(57)【要約】  フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するための方法は、ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む組み合わされた信号を取得するステップを有する。第１の高域通過フィルタが、組み合わされた信号に適用され、ＥＣＧモデル信号が、第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいて生成される。本方法は、第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧモデルを減算することにより、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するステップをさらに有する。次に、第２の高域通過フィルタは、第２のＥＭＧ信号を生成するために部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号に、及び、第２のＥＣＧモデル信号を生成するためにＥＣＧモデル信号に適用される。フィルタ処理されたＥＭＧ信号は、ゲーティング技術により第２のＥＭＧ信号と第２のＥＣＧモデルとに基づいて生成される。
2020512142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成する方法であって、前記方法は、
ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む組み合わされた信号を取得するステップと、
前記組み合わされた信号に第１の高域通過フィルタを適用するステップと、
前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいて、ＥＣＧモデル信号を生成するステップと、
前記ＥＣＧモデル信号と前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号とのうちの少なくとも１つに基づいて、第１のＥＭＧ信号を生成するステップと、
第２のＥＭＧ信号を生成するために前記第１のＥＭＧ信号に第２の高域通過フィルタを適用し、及び、第２のＥＣＧモデル信号を生成するために前記ＥＣＧモデル信号に前記第２の高域通過フィルタを適用するステップと、
ゲーティング技術により前記第２のＥＭＧ信号と前記第２のＥＣＧモデル信号とに基づいて、前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記第１の高域通過フィルタは、２０Ｈｚ未満、例えば、５Ｈｚ以下のカットオフ周波数をもつ、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の高域通過フィルタは、１５Ｈｚより高い、例えば、２０Ｈｚ以上のカットオフ周波数をもつ、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＥＣＧモデル信号を生成するステップは、
前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に、ＥＣＧテンプレートを使用する整合フィルタを適用することにより強調されたＥＣＧ信号を生成するステップと、
前記強調されたＥＣＧ信号におけるピークを特定するステップと、
前記強調されたＥＣＧ信号における前記ピークに基づいて、前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号における基準点を特定するステップと、
前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号と前記基準点とに基づいて、前記ＥＣＧモデル信号を生成するステップと、
を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記基準点はＲピークを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＥＣＧモデル信号を生成するステップは、前記ＥＣＧモデル信号において各ＥＣＧサイクルの間にテーパ付けするステップをさらに有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＥＣＧモデル信号を生成するステップは、
前記ＥＣＧモデル信号の単一のＥＣＧサイクルを使用してＥＣＧテンプレートを演算するステップと、
前記整合フィルタに、演算された前記ＥＣＧテンプレートを提供するステップと、
をさらに有する、請求項４乃至６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ゲーティング技術は、
前記ＥＣＧモデル信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ）を演算することと、
前記ＥＣＧモデル信号の前記ＲＭＳに基づいて二進ゲーティング信号を演算することと、
前記二進ゲーティング信号を使用して前記第２のＥＭＧ信号をゲーティングすることとを有する、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のＥＭＧ信号を生成するステップは、前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号から前記ＥＣＧモデル信号を減算することにより、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するステップを有する、請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的二乗平均平方根（ＲＭＳ）を生成するステップをさらに有し、前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号の前記連続的ＲＭＳを生成するステップが、
前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲート境界に近い非ゲーティング領域の信号レベルを推定するステップと、
推定された前記信号レベルに基づいて前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲーティングされた領域において値を補間することにより連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するステップと、
