(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の組織を通じて送られた電磁エネルギーの少なくとも一つの波長に対応するデータを使用して患者のパルスレートを測定する方法であって，
(a)該パルスレートの基本周波数及びそれの関連するより高い周波数成分に対応するデータ内の信号エネルギーを分離するためのくし形フィルタを画成する工程と，
(b)くし形フィルタの出力においてエネルギーを最適化する特定の周波数を決定する工程と，
(c)特定の周波数に対応する濾過されたパルスレートを生成する工程と，
から成る方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって，前記決定する工程はくし形フィルタの出力においてエネルギーを最小化するところの方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって，前記決定する工程がくし形フィルタの出力においてエネルギーを最大化するところの方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって前記決定する工程は，
(a)データに対する自乗されたノイズを計算する工程と，
(b)基本周波数に関して自乗ノイズの第２導関数を計算する工程と，
(c)特定の周波数を決定するためにNewton-Raphson検索を実行する工程と，
から成る方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって，
(a)パルスレートの選択されたサンプルと期待された測定特性を比較する工程と，
(b)比較工程に基づいて各選択されたサンプルに可変重みを割り当てる工程であって，それによってパルスレートの複数の異なる重みづけされたサンプルを生成する工程と，
(c)パルスレートの濾過されたサンプルを得るべく重みサンプルの第１の数を平均する工程と，
(d)複数の濾過されたサンプルから濾過されたパルスレートを生成する工程と，
を含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって，割り当て工程において割り当てられた可変重みに応答して第１の数が変化するところの方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって，定義する工程の前に，さらに
(a)電磁エネルギーの少なくとも一つの波長の信号表示の対数を取る工程であって，それによって第１信号を生成する工程と，
(b)前記第１信号をバンドパスフィルタリングする工程であって，それによって第２信号を生成する工程と，
(c)前記第２信号を規格化する工程であって，それによって第３信号を生成する工程と，
(d)前記第３信号の導関数を取る工程であって，それによってデータを生成する工程と，
から成る方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって，パルスレートに関連した信頼レベルが存在し，該信頼レベルは，パルス信号形状，信号対ノイズ比及び電磁エネルギーの少なくとも２つの波長の間の相関から成る集合から選択された少なくともひとつの品質計量に基づいている，ところの方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって，
(a)交互レートファインダーを使って交互パルスレートを決定する工程と，
(b)交互パルスレートに対しパルスレートを選択的に設定する工程と，
を含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって，交互パルスレートを決定する工程は
(a)基本周波数に対応するパワースペクトル内の複数のピークのいずれかを決定するべくデータに対応するパワースペクトルを評価する工程と，
(b)基本周波数に対応する交互パルスレートを生成する工程と，
(c)交互パルスレートに対する信頼レベルを計算する工程と，
から成る方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって，始めのパルスレートを生成する工程を含み，該始めのパルスレートは設定工程内で交互パルスレートに設定される，ところの方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって，交互パルスレートを決定するための工程は，
(a)波形時間間隔を示す波形特性のシーケンスを識別する工程と，
(b)平均波形時間間隔を決定するべく多くの連続波形時間間隔を平均化する工程と，
(c)平均波形時間間隔から交互パルスレートを決定する工程と，
