１２の一表面上の接着剤を使用して、被検者に取り付けられることができる。電極６１２は、例えば、被検者の心臓の外側の領域の近くの、被検者の皮膚上に、取り付けられることができる。電極６１２によって獲得される信号は、電極６１２によって獲得される信号の時間ドメイン・サンプルを生成するように構成されることができるＡ／Ｄコンバータ６１４に、送信または転送されることができる。Ａ／Ｄコンバータ６１４によって生成される時間ドメイン・サンプルは、電極６１２によって獲得されるような、ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号６１６を表したもの（representation）である。ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号６１６は、前記ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを除去または低減するために処理するためのプロセッサ６１８に、送信されることができる。
【００３９】
[0048]  以下に説明されるように、プロセッサ６１８は、例えば汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または特定用途向け集積回路を含む、従来技術において既知である様々なプロセッサ、またはこれらの任意の組み合わせであることができる。プロセッサ６１８は、近似係数のセット、および詳細係数の複数のセットを生成するために前記ＥＣＧ信号６１６をウェーブレット分解することを含む、上記に詳しく説明された処理動作のうちの任意の１つ、またはこれらの任意の組み合わせを実施するように構成され得る。プロセッサ６１８は、近似係数および／または詳細係数を変更するようにさらに構成され得る。いくつかの実装では、プロセッサ６１８は、上記に詳しく説明された処理動作のうちの任意の１つまたは、これらの任意の組み合わせを使用して係数を変更するように構成され得る。前記処理動作は、二次多項式ポイントを生成するために近似係数に二次多項式を局所的にフィットさせることと、変更された近似係数を得るために近似係数から前記局所的にフィットされた二次多項式ポイントを引くことと、前記変更された近似係数の導関数に少なくとも部分的に基づいてＲ波の位置を決定することと、詳細係数のいくつかのセットをゼロに設定することと、および／または、変更された詳細係数を得るために前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、いくつかの詳細係数をポジション閾値化することと、を含む。プロセッサ６１８は、さらに、変更された近似係数および／または変更された詳細係数から低減された、または除去された動き、および／またはＥＭＧアーチファクトを有するＥＣＧ信号６２０を再構成するように構成され得る。前記システムがソフトウェアとして実装される場合、前記プロセッサは、プロセッサ６１８によってアクセス可能なメモリにおいて保存され得る（例えば、モジュールの形態の）命令またはコードを使用して、これらの機能を実施するようにプログラムされ得る。前記低減されたＥＭＧおよび／または動きアーチファクト６２０を有する処理されたＥＣＧ信号は、Ｉ／Ｏモジュールまたはデバイス６２２に送信されることができる。そして、Ｉ／Ｏ６２２は、ＥＣＧ信号６２０の表示、記憶、送信、または更なる処理の目的でＥＣＧ信号６２０を受信するように構成されている任意のデバイス、装置、またはストレージに、ＥＣＧ信号６２０を送信することができる。デバイス６１０は、ほぼ実時間で上記に詳細に説明された機能およびタスクを実施するように構成されていることが、理解されるだろう。
【００４０】
[0049]  図１２Ｂは、前記ＥＣＧ信号中のノイズを除去し、または低減するようにＥＣＧ信号を処理するためのシステム、装置、またはデバイス一実装の機能ブロック図を示す。いくつかの実装では、図１２Ｂのシステム、装置、またはデバイスは、移動式ＥＣＧ監視システム（ambulatory ECG monitoring system）であることができる。前記システムは、獲得システム、装置、またはデバイス７１０（以下、「デバイス７１０」と記載）、例えば、パッチＥＣＧモニタ（a patch ECG monitor）を含むことができる。前記パッチＥＣＧモニタは、ＥＣＧ電極７１２、Ａ／Ｄコンバータ７１４、プロセッサまたは信号処理回路７１８、およびアンテナ７２０を含むことができる。前記ＥＣＧ電極７１２は、被検者に、例えば、前記電極の一側面上の接着剤を使用して被検者の皮膚上に、取り付けられることができ、被検者からＥＣＧ信号（例えば、ロー・サンプル・データ・ポイント（raw sampled data points））を獲得するように構成されることができる。そして、前記電極によって獲得される信号は、Ａ／Ｄコンバータに転送されることができ、Ａ／Ｄコンバータは、ＥＭＧおよび／または動きアーチファクトを有するＥＣＧ信号７１６の時間ドメイン・サンプルを生成するように構成されることができる。ＥＣＧ信号７１６は、電極によって獲得される信号を処理するように構成されたプロセッサまたは信号処理回路７１８に送信されることができる。
【００４１】