前記連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号の前記ＲＭＳを演算するステップとを有する、請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の高域通過フィルタを適用した後に、前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号をバッファリングするステップをさらに有する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記バッファリングするステップは、３０秒から５分の間の期間実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータにおいて動作させられるとき、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の方法を実施するように適応されたコンピュータプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
ＥＭＧ測定システムにおいて、フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するための制御装置であって、前記制御装置は、
ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む組み合わされた信号を取得することと、
前記組み合わされた信号に第１の高域通過フィルタを適用することと、
前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいてＥＣＧモデル信号を生成することと、
前記第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号と前記ＥＣＧモデル信号とのうちの少なくとも１つに基づいて第１のＥＭＧ信号を生成することと、
第２のＥＭＧ信号を生成するために前記第１のＥＭＧ信号に第２の高域通過フィルタを適用し、及び、第２のＥＣＧモデル信号を生成するために前記ＥＣＧモデル信号に前記第２の高域通過フィルタを適用することと、
ゲーティング技術により前記第２のＥＭＧ信号と前記第２のＥＣＧモデル信号とに基づいて前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成することと、
を備える、制御装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の制御装置と
前記組み合わされた信号を測定するＥＭＧ電極と、
前記フィルタ処理されたＥＭＧ信号を出力するための信号出力デバイスと
を含む、ＥＭＧ測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理の分野に関し、特に、筋電図（ＥＭＧ）信号処理の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）及び他の呼吸器疾患を患った患者において、表面ＥＭＧから測定された傍胸骨の筋活動の評価は、患者の呼吸労力の強度、タイミング、及び持続期間を推定するために使用され得る。これは、呼吸筋負荷と呼吸筋能力との間におけるバランスのインジケーターとして機能し得る。吸入中に発生する最大ＥＭＧレベルは神経性呼吸ドライブ（ＮＲＤ）に関係する。急性憎悪中のＣＯＰＤ患者において観察される肺過膨脹中、呼吸筋負荷と能力との間におけるバランスに変化が存在し、これが神経性呼吸ドライブに反映される。より低い能力及びより大きい負荷が、ＮＲＤの上昇を結果的にもたらす。吸入中にＥＭＧ電極を介して、例えば、第２肋間腔における傍胸骨筋からの、又は、腹部における横隔膜からの呼吸筋から測定されたＥＭＧ信号の最大出力は、患者の悪化又は改善のインジケーターとして使用され得る。これは、退院後における再入院の予測因子としても使用される。
【０００３】
吸気ＥＭＧ活動が測定され得る前に、異なる測定において発生したＥＣＧコンタミネーションは除去されなければならない。静かな呼吸中にＣＯＰＤ患者のＥＭＧ信号を測定するとき、及び／又は、スニッフと呼ばれる強制的な最大随意吸気を実施するとき、ＥＭＧエネルギーは、ＥＣＧエネルギーに近づき得るか、又は、さらにはＥＣＧエネルギーを上回り得る。これは、悪い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）状態をもたらし、ＥＣＧ信号内におけるＲピークがこのような高エネルギーＥＭＧ領域において誤検出されるので、ＥＣＧ除去の問題をもたらす。誤って検出されたＲピークは、大きいＥＭＧピークがＲピークとして検出されるのでＥＭＧレベルの過小評価につながり得るか、又は、Ｒピークが検出されないのでＥＭＧレベルの過大評価につながり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ＥＭＧ信号から低水準のＳＮＲ状態におけるＥＣＧコンタミネーションを信頼可能に、及び、大幅な追加的なハードウェアを必要とせずに除去する方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、請求項により規定される。
【０００６】
本発明の一態様による例によると、フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成する方法であって、方法は、
ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む組み合わされた信号を取得するステップと、
組み合わされた信号に第１の高域通過フィルタを適用するステップと、
第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいて、ＥＣＧモデル信号を生成するステップと、
ＥＣＧモデル信号と第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号とのうちの少なくとも１つに基づいて、第１のＥＭＧ信号を生成するステップと、
第２のＥＭＧ信号を生成するために第１のＥＭＧ信号に第２の高域通過フィルタを適用し、及び、第２のＥＣＧモデル信号を生成するためにＥＣＧモデル信号に第２の高域通過フィルタを適用するステップと、