から成るところの方法。
【請求項１３】
請求項１１若しくは１２に記載の方法であって，交互パルスレートを決定する工程が周期的に生じ，設定工程は少なくとも一つの条件が一致する場合にのみ生じる，ところの方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって，少なくともひとつの条件は以下の集合から選択され，該集合は，
(a)濾過されたパルスレートに対応する信頼レベルが第１値より小さい；
(b)交互パルスレートに対応する信頼レベルは第１値より大きいか若しくは等しい；
(c)交互パルスレートに対応する信号対ノイズ比は第２値より大きいか若しくは等しい；
(d)交互パルス速度はデータに対応する自動相関曲線上の極大値に対応する；
(e)交互パルスレートは直前に決定された交互パルスレートの第３値内にあり，直前に決定された交互パルスレートは第１のインターバルの間に決定された；
から成る。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって，条件(a)から(e)は，パルスレートが交互パルスレートに設定される前に一致する，ところの方法。
【請求項１６】
患者の組織を通じて送られた電磁エネルギーの少なくとも一つの波長に対応するデータを使用して患者のパルスレートを生成するための装置であって，
(a)基本周波数及びそれの関連するより高い周波数成分に対応するデータ内の信号エネルギーを分離するためのくし形フィルタと，
(b)前記くし形フィルタの出力においてエネルギーを最適化する特定の周波数を決定するための手段と，
(c)前記特定の周波数に対応するパルスレートを生成するための手段と，
から成る装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は生理的パラメータを測定するための方法及び装置に関し，特に患者のパルスレートを測定するための装置内で，動きから生じる効果を含むノイズ効果を減少させるためのものである。それは特にパルスレート及び飽和を測定するための方法及び装置に関する。本発明はフィルタ技術の応用を含む。
ゼロクロッシングをカウントすることによって光学的プレシスモグラフ波形からパルスレートを決定することは知られている。もし，動き及び他のノイズが存在しなければ，光学プレシスモグラフ信号は非常にきれいで，またパルスレートはゼロクロッシングを正確にカウントすることによって決定される。動きの間に，ゼロクロッシングのアプローチは動きから過渡をカウントし人工的に高速で表示する。
信号パルスに対応するプレシスモグラフ信号のテンプレートを使用してパルスレートを決定することも知られている。しかし，動き効果はテンプレートの外観より非常に異なる信号の外観へ導き，結果として，パルスカウントは生じない。
本発明は基本的及び関連周波数に対応する信号エネルギーを分離するためのくし形フィルタの使用によって，パルスレートを測定するための装置においてノイズ効果を減少させるための技術を与える。
したがって，一つの態様において，本発明は患者の組織を通じて送信された電磁エネルギーの少なくともひとつの波形に対応するデータを使用して患者のパルスレートを生成するための方法を与え，当該方法は，
(a)基本周波数及び関連するより高い周波数成分に対応するデータ内の信号エネルギーを分離するためにくし形フィルタを画成する工程と，
(b)くし形フィルタの出力においてエネルギーを最適化する特別の周波数を決定する工程と，
(c)特別の周波数に対応するフィルタをかけられたパルスレートを生成する工程と，
から成る。
他の態様において，本発明は患者の組織を通じて送信された電磁エネルギーの少なくともひとつの波長に対応するデータを使って患者のパルスレートを生成するための装置を与え，当該装置は
(a)基本周波数及び関連するより高い周波数成分に対応するデータ内の信号エネルギーを分離するためのくし形フィルタと，
(b)くし形フィルタの出力においてエネルギーを最適化する特別の周波数を決定するための手段と，
(c)特別の周波数に対応するパルスレートを生成するための手段と，
から成る。