[0050]  下記に説明されるように、プロセッサ７１８は、例えば汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または特定用途向け集積回路を含む、従来技術において既知の任意の様々なプロセッサまたはこれらの組み合わせであることができる。プロセッサ７１８は、近似係数のセット、および詳細係数の複数のセットを生成するために前記ＥＣＧ信号７１６をウェーブレット分解することを含む、上記に詳しく説明された処理動作のうちの任意の１つ、またはこれらの任意の組み合わせを実施するように構成され得る。プロセッサ７１８は、近似係数、および／または、詳細係数を変更するようにさらに構成され得る。いくつかの実装では、プロセッサ７１８は、上記に詳しく説明された処理動作のうちの任意の１つ、または、これらの任意の組み合わせを使用して係数を変更するように構成され得る。前記処理動作は、二次多項式ポイントを生成するために近似係数に二次多項式を局所的にフィットさせることと、変更された近似係数を得るために近似係数から前記局所的にフィットされた二次多項式ポイントを引くことと、前記変更された近似係数の導関数に少なくとも部分的に基づいてＲ波の位置を決定することと、詳細係数のいくつかのセットをゼロに設定することと、および／または、変更された詳細係数を得るために前記ＥＣＧ信号のＲ波に対する詳細係数の位置に少なくとも部分的に基づいて、いくつかの詳細係数をポジション閾値化することと、を含む。プロセッサ７１８は、さらに、変更された近似係数および／または変更された詳細係数から低減された、または除去された動き、および／またはＥＭＧアーチファクトを有するＥＣＧ信号７２６を再構成するように構成され得る。代替として、プロセッサ７１８は、ＥＣＧ信号７１６のさらなる処理を実施するために、アンテナを介して他のシステム、装置、またはデバイス７３０に送信されるＥＣＧ信号７１６を、処理または圧縮するように構成されることができる。
【００４２】
[0051]  前記処理されたＥＣＧ信号７１６またはこの信号の圧縮されたバージョンは、アンテナを介して、システム、装置、またはデバイス７３０（以下「デバイス７３０」と記載）にワイヤレスで送信されることができる。デバイス７３０は、モバイル・デバイス、例えば、携帯電話、タブレット、または、アンテナ７２２を介してデータを受信し、プロセッサまたは信号処理回路７２４にデータを転送する他の携帯用電子システムであることができる。プロセッサ７２４は、低減された、または除去されたＥＭＧ、および／または、動きアーチファクト７２６を有するＥＣＧ信号を生成するために、前記ＥＣＧ信号７１６からＥＭＧ、および／または、動きアーチファクト７１６を低減、または、除去するように、上記に詳しく説明された新しいアルゴリズムの処理動作のすべて、またはこれらの任意の組み合わせを実施するように構成されることができる。デバイス７３０は、前記ＥＣＧ信号７２６を表示するように構成されたディスプレイ７２８を含み得る。ディスプレイ７２８は、モバイル・デバイス上のキーパッド／タッチスクリーンによって、ＥＣＧ信号７２６を操作するように構成され得る。デバイス７３０は、さらに、身体検査による再検査（review by a physical）、記憶などのために、インターネットのような外部ネットワークに、波形、またはこれの圧縮されたバージョンを送信するように構成され得る。
【００４３】
[0052]  図１２Ｂに示されているシステム、装置、またはデバイスの構成要素が、同じ物理的基板に、一緒に取り付けられる必要は無いが、デバイス７１０および７３０の前述の動作および機能を実施するために、様々な方法で分配され（be split up）得ることが、理解されるだろう。デバイス７１０および７３０は、上記に詳しく説明された機能およびタスクをほぼ実時間で実施するように構成されることが、理解されるだろう。
【００４４】
[0053]  ここに開示された実装と関連して説明されている様々な例示的なロジック、論理的ブロック、モジュール、アルゴリズム動作が電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、または両方の組み合わせとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアとの互換性は、概して機能性に関して説明され、上記の様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、および操作において示されている。このような機能が、ハードウェアとして実装されるか、あるいはソフトウェアとして実装されるかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられる設計制約に依存する。
【００４５】
[0054]  ここに開示された態様に関連して説明された様々な例示的なロジック、論理的ブロック、モジュール、および回路を実装するために使用されるハードウェアおよびデータ処理装置は、汎用単一チップまたはマルチ・チップ・プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブル論理デバイス、離散ゲートまたはトランジスタ・ロジック、離散ハードウェア・コンポーネント、または、ここに説明される機能を実施するように設計されたこれらの任意の組み合わせによって実装または実施され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサ、または任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステート・マシンであり得る。プロセッサは、さらに、コンピューティング・デバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用しての１つまたは複数のマイクロプロセッサ、またはその他任意のそのような構成のもの、として実装され得る。いくつかの実装では、特定の動作および方法は、所定の機能に特有の回路によって実施され得る。
【００４６】