ゲーティング技術により第２のＥＭＧ信号と第２のＥＣＧモデルとに基づいて、フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するステップと、
を有する、方法が提供される。
【０００７】
この方法は、ＥＭＧ信号がＥＣＧ信号を支配する低水準のＳＮＲ状態におけるＥＣＧコンタミネーション信号を実質的に含まないＥＭＧ信号を生成する。第１の高域通過フィルタを適用することにより、信号からノイズを除去することが可能であるとともに、ＥＣＧモデル信号の生成に使用されるＥＣＧエネルギーを保存する。ＥＣＧモデル信号は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号のＥＣＧ成分を推定するように機能する。
【０００８】
好ましくは部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号である第１のＥＭＧ信号を生成することにより、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号及び／又はＥＣＧモデルに基づいてＥＣＧコンタミネーションを大幅に少なくしたＥＭＧ信号を実現することが可能である。次に、第２の高域通過フィルタが、ＥＣＧモデル信号の生成に有用でありながらゲーティング技術に悪影響のあるＥＣＧエネルギーをさらに除去するために適用される。このように、ＥＣＧエネルギーがゲーティング技術を妨害することを防ぎながら、ＥＣＧモデル信号の生成に使用されるＥＣＧエネルギーを保存することが可能である。第２の高域通過フィルタがさらにＥＣＧモデル信号に適用されて、ゲーティング技術を制御するために使用される第２のＥＣＧモデル信号を生成する。
【０００９】
一実施形態において、第１の高域通過フィルタは、２０Ｈｚ未満、例えば、５Ｈｚ以下のカットオフ周波数をもつ。
【００１０】
よく知られているように、ＥＣＧ信号の各パルスは、ＰＱＲＳＴ成分として特定された一連のピーク及び谷を含む。Ｐ波、いわゆるＱＲＳ複素成分、及びＴ波は、ＥＣＧにおける心臓における電気的活動を表す。Ｐ波は、右心房及び左心房の脱分極を表す。ＱＲＳ複素成分は、Ｐ波に追従し、右心室及び左心室の活性化を示す。Ｔ波は、心室の再分極を表す。Ｑ−Ｔインターバルは、脳室の脱分極及び再分極に必要な時間を表す。
【００１１】
支配的パルスがＲ信号であり、従って、これはＥＣＧパルスタイミングを特定することに最適であり、従って、ゲーティングアプローチにも最適である。しかし、Ｔ波も大幅なエネルギーを搬送し、従って、さらに、ＥＣＧ信号モデルを生成することに使用される。
【００１２】
２０Ｈｚ未満、例えば、５Ｈｚ以下のカットオフ周波数をもつ高域通過フィルタを適用することにより、ＥＣＧ信号の大幅な量のエネルギーを保存することが可能である。このように、ＥＣＧモデル信号の生成は、低水準のＳＮＲ状態の場合に改善される。続いて、これは、より正確なゲーティング技術をもたらし、従って、より正確なフィルタ処理されたＥＭＧ信号をもたらす。
【００１３】
一実施形態において、第２の高域通過フィルタは、１５Ｈｚより高い、例えば、２０Ｈｚ以上のカットオフ周波数をもつ。
【００１４】
このように、第２の高域通過フィルタは、ゲーティング技術が信号に適用される前に第１の高域通過フィルタにより保存されたＥＣＧエネルギーをフィルタ処理により除去し得る。より具体的には、第２の高域通過フィルタは、ＥＣＧ信号からＴ波エネルギー、及び、大幅な量のＱＲＳ複素エネルギーを除去し得る。この第２の高域通過フィルタを含むことにより、ゲーティング技術が過度なエネルギーをゲーティングにより除去することを防ぐこと、及び、第２の高域通過フィルタを適用した後に留まる残存ＱＲＳ複素成分に属するエネルギーの小部分のみをゲーティングにより除去することが可能である。
【００１５】
一構成において、ＥＣＧモデル信号の生成は、
高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に整合したフィルタを適用することにより強調されたＥＣＧ信号を生成することであって、整合したフィルタがＥＣＧテンプレートを使用する、生成することと、
強調されたＥＣＧ信号におけるピークを特定することと、
強調されたＥＣＧ信号におけるピークに基づいて、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号における基準点を特定することと、
高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号と基準点とに基づいて、ＥＣＧモデル信号を生成することと、
を有する。
【００１６】
高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号内におけるＥＣＧ信号の基準点を特定することにより、ＥＣＧテンプレートを取得するために時間基準として基準点を使用して複数のＥＣＧサイクルを平均化することによりＥＣＧモデル信号を生成することが可能である。次に、ＥＣＧテンプレートと特定された基準点とが、ＥＣＧモデル信号を推定するために使用される。ＥＣＧモデル信号を使用することにより、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧコンタミネーションを除去することが可能であり、より明確なフィルタ処理されたＥＭＧ信号を結果的にもたらす。整合したフィルタは、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号内におけるＥＣＧ信号の基準点を特定するために、単一のＥＣＧサイクルの波形に似ているＥＣＧテンプレートを使用する。
【００１７】
さらなる構成において、基準点はＲピークを含む。
【００１８】
Ｒピークは、ＥＣＧ信号の最も目立つ基準点である。高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号内におけるＥＣＧ信号の基準点としてＲピークを特定することにより、複数のＥＣＧサイクルが、平均ＥＣＧ信号形状を復元するために使用され得、次に、平均ＥＣＧ信号形状がＥＣＧモデル信号の生成のために使用される。このように、ＥＣＧモデル信号は、元の組み合わされた信号内におけるＥＣＧ信号のより近い表現であり得、それにより、より正確なフィルタ処理されたＥＭＧ信号を結果的にもたらす。