本発明の技術はノイズ内の正弦波の周波数及び振幅を評価する。ノイズ内の所与の数の任意の正弦波の周波数，振幅及び位相を発見する手続は，A Minimal Parameter Adaptive Notch Filter with Constrained Poles and Zeros(Nehorai A),volume 33 of IEEE Transactions on Acoustic,Speech and Signal Processing(1985)に開示されている。Adaptive Comb Filtering for Harmonic Signal Enhancement(Nehorai A and Porat B),volume 34 of the IEEE Transactions on Acoustics,Speech,and processing(1986)で開示されているように，このアプローチはノイズ内の高調波信号の基本周波数，振幅及び位相を見つけるために特に拡張された。このアプローチに基づいて基本周波数を見つけるための数値的により効果的な手続は，Computation of Harmonic Comb Filter Weights(Hendry S D),volume 41 of the IEEE Transactions on Acoustics,Speech,and Signal Processing(1993)の主題である。これらの論文内に開示された主題はここに参考文献として組み込まれる。
本発明によって採用された技術は適応くし形フィルタ(ACF)として参照される。該パルス信号は光学吸光信号から計算される。
スペクトログラム（周波数vs時間）として見ると，典型的な人間のプレシスモグラフ信号内のエネルギーは，パルスレートの高調波に対応するいくつかの安定かつはっきりと定義された帯域に分配される。適応くし形フィルタは最初に，ノイズのみを残して信号のエネルギーをノッチアウト(notch out)するようくし形フィルタを画成することによって，基本周波数を見つける。信号内のノッチ若しくは信号高調波の数は選択の問題である。通常の心拍数に対して，４つの高調波が好適であるが，プロセッサ，コンピュータパワー及びバンドパスフィルタのローパスカットオフ周波数の適用に依存して他の数でも好適である。ACFは，くし形フィルタによって基本及び選択された高調波以外の出力ノイズは最も小さいエネルギーを有することを定義する高調波周波数を見つける。ACFは，上記参照されたNehorai及びPorat(1986)及びHendry(1993)論文内で議論されているように，非線形最小化への古いアプローチであるNewton-Raphson検索を実行するために基本に関して自乗されたノイズの導関数を評価することによって基本を検索する。
最小の説明を形式化するために，yは測定信号，xは高調波信号，及びnはノイズを示す。
0003763480.tif 000002
パラメータω0はサンプルレートによって規格化された基本周波数である。Hの分子内の各２次項は±kω0で単位円上にゼロを導入する。ρ<1に関して，分母は±kω0で単位円内にポールを導入する。ノッチの帯域幅はπ(1-ρ)である。
基本周波数の信頼できる評価が決定されたとき，少なくともときどき高調波振幅を計算することは好適である。高調波振幅を計算するための技術の説明が以下に示される。
高調波の振幅を知ることは有用である。最初のn=4の高調波のそれぞれのパワーは，その高調波の周波数に調整されたたった一つの歯(tooth)を有するくし形フィルタの出力のRMSを取ることによって評価される。これによって，高調波のパワーは最小数の計算で評価されることができる。この処理は適応くし形フィルタと独立に実行され，心拍数評価がこの処理に有効にされる。各高調波k，高調波評価内の工程は，
１．kω0に対して
a1=-2coskω0,a0=a2=1
を計算し，
２．kω0における“単一歯”のくし形フィルタの出力を計算し，
0003763480.tif 000003
３．DCの利得としてkω0での“単一歯”のくし形フィルタのバンドパス利得を評価し，
0003763480.tif 000004
４．測定信号と単一歯のくし形フィルタの出力との間の差としてkω0において高調波信号を評価し，
x(t)=y(t)-ε(t)/k(t)
５．縦続接続されたIIFフィルタを使ってkω0での高調波内のパワー(pwr)を評価し，
pwr(t)=λpwr(t-1)+(1-λ)x(t)2
pwr'(t)=λpwr'(t-1)+(1-λ)pwr(t)2
ここで，λは受容可能な可変性の程度を表す。
ACFそれ自身が患者の心拍数を十分に追跡できないときがある。これは，不整脈を有する場合であって，その場合エネルギーは追跡可能な2，3の高調波内に集中される。また，患者の心拍数はACFが追跡できるよりもより早く変化し，またはACFが正確に変化を追跡するのに失敗した時の移動の時間間隔の間に劇的に変化する。したがって，本発明において択一のパルスレート計算機が含まれ，それは高調波信号を要求せず適応アルゴリズムに基づいていない。この択一のレート計算機は移動の間上記されたレート計算機と同じ様に強固ではないが，ACFがレートをトラックできないとき使用されるよう予定される。