[0055]  １つまたは複数の態様では、説明された機能は、本明細書に開示されている構造、およびこれの構造的な同等物を含むハードウェア、デジタル電子回路、コンピュータ・ソフトウェア、ファームウェアにおいて、または、これらの任意の組み合わせにおいて、実装され得る。本明細書で説明される主題の実装は、さらに、データ処理装置の動作を制御するために、または、データ処理装置による実行のために、コンピュータ記憶媒体において符号化される、1つまたは複数のコンピュータ・プログラム、例えば、コンピュータ・プログラム命令の１つまたは複数のモジュールとして、実装されることができる。
【００４７】
[0056]  ソフトウェアで実装される場合には、機能は、コンピュータ可読媒体上で１つまたは複数の命令またはコードとして格納または送信され得る。ここに開示されている方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータ可読媒体上にあり得るプロセッサ実行可能ソフトウェア・モジュールにおいて、実装され得る。コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所へコンピュータ・プログラムを転送することを可能にすることができる任意の媒体を含む通信媒体およびコンピュータ記憶媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、または、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラム・コードを記憶するために使用され、コンピュータによってアクセスされ得るその他任意の媒体を含み得る。さらに、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と厳密には称され得る。ここで使用されるような、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、レーザー・ディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、ここでディスク（disks）は、通常磁気的にデータを再生し、一方ディスク（discs）は、レーザーを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせは、さらに、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。加えて、方法またはアルゴリズムの動作は、コンピュータ・プログラム製品に組み込まれ得る、機械可読媒体およびコンピュータ可読媒体上で、コードおよび命令の１つまたは任意の組み合わせ、または、セットとして存在し得る。
【００４８】
[0057]  本開示で説明された実装に対する様々な変更は、当業者にとって容易に明らかになり得、また、ここで定義される一般的な原理は、本開示の範囲または精神から逸脱することなく他の実装に適用され得る。このように、本開示は、ここに示された実装に限定されることは意図していないが、ここに開示された請求項、原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が付与されるべきである。「例示的」という用語は、本明細書では、「例、事例、または実例としての役割を果たす」という排他的な意味で使用される。「例示的」なものとしてここに説明される任意の実装は、必ずしも、他の実装よりも好ましい、または利点を有するものと解釈されるべきではない。
【００４９】
[0058]  別個の実装との関連で本明細書に説明される複数の特定の特徴は、さらに、１つの実装において、組み合わせて実装されることができる。逆に、1つの実装との関連で説明される様々な特徴は、さらに、複数の実装において別個に実装されるか、任意の適切なサブコンビネーションで、実装されることができる。さらに、特徴が特定の組み合わせで作用するように上記に説明され、および、さらにこのように最初に請求され得るが、請求項の組み合わせからの1つ以上の特徴が、いくつかの場合、組み合わせから削除され、請求される組み合わせが、サブコンビネーションに、またはサブコンビネーションの変形例に、向けられ得る。
【００５０】
[0059]  同様に、動作が、特定の順序で図に示されているが、このような動作が特定の順序または連続した順序で実施されること、または、全ての示されている動作が所望の結果を得るように実施されることを必要とする、と理解されるべきではない。さらに、図面は、フロー図の形態で１つ以上の実例プロセスを概略的に示し得る。しかしながら、示されていない他の動作が、概略的に示されている実例プロセスに組み込まれることができる。例えば、１つまたは複数の更なる動作は、示されている任意の複数の動作の前、後、同時、または間において実施されることができる。特定の環境において、マルチタスク、および並行プロセスが、有効であり得る。さらに、上記に説明される実装における様々なシステム構成要素の分離が、全ての実装においてこのような分離が必要であると理解されるべきではなく、および、説明されるプログラム構成要素およびシステムは、一般的に、単一のソフトウェア製品において統一され、複数のソフトウェア製品において一括されることができる、と理解されるべきである。加えて、他の実装は、特許請求の範囲の範囲内にある。いくつかの場合では、請求項に記載されている動作は、異なる順序で実施され、さらに所望の結果を得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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