【００１９】
さらに異なるさらなる構成において、ＥＣＧモデル信号の生成は、ＥＣＧモデル信号において各ＥＣＧサイクルにテーパ付けすることをさらに有する。
【００２０】
このテーパ付けは、第２のＥＭＧ信号及び第２のＥＣＧモデル信号における高周波妨害につながるＥＣＧモデル信号における後続のＥＣＧサイクル間における不連続部の出現を防ぐ。例えば、テーパ付けは、ゼロに向かう２つの後続のＥＣＧサイクル間に位置するＥＣＧモデル信号値にテーパ付けするように適応され得る。
【００２１】
いくつかの構成において、ＥＣＧモデル信号の生成は、
ＥＣＧモデル信号の単一のＥＣＧサイクルを使用してＥＣＧテンプレートを演算することと、
整合したフィルタに演算されたＥＣＧテンプレートを提供することと、
をさらに有する。
【００２２】
整合したフィルタにＥＣＧテンプレートを提供することにより、整合したフィルタは、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号内におけるＥＣＧ信号における基準点に関係したより明確に規定されたピークをもつ強調されたＥＣＧ信号を生成するために、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号をフィルタ処理し得る。このように、一般的なＥＣＧ信号テンプレートを使用するのではなく、第１のＥＣＧテンプレートがＥＣＧモデル信号を使用することにより生成された後に、正確なＥＣＧテンプレートが測定ごとの方式で使用される。
【００２３】
一実施形態において、ゲーティング技術は、ＥＣＧモデル信号の二乗平均平方根ＲＭＳを演算することと、ＥＣＧモデル信号のＲＭＳに基づいて二進ゲーティング信号を演算することと、二進ゲーティング信号を使用して第２のＥＭＧ信号をゲーティングすることとを有する。
【００２４】
実際には、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からのＥＣＧモデル信号の減算は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からすべてのＥＣＧ信号を完全には除去しないものであり、第２のＥＭＧ信号は、いくらかの残存ＥＣＧコンタミネーションを含有する。これは、ゲーティング技術により除去される。ＥＣＧモデル信号のＲＭＳに基づいて二進ゲーティング信号を演算すること、及び、二進ゲーティング信号を使用して第２のＥＭＧ信号をゲーティングすることにより、残存ＥＭＧ信号を除去することが可能である。
【００２５】
いくつかの実施形態において、本方法は、フィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的ＲＭＳを生成するステップをさらに有し、フィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的ＲＭＳを生成するステップが、フィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲート境界に近い非ゲーティング領域の信号レベルを推定するステップと、推定された信号レベルに基づいてフィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲーティングされた領域において値を補間することにより連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するステップと、連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号のＲＭＳを演算するステップとを有する。
【００２６】
ゲーティング技術により生成されたフィルタ処理されたＥＭＧ信号は、ゲーティングされた領域と呼ばれるゼロ信号振幅のセクションを含む。これらのゲーティングされた領域を再構築することにより、さらなる分析に使用される連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成することが可能である。次に、フィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的ＲＭＳは、ユーザーの臨床パラメータを演算するために使用される。次に、臨床ＥＭＧパラメータは、ユーザーの呼吸機能に関係した様々な尺度、例えば、神経性呼吸ドライブ（ＮＲＤ）を演算するために使用される。
【００２７】
一構成において、第１の（部分的にフィルタ処理された）ＥＭＧ信号の生成は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧモデル信号を減算することを有する。
【００２８】
高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧモデル信号を減算することにより、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号におけるＥＣＧコンタミネーションの大きい割合が除去される。
【００２９】
いくつかの設計において、本方法は、第１の高域通過フィルタを適用した後に、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号をバッファリングすることをさらに有する。
【００３０】
さらなる設計において、バッファリングすることは、３０秒から５分の間の期間、例えば、１分の期間にわたって実施される。
【００３１】
高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号にバッファリングを実施することにより、所与の時間ウィンドウにわたって、例えば、１分にわたって信号サンプルを収集することが可能である。このように、ＥＣＧモデル信号の生成は、非常に簡単に行われる。バッファリングは、バッファリングされたデータの連続したセクション間の重なりが存在するように、スライドウィンドウを使用する。
【００３２】
本発明の一態様による例によると、コンピュータがコンピュータにおいて動作させられたとき、上述の方法を実施するように適応されるコンピュータプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムが提供される。
【００３３】
本発明の一態様による例によると、
ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む組み合わされた信号を取得することと、
組み合わされた信号に第１の高域通過フィルタを適用することと、
第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいてＥＣＧモデル信号を生成することと、
第１の高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号とＥＣＧモデル信号とのうちの少なくとも１つに基づいて第１のＥＭＧ信号を生成することと、
第２のＥＭＧ信号を生成するために第１のＥＭＧ信号に第２の高域通過フィルタを適用し、及び、第２のＥＣＧモデル信号を生成するためにＥＣＧモデル信号に第２の高域通過フィルタを適用することと、
ゲーティング技術により第２のＥＭＧ信号と第２のＥＣＧモデルとに基づいてフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成することと、
をするように適応された、制御装置と、
組み合わされた信号を測定するように適応されたＥＭＧ電極と、
フィルタ処理されたＥＭＧ信号を出力するための信号出力デバイスと、
を備える、ＥＭＧ測定システムが提供される。
【００３４】
本発明の例が、添付図面を参照しながら以下で詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の方法を示す図である。
【図２】フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するためのシステムを示す図である。
【図３】図３のシステムのセクションをより詳細に示す図である。
【図４Ａ−４Ｄ】３つの異なる第１の高域通過フィルタカットオフ周波数に対する３つのＥＣＧテンプレートを示す図である。
【図５Ａ−５Ｄ】図４Ａから図４Ｄに示される３つのＥＣＧテンプレートに対応した３つの強調されたＥＣＧ信号を示す図である。
【図６Ａ−６Ｂ】第２のＥＭＧ信号、第２のＥＣＧモデル信号、フィルタ処理されたＥＭＧ信号、第２のＥＣＧモデル信号のＲＭＳ、及び、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタに対する、及び第２の高域通過フィルタを適用しないゲート信号を示す図である。
【図７Ａ−７Ｂ】５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタ、及び、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第２の高域通過フィルタに対する図６Ａ及び図６Ｂのプロットを示す図である。
【図８Ａ−８Ｃ】手動スニッフ検出方法と２つの自動スニッフ検出方法との間の比較結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するための方法を提供する。本方法は、組み合わされた信号を取得することを有し、組み合わされた信号は、ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む。第１の高域通過フィルタは、組み合わされた信号に適用され、ＥＣＧモデル信号は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいて生成される。本方法は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧモデル信号を減算することにより、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成することをさらに有する。次に、第２の高域通過フィルタが、第２のＥＭＧ信号を生成するために部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号に、及び第２のＥＣＧモデル信号を生成するためにＥＣＧモデル信号に適用される。フィルタ処理されたＥＭＧ信号は、ゲーティング技術により第２のＥＭＧ信号と第２のＥＣＧモデルとに基づいて生成される。
【００３７】
図１は、フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成する方法１００を示す。
【００３８】
ステップ１１０において、組み合わされた信号が取得され、組み合わされた信号は、ＥＣＧ信号とＥＭＧ信号とを含む。
【００３９】
例えば、第２肋間腔傍胸骨筋において測定されたＥＭＧ信号は、典型的には、多くの場合、ＥＭＧ信号自体より高いエネルギーをもつＥＣＧ信号により激しく汚されている。
【００４０】
いくつかの場合において、ＥＭＧ信号は、ＥＣＧエネルギーよりエネルギーがより高い。これは、ユーザーがスニッフとして知られる最大自発吸気動作を実施するときに発生し得る。これらの状況において、組み合わされた信号の低水準の信号対ノイズ比に起因して、ＥＣＧコンタミネーションを除去することは困難であり得る。組み合わされた信号からＥＣＧ信号を特定及び除去するために、いくつかの処理ステップが実施される。
【００４１】
ステップ１２０において、第１の高域通過フィルタが組み合わされた信号に適用される。
【００４２】
第１の高域通過フィルタは、２０Ｈｚ未満、例えば、５Ｈｚ以下のカットオフ周波数をもつ。第１の高域通過フィルタは、ＥＣＧ信号のエネルギーを保存しながら、組み合わされた信号からノイズ及び運動アーチファクトを除去するように適応される。
【００４３】
５Ｈｚのカットオフ周波数は、ベースラインシフトなどのノイズ及び運動アーチファクトを除去することと、Ｔ波を含むＥＣＧ信号のエネルギーを保存することとの間における良好なバランスを提供するのに対し、１Ｈｚのカットオフ周波数をもつ高域通過フィルタは、ＥＣＧ信号のうちのより多くを保存する一方で、運動アーチファクトによる影響をはるかに受けやすい。２０Ｈｚのカットオフ周波数は、運動アーチファクト及びＴ波を除去するが、ＥＣＧ信号におけるＱＲＳ複素成分のエネルギーを保存する。
【００４４】
ステップ１３０において、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号は、バッファリングを経る。
【００４５】
バッファリングは、１分の期間にわたって実施される。代替的に、バッファリングは、１分より長く、例えば、２分又は３分にわたって、又は、１分未満にわたって、例えば、３０秒にわたって行われる。
【００４６】