すべての人間パルスに共通な特徴はそれが上下移動し１分間あたり250ビート（すなわち，240msec）に対応するいくつかの最小時間間隔を有するということである。人間パルスの所与のモデルにおいて，各パルスの間に波の山が存在し，その結果パルス波形の現在値は最大になり，それは240msec経過の間に見られ，続いて現在値が240msec経過の間に見られる最小値であるところの同じパルスの間の谷が続く。本発明によって与えられるパターンマッチャーはあらゆる移動検出判定基準（以下に説明する）を好適にトリガーしない山及び谷のシーケンスを識別し，10秒経過中に識別されたすべてのそのようなパターンの平均時間間隔からレートを計算する。一つの実施例において，パターンマッチャーは制限された動き人工物(motion artifact)及び約57Hzの酸素濃度計サンプリングを許すべく240msecの替わりに210msecの最小時間間隔を使用する。いくつかの好適実施例において，パルス形状に基づく動き検出判定基準は，動き人工物によって潜在的に汚染されたパルスを拒絶するのに適用される。
好適に，パターンマッチングパルスレートを決定する上記工程は，
(a)波形時間間隔を示す波形特性のシーケンスを識別する工程と，
(b)平均波形時間間隔を決定するべく多くの連続波形時間間隔を平均化する工程と，
(c)平均波形時間間隔から択一的なパルスレートを決定する工程と，から成る。
該方法は識別工程の前にデータを所定の波形テンプレートと比較する工程を含む。
好適には動き検出判定基準は，現在及び直前の検出されたパターンに対する最大値，最小値及び平均の計算を要求する。動きは以下の判定基準のいずれかに一致したとき検出される。
a)現在パターンの最大値は現在パターンの平均からさらに大きく離れ，最小値は，
b)最後に検出されたパターン上で失敗した判定基準a)
c)現在パターンの最大値は現在パターンの平均から大きく離れ，現在パターンの平均は現在及び直前の最小値の平均からのものであり，または
d)現在及び直前パターン間の違いは現在の最大値及び最小値の間の差(big DC shift)の半分より大きい。
動き検出判定基準のいずれかが一致したとき動きフラグが設定され，２つの連続パターンに対して一致しないときはクリアされる。
好適実施例において，２つのパターン一致レート計算機は並列に稼動している。ひとつは入力されたようなバンドパスされ規格化された波形を受信する。２つめはプレシスモグラフの一次導関数の濾過された形式を受信する。異なる特性を有する２つの入力の使用は動きが不正に報告される時間を最小化する。各パターンマッチャーはその動き計量が動きを示すパターンの比例を保存する。最後の10秒間にわたって最も少ない動きを報告するパターンマッチャーはパターン一致レートに対して使用される。２つのパターンのそれぞれに対して動き計量が動きを示す時のみ，この２つのパターンマッチャーは動きが存在することを報告する。
上記したように，本発明によって採用される適応くし形フィルタ(ACF)はN高調波を有する信号を追跡する。動き人工物によってACFが間違ったレートを追跡することがときどき起き，また動きが停止するとき，くし上の歯は基本ではなく高調波上にあってもよい。例えば，ACFの基本はプレシスモグラフの第２の高調波を追跡し，またはACFに対する第２の高調波プレシスモグラフの基本を追跡する。これらの状況によりACFは正しいパルスレートの２倍若しくは半分をそれぞれ報告する。もし，ACFが間違ったレートへ初期化され及び高調波若しくは低調波上に置かれるなら，またはもしACFより突然変化されたレートが追跡することができるなら，これは起こり得る。それがパルスレートの高調波若しくは低調波上にロックする前に，概して，ACFは全く安定であり，また延長された数分間，活発な動きが要求される。しかし，誤った報告に対する潜在性のために，好適実施例に従う多くの規則はより正確なレートを計算するために使用される。
プレシスモグラフの最も単純なモデルは，プレシスモグラフの高調波の振幅が各高調波用の２つの因子によって落ちるところの鋸歯状のパターンと比較される。したがって，ほとんどのプレシスモグラフに対して，落ち込みは公平に早い。しかし，いくらかの患者は第２高調波内に含まれるそれらのパルスのエネルギーの半分近くを有する。他の生理学的プレシスモグラフパターンはパルスレートの半分を掛け算された大量なエネルギーを含み，パルスレートでの信号はまだ優勢であるが，一方さらに他はパルスレートの半分で強い呼吸成分を有してもよい。不整脈は繰り返しパターンを有しないため，ACFによって仮定されたモデルを破壊する。ACFが低調波若しくはある優調和上にロックするとき，最大量のエネルギーを通過するくし上の歯はACFにより評価された基本周波数に対応しない。
ほとんどの患者に対して，動きがほとんどないか若しくは動かない場合に，プレシスモグラフ内のすべてのエネルギーは基本若しくはパルスレートの高調波においてである。パルスレートはさまざまな機械に応答して循環的に変化するが，パルスレート内のプレートアウス(plateaus)は，自動相関がこれらの時間においてパルスレートの基本で非常に高い価を有するのに十分に長くかつ十分に頻繁である。パルスレートの低調波において重大なエネルギーが存在する場合，低調波での自動相関はパルスレートにおいてより高いが，自動相関関数はさらにパルスレートにおいて強く局所的な最大値を有する。
繰り返しパターンが無い不整脈に対して自動相関強力な局所的最大値を有しない。しかし，もし患者が動かなかったら，プレシスモグラフは患者のパルスによってのみ変調され，またしたがって完全に赤外線及び赤チャネル内で相関される。しかし，動きアーチファクトによって，赤外線及び赤チャネルは相関しない。したがってこの相互相関は動きの程度したがって，パターン一致によって報告されたレートの信頼性の粗いインジケータとして使用される。
上記観点から，簡潔な規則が所望され，それは動きが止まった時ACFに正しいパルスレートの追跡を再開させることができ，またそれはACFが間違ったパルスレートを追跡する機会を増加させない。“非相関”計量は計算され以下のように定義される。
0003763480.tif 000005
ここで，相互相関は規格化されたデータの約10秒にわたって現に計算される。
各高調波の大きさは毎秒評価され，大きさ情報はパルスの有効性の測定を計算するのに使用される。パルスレートの評価に加え，ACFはまたくし形フィルタを使って濾過された信号及びノイズの波形X及びε計算し，それは信号対ノイズ(S/N)比の計算を可能にする。S/N比は動かない不整脈でない患者に対しては高く，また動きの間及び不整脈に対しては低いことが期待される。もし心拍数の基本がACFによって追跡される高調波のいずれにも一致しないならそれもまた低い。さまざまな実施例において，S/Nは微分，導関数空間内のフィルタリングによって計算され，その後最高のS/N比を使ってプレシスモグラフを積分する。
好適で有効なプレシスモグラフは指数関数的に落ちる連続の高調波内のエネルギーを有する。もしプレシスモグラフ内の主なエネルギーが基本の替わりに高調波のひとつ内にあるよう計算されたら，指数関数崩壊に対する標準的な偏差は有効性測定をネガティブにするのに十分に大きい。
以下の機構はACFが正しいレートを追跡することを保証するために使用される。高速フーリエ変換(FFT)（パワースペクトル）は赤外線プレシスモグラフ上で実行され，スペクトルの各ピークはACFに対する最高の信頼測定を与えるレートを見つけるために将来的に評価される（さまざまな計量をACF用の信頼できる測定に結合させるべく使用された式が以下に説明される）。これは，所与のレートでACFによって追跡される高調波の各々の大きさがFFTのいくつかの隣接する周波数内のエネルギーを付加することによって評価されるので可能である。
もしFFTレートがACFレートより信頼性があるならACFレートはこのFFTレートへリセットされる。理想的に，ACFレートはそれがこの機構内で初期化されるまで報告されるべきではない。
決定工程はACFの選択された操作に従って，くし形フィルタの出力におけるエネルギーを最大化若しくは最小化する。
好適に，本発明の方法の決定工程は，
(a)データに対して自乗されたノイズを計算する工程と，
(b)基本周波数に関して自乗されたノイズの第２導関数を計算する工程と，
(c)特定の周波数を決定するためにNewton-Raphson検索を実行する工程と，から成る。
好適には，当該方法は，
(a)パルスレートの選択されたサンプルを予期された測定特性と比較する工程と，
(b)比較工程に基づいて各選択されたサンプルにさまざまな重みを割り当てる工程であって，その結果複数の異なって重みづけされたパルスレートのサンプルを生成する工程と，
(c)パルスレートの濾過されたサンプルを得るべく最初の数の重みづけされたサンプルを平均化する工程であって，該最初の数は割り当て工程において割り当てられたさまざまな重みに応答して好適に変化する工程と，
(d)複数の濾過されたサンプルから濾過されたパルスレートを生成する工程と，
から成る。
好適に，方法の定義する工程の前に，
(a)電磁エネルギーの少なくとも一つの波長の信号表現の対数を取る工程であって，それによって第１信号を生成する工程と，
(b)該第１信号をバンド・パス・フィルタリングする工程であってそれによって第２信号を生成する工程と，
(c)第２信号を規格化する工程であって，それによって第３信号を生成する工程と，