バッファリング期間は、所与の時間ウィンドウにおいて高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号のサンプルを収集するために使用される。従って、いくつかの場合において、バッファリング期間は、方法１００の以前のサイクルからの以前のバッファリング期間と重なる。これは、例えば、１０秒のスライドウィンドウが各方法サイクルに対して実施されることを可能にする。
【００４７】
ステップ１４０において、ＥＣＧモデルは、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に基づいて生成される。
【００４８】
強調されたＥＣＧ信号は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に整合したフィルタを適用することにより生成され、整合したフィルタは、ＥＣＧテンプレートを使用する。整合したフィルタは、ＥＣＧテンプレートなどのテンプレート信号を使用することにより作用して、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号などの入力信号内において同様の形状を認識及び分離する。
【００４９】
方法の１回目に対して、ＥＣＧテンプレートは、ＥＣＧ信号の一般的な一サイクルであるが、ＥＣＧモデル信号が高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号から生成された後、次に、ＥＣＧモデル信号の一サイクルが、方法の後続回に対するＥＣＧテンプレートとして使用される。ＥＣＧテンプレートは、最新のＥＣＧモデル信号を使用して連続的に更新され、それにより、整合したフィルタの精度を改善する。代替的に、初期ＥＣＧテンプレートは、整合したフィルタの出力においてＥＣＧを強調するための、及び、ＥＭＧの影響を最小化するための、２０Ｈｚ（より低い）及び４０Ｈｚ（より高い）カットオフ周波数をもつ帯域通過フィルタである。
【００５０】
組み合わされた信号から強調されたＥＣＧ信号を生成するステップの後、強調されたＥＣＧ信号のピークが特定され、ＥＣＧモデル信号を生成するために高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号の基準点として機能するように、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号へと微調整される。ＥＣＧ信号の最も目立つ基準点はＲピークである。Ｒピークは典型的には鋭いピークをもつ最高の振幅をもつ。Ｒピークは、正又は負のピーク値をもつ。
【００５１】
最後に、ＥＣＧモデル信号は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号と基準点とに基づいて生成される。基準点は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号に調整される（時間的にわずかに一致させられることを意味する）。例えば、強調されたＥＣＧ信号のピークが、高域通過フィルタ処理された信号のピークに一致しない場合、それらは、最大で５ｍｓぶんシフトされる。
【００５２】
ステップ１５０において、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号が、ＥＣＧモデル信号と高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号とのうちの少なくとも１つに基づいて生成される。例えば、ＥＣＧモデル信号は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号から減算される。高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧモデル信号を減算することにより、ＥＣＧコンタミネーションの大部分が除去されて、より正確なＥＭＧ信号を残す。
【００５３】
ステップ１６０において、第２の高域通過フィルタの２つのインスタンスが、第２のＥＭＧ信号を生成するために部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号に、及び、第２のＥＣＧモデル信号を生成するためにＥＣＧモデル信号に適用される。第２の高域通過フィルタの２つのインスタンスは、１５Ｈｚより高い、例えば、２０Ｈｚ以上のものである等しいカットオフ周波数をもつ。
【００５４】
後続のステップにおいて第２のＥＭＧ信号にゲーティング技術を適用する場合、それは、Ｔ波が時間的に限局されず、ゲーティング技術が第２のＥＭＧ信号から過度なエネルギーを除去するので、Ｔ波に関するＥＣＧエネルギーを除去することが有益である。ゲーティング技術が、ＥＣＧモデル信号内におけるＴ波エネルギーに起因して、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号から過度なエネルギーをゲーティングにより除去することを防ぐために、Ｔ波エネルギーは、第２の高域通過フィルタによりフィルタ処理により除去される。Ｔ波エネルギーは２Ｈｚから１０Ｈｚの周波数範囲内に位置するので、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第２の高域通過フィルタがＥＣＧモデル及び部分的にフィルタ処理されたＥＭＧモデルから任意のＴ波エネルギーを除去する。
【００５５】
代替的に、第２の高域通過フィルタのさらに高いカットオフ周波数、例えば、１００Ｈｚのカットオフ周波数をもつことが有益である。このより高いカットオフ周波数は、ＥＣＧモデル信号及び部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号からＴ波エネルギーだけでなく、ＥＣＧモデル信号及び部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号からＱＲＳ複素エネルギーの大部分をさらに除去する。結果として、第２のＥＭＧ信号における残存ＱＲＳ複素成分は、時間的に非常に狭く、ゲーティング技術は、従って、エネルギーの小部分のみをゲーティングにより除去する。これは、フィルタ処理されたＥＭＧ信号におけるゲーティングされた部分のうちの小部分のみをもたらす。
【００５６】
ステップ１７０において、フィルタ処理されたＥＭＧ信号は、ゲーティング技術のための制御信号として第２のＥＣＧモデル信号を使用することにより、第２のＥＭＧ信号にゲーティング技術を適用することにより生成される。
【００５７】
ゲーティング技術は、ＥＣＧモデル信号の減算により取得された打ち消し量に対してさらに使用される。ゲーティング技術に対して、第２のＥＣＧモデル信号のＲＭＳは次のように演算される。
ＥＣＧ＿ｍｏｄｅｌ＿ＲＭＳ（ｋ）＝ｓｑｒｔ［ａｖｇ［（ＥＣＧ’）２（ｋ）］］
【００５８】
ここで、ＥＣＧ＿ｍｏｄｅｌ＿ＲＭＳ（ｋ）は、第２のＥＣＧモデル信号ＥＣＧ’のＲＭＳであり、ｋは、サンプルインデックスであり、演算子ａｖｇ［．］は、例えば、５０ｍｓの移動平均を演算し、演算子ｓｑｒｔ［．］は、平方根を演算する。第２のＥＭＧ信号における残存ＥＣＧコンタミネーションの低減のために、二進ゲーティング信号ｇａｔｅ（ｋ）は、次のように演算される。
ｇａｔｅ（ｋ）＝ＥＣＧ＿ｍｏｄｅｌ＿ＲＭＳ（ｋ）＜［ｍｅｄｉａｎ（ＥＣＧ＿ｍｏｄｅｌ＿ＲＭＳ）＊ｇａｔｅ＿ｔｈｒｅｓｈ］
【００５９】
ここで、ｍｅｄｉａｎ（ＥＣＧ＿ｍｏｄｅｌ＿ＲＭＳ）は、所与のウィンドウ、例えば、１分内における第２のＥＣＧモデル信号の中央ＲＭＳ値であり、パラメータｇａｔｅ＿ｔｈｒｅｓｈは、ゲーティング技術の感度を微調整するための追加的な因子として使用される。ｇａｔｅ＿ｔｈｒｅｓｈに対する典型的な値は、１から２の間である。第２のＥＣＧモデル信号は、Ｔ波エネルギーをもはや含まないので、第２のＥＣＧモデル信号は、大幅な量の低い値を含む。閾値を規定するために第２のＥＣＧモデル信号に中央値演算子を使用することにより、ゲーティングは、第２のＥＭＧ信号にゲーティングを適用するとき、第２のＥＭＧ信号における残存ＥＣＧエネルギーを効果的に除去する。
【００６０】
これは、（ＥＣＧモデル信号のＲＭＳ値の中央値より高いＲＭＳをもつ）ＥＣＧモデル信号の高いＲＭＳ値を意味する。信号ｇａｔｅ（ｋ）は、ゼロに等しく、第２のＥＭＧ信号における残存ＥＣＧエネルギーは、除去される。
【００６１】
二進ゲーティング信号ｇａｔｅ（ｋ）を使用して、第２のＥＭＧ信号が、次のようにゲーティングされる。
ＥＭＧ’’（ｋ）＝ＥＭＧ’（ｋ）＊ｇａｔｅ（ｋ）
【００６２】
ここで、ＥＭＧ’’（ｋ）は、フィルタ処理されたＥＭＧ信号である。フィルタ処理されたＥＭＧ信号は、第２のＥＭＧ信号とゲーティング信号とのエレメントワイズ積である。上述のゲーティング技術の実施態様は、ゲーティングがＥＣＧモデル信号を使用してどのように実施されるかの一例にすぎない。
【００６３】
ステップ１８０において、フィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的ＲＭＳが生成される。
【００６４】
単純なＲＭＳ計算は、フィルタ処理されたＥＭＧ信号において実施されるが、ゲーティング技術に起因して、フィルタ処理されたＥＭＧ信号のＲＭＳは、連続的ではなくなる。フィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲーティングされた領域は、まず、フィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲート境界に近い非ゲーティング領域の信号レベルを推定することにより補間される。連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号が、次に、ゲーティングされた領域の境界における推定された信号レベルを使用することにより、フィルタ処理されたＥＭＧ信号のゲーティングされた領域において値を補間することにより演算される。次に、連続的ＲＭＳ信号は、次に、連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号から構築される。
【００６５】
ステップ１９０において、ＮＲＤなどの臨床ＥＭＧパラメータが、連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的ＲＭＳに基づいて生成される。臨床パラメータは、１つ又は複数の生理学的信号と組み合わされて、連続的なフィルタ処理されたＥＭＧ信号の連続的ＲＭＳにおいて生成される。例えば、ＮＲＤを演算するとき、鼻カニューレなどの外部呼吸センサーが、より確実に吸気相を検出するために、連続的ＲＭＳ信号に関連して使用される。例えば、吸入中に発生するＥＭＧ信号の最大ＲＭＳ値が特定される。
【００６６】
図２は、フィルタ処理されたＥＭＧ信号を生成するためのシステムを示す。
【００６７】
２つのＥＭＧ電極２１０がユーザー２２０の第２肋間腔に提供され、一方の電極が胸骨のいずれかの側に位置する。代替的に、電極がユーザーの上腹部に位置することにより、横隔膜からのＥＭＧ信号を測定する。電極は、ユーザーに装着される単一のパッチにおいて、又は個別に提供される。
【００６８】
ＥＭＧ電極は、ユーザーのＥＭＧ及びＥＣＧ信号を含む組み合わされた信号を検出し、組み合わされた信号が、次に、信号処理ユニット２３０に提供される。信号処理ユニットは、アナログの組み合わされた信号をデジタル形式に変換するように適応されたアナログ・デジタルコンバーター２４０を含有する。このように、組み合わされた信号は、デジタルシステムにより処理される。
【００６９】
次に、デジタル化された組み合わされた信号２４５が、例えば、５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタ２５０に提供される。高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号２５５は、次に、バッファリング２６０を経る。バッファリングされた高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号２６５は、次に、２つのチャネルに沿って分けられる。第１のチャネルは、バッファリングされた高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号を、図３を参照してより詳細に説明されるＥＣＧモデル信号生成ユニット２７０に提供し、第２のチャネルは、バッファリングされた高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号を減算ユニット２８０に提供する。
【００７０】