(d)第３信号の導関数を取る工程であって，それによってデータを生成する工程と，
を含む。
概して，パルスレートに関連する信頼レベルが存在し，該信頼レベルは，パルス信号形状，信号対ノイズ比及び電磁エネルギーの少なくとも２つの波長の間の相関から成るグループから選択された少なくとも一つの品質計量に基づいている。
好適に，方法は
(a)交互レートファインダーを使用して交互パルスレートを決定する工程と，
(b)選択的にパルスレートを交互パルスレートに設定する工程と，
を含む。
交互パルスレートは，
(a)パワースペクトル内の複数のピークのいずれが基本周波数に対応するかを決定するためにデータに対応するパワースペクトルを評価する工程と，
(b)基本周波数に対応する交互パルスレートを生成する工程と，
(c)交互パルスレート用の信頼レベルを計算する工程と，
によって決定される。
当該方法は設定工程内の交互パルスレートに対応する初期パルスレートを決定する工程を含むことができる。
交互パルスレートを決定する工程は周期的に生じるよう配置され，設定工程は少なくとも一つの条件が一致する場合にのみ生じる。その条件は，
(a)濾過されたパルスレートに対応する信頼レベルは第１値より少ない；
(b)交互パルスレートに対応する信頼レベルは第１レベルより大きいか若しくは等しい；
(c)交互パルスレートに対応する信号対ノイズ比は第２値より大きいか若しくは等しい；
(d)交互パルスレートはデータに対応する自動相関曲線上の極大値に対応する；
(e)交互パルスレートは先に決定された交互パルスレートの第３値内にあり，先に決定された交互パルスレートは第１インターバル内に決定された，
から成るグループから選択される。
方法はパルスレートが交互パルスレートに設定される前に上記条件(a)から(e)に一致するように実行される。
本発明の技術は，パルスレートに関する情報を与えながらヘモグロビン内の酸素飽和度レベルを計算するための技術と関連して使用される。本発明内で使用される酸素飽和度決定用の技術は，国際特許出願番号IB96/   IB96/   題名「METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTIVELY AVERAGING DATA SIGNALS」及び「METHOD AND APPARATUS FOR HARMONICALLY FILTERING DATA」に開示され，それらは本出願とともに出願され，代理人参照番号P21977A及びP21977Dである。それらの書類に開示された本発明のこれらの特徴に関する情報はリファレンスとして本出願の明細書内に組み込まれる。
本発明は，生理的パラメータを測定するときに，ノイズによる影響を低減することを含む。それは，ノイズによる影響を低減するための装置を含み，この装置は，
生物組織を通じて伝達される電磁エネルギーの少なくとも一つの波長から導かれる複数の測定値を生成するための手段と，
電磁エネルギーの少なくとも一つの波長を表す信号を与えるための手段と，
選択された測定値と，少なくとも一つの期待測定値特性とを比較するための手段，
複数の可変重みのうちの一つを，上記の比較工程に基づいた各選択測定値に割り当てるための手段であって，これにより，各波長のための複数の異なった重み付け測定値を生成し，可変重みは，各選択測定値と対応する直前の測定値との間の相似点に応答して部分的に割り当てられ，可変重みは，複数の異なったゼロでない数を含む，ところの手段と，
生理的パラメータの予測に使用するための濾過された測定値を得るために，複数の異なった重み付き測定値を平均化するための手段，及び
電磁エネルギーの少なくとも一つの波長を表す信号に応答して，生理的パラメータを測定するために，装置をキャリブレーションするための手段と，
から成る。
本発明は，また，生理的パラメータを測定するためのモニターであって，該モニターは，電磁エネルギーの少なくとも一つの波長を放出するための放出手段を有するセンサーと一緒に使用されるところのモニターと，電磁エネルギーを感知し且つそれを表す第一の信号を生成するための感知手段と，センサーを酸素計に取り外し可能に連結し且つセンサーと酸素計との間の信号の通信を与えるための手段と，及び電磁エネルギーの少なくとも一つの波長を示す第二の信号を与えるための手段と，を含み，当該モニターは，
第一の信号から導かれた複数の測定値を生成するための手段と，
選択測定値と，少なくとも一つの期待測定値特性とを比較するための手段と，
複数の可変重みのうちの一つを，上記の比較工程に基づいた各選択測定値へ割り当てるための手段であって，これにより，複数の異なった重み付き測定値を生成し，可変重みは，各選択測定値と対応する直前の測定値との間の相似点に応答して，部分的に，割り当てられ，可変重みは，複数の異なったゼロでない数から成る，ところの手段と，
生理的パラメータを予測することに使用するための濾過された測定値を得るために，複数の異なった重み付き測定値を平均化するための手段と，及び
第二の信号に応答して生理的パラメータを測定するために，モニターをキャリブレーションするための手段と，
から成る。
次に，添付の図面を参照して，本発明の例のみを説明する。
図１は，患者のヘモグロビンの酸素飽和度のような生理的パラメータを測定するための装置の略図である。
図２は，図１に示す装置でのデータフローを示すブロック図である。
図面を参照すると，図１は，患者のヘモグロビンの酸素飽和度のような生理的パラメータを測定するための装置を示す。センサー／酸素計組合せ６０は，センサー６１，及び酸素計モニター６２から構成される。典型的にセンサー６１は，それぞれ，赤外線及び赤色スペクトル範囲の波長放出特性を有する，ＬＥＤ６３，６４を含む。光ダイオードセンサー６５が，ＬＥＤ６３及び６４によって伝えられた光を受ける。抵抗器６６（又は同様の電気的インピーダンス関連）が，特定波長，又は波長に対しインピーダンス値を関連づける表により特定されるような波長の組合せに一致するように選択される。デコード手段６７は，抵抗器６６のインピーダンス値を決定し，特定のセンサー６１の送信特性に対応する適当な減光係数が生成される。よって，酸素計は，再キャリブレーションせずに様々な波長の光を放出するＬＥＤを有する様々なセンサーと一緒に使用できる。センサー６１は，コネクター６８によって酸素計モニター６２に取り外し可能に連結される。このようなセンサー／酸素計組合せの一例は，米国特許第４６２１６４３号に開示される。
センサーから受信したデータは，図２に示す手法に従って処理される。それは，米国特許第５３４８００４号に開示されるタイプの装置を使用して処理できる。初めの処理工程２において，データ（しばしば赤色若しくは赤外LEDからの）自然対数が取られ，該データは無限インパルス応答(IIR)フィルタによってバンドパスされ，それは0.5Hz（毎分30ビート）でハイパスカットオフ周波数を有し，また10から20Hzへローパスロールオフを有する。その後濾過されたデータは上記したようなパルスレートの計算用のアルゴリズムによって処理される。
図示された配列において，データは患者のパルスレートの計算用の異なる２つのアルゴリズムへ送られる。ひとつのアルゴリズムに従って，上記したようにデータの導関数が取られ，パルスレートの基本周波数が以下に示すような適応くし形フィルタ(ACF)5を使って追跡される。ACF5は高調波フィルタ7に直接そのパルスレートを供給する。ACF5は上記したような関連出願内に開示されるような酸素飽和度を計算するためのアルゴリズムのトリガーを与える。ACF5は粗いパルスレートトラッカーであるが良好なパルスレートファインダーではない。したがって，ACF5がパルスレートのスーパー，若しくは低調波ではない基本を追跡しているか否かを決定するべく，データの周波数パワースペクトルは周期的に計算される
規格化されたデータはパターン一致アルゴリズム3へ供給され，それはデータの山及び谷のシーケンスを認識し，サンプルの設定数にわたってプレシスモグラフの平均時間間隔を計算する。好適にはこのアルゴリズムは動きが検出されないところの時間間隔の間に不整脈パルスレートに対するパルスレートを最初に追跡するべく使用される。その後レート仲裁アルゴリズム6はACF5によって計算されたパルスレート（周波数パワースペクトル4によって更新されるように）とさまざまな計量に基づいて各々に関連する信頼レベルを使用するパターンマッチングアルゴリズム3との間を仲裁する。適当な後処理13の後に，パルスレートデータはディスプレイ15に出力される。データはパルスレートの信頼性を決定するために及びそれが表示されるべきか否か及びどのように表示されるべきかを決定するために有用な計量を使って後処理される。生理的パラメータの信頼性を評価するための技術の詳細は，本願と一緒に出願された国際特許出願第IB96/     号で題名「METHOD AND APPARATUS FOR ARBITRATION TO OBTAIN BEST ESTIMATES FOR BLOOD CONSTITUENT VALUES AND REJECTING HARMONICS」代理人参照番号P21977Cに開示されている。その書類内に開示された本発明のこれらの特徴に関する情報はこの参考文献によって本願の明細書内に組み込まれる。
【図１】
0003763480.tif 000006
【図２】
0003763480.tif 000007