ＥＣＧモデル信号生成ユニット２７０は、２つのチャネルに沿ってユニットから出力されるＥＣＧモデル信号２８５を生成する。第１のチャネルは、ＥＣＧモデル信号を減算ユニット２８０に提供し、次に、減算ユニット２８０は、バッファリングされた高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号からＥＣＧモデル信号を減算し、それにより、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号２９０を生成する。次に、部分的にフィルタ処理されたＥＭＧ信号が、第２の高域通過フィルタ３００の第１のインスタンスに提供される。第２のチャネルは、第２の高域通過フィルタの第２のインスタンスにＥＣＧモデル信号を直接提供する。
【００７１】
例えば、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第２の高域通過フィルタが、第２のＥＭＧ信号３０５と第２のＥＣＧモデル３１０とを生成し、第２のＥＭＧ信号３０５と第２のＥＣＧモデル３１０との両方が、ゲーティングユニット３１５に提供される。ゲーティングユニットが、フィルタ処理されたＥＭＧ信号３２０を生成するために、ゲーティング技術、例えば、ここまでに説明されているゲーティング技術を実施する。
【００７２】
図３は、図２に示されるシステムのＥＣＧモデル信号生成ユニット２７０の詳細図を示す。
【００７３】
バッファリングされた信号２６５は、前述のように、ＥＣＧモデル信号生成ユニット２７０と減算ユニット２８０とに提供される。ＥＣＧモデル信号生成ユニット内において、バッファリングされた高域通過フィルタ処理された信号は、２つのチャネルに分割され、分割された第１のものがバッファリングされた高域通過フィルタ処理された信号を、整合したフィルタ３４０に提供する。整合したフィルタは、バッファリングされた高域通過フィルタ処理された信号から強調されたＥＣＧ信号３５０を生成するために、上述のように初期ＥＣＧテンプレート３４５を使用する。
【００７４】
強調されたＥＣＧ信号は、次に、強調されたＥＣＧ信号内における高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号２６５内におけるＥＣＧ信号のＲピークに関係したピークなどのピークを検出するように適応されたピーク検出ユニット３５５に提供される。これらのピーク３６０は、ＥＣＧモデル信号生成器３６５に供給される。高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号２６５と一緒に、ピーク３６０が、ＥＣＧモデル信号３７０を構築するために高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号２６５内におけるＥＣＧ信号の基準点として機能するように微調整される。次に、ＥＣＧモデル信号の単一のＥＣＧサイクルが、ＥＣＧテンプレートとして機能するように、整合したフィルタ３４０に提供されることにより、整合したフィルタの正確さを高める。代替的に、ＥＣＧテンプレートは、整合したフィルタによる使用のために初期ＥＭＧテンプレートと組み合わされる。次に、ＥＣＧモデル信号が、ＥＣＧモデル信号生成ユニット２７０から出力され、本方法が上述のように続く。Ｔ波エネルギーとＱＲＳ複素エネルギーとを保存することにより、ＥＣＧモデル信号から取得されたＥＣＧテンプレートは、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号内におけるＥＣＧ信号をより正確に表す。
【００７５】
図４Ａは、第１の高域通過フィルタの３つの異なるカットオフ周波数に対するＥＣＧテンプレートの３つの例の、時間に対する、Ｒピーク振幅に対して正規化された信号振幅のグラフ４００を示す。第１のプロット４１０は、１Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタに対するＥＣＧテンプレートを示す。グラフから理解され得るように、ＥＣＧテンプレートは、Ｔ波を含むＥＣＧエネルギーの大部分を保存したが、このＥＣＧテンプレートは、ノイズ及び運動アーチファクトによる影響を非常に受けやすい。
【００７６】
第２のプロット４２０は、５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタに対するＥＣＧテンプレートを示す。この場合、より少ないＥＣＧエネルギーが保存されるが、ＥＣＧ信号のＴ波４２５が、Ｒピークに加えて依然として明確に視認可能である。このように、依然として大幅な量のＥＣＧ信号のエネルギーが保存されるとともに、さらに、組み合わされた信号からノイズ及び運動アーチファクトの大部分をフィルタ処理により除去する。最後に、第３のプロット４３０が、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタに対するＥＣＧテンプレートを示す。第１のプロット及び第２のプロットに比べて、Ｔ波の全エネルギーが第１の高域通過フィルタにより除去された。従って、Ｔ波のエネルギーは、整合したフィルタ３４０においてもはや利用されなくなり得る。
【００７７】
明確であることを目的として、図４Ｂから図４Ｄは、それぞれ、図４Ａの第１のプロット４１０、第２のプロット４２０、及び第３のプロット４３０を別々のグラフとして示す。図４Ｂから図４Ｄから、図４Ｂと図４Ｃとに示されるように、ＥＣＧテンプレートのＲピーク４４０とＴ波４２５との両方が、１Ｈｚ又は５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタにより保存されるのに対し、図４Ｄに示されるように、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタによりＴ波が除去されたことが明確に確認される。
【００７８】
図５Ａは、図４Ａに示されるＥＣＧテンプレートの各々を使用して高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号をフィルタ処理することにより生成された強調されたＥＣＧ信号のグラフ５００を示す。前述のように、図５Ｂから図５Ｄは、図５Ａの個々のプロットを示す。図５Ｂは、１Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタを使用した、図４ＢのＥＣＧテンプレートに対応した強調されたＥＣＧ信号のグラフ５２０を示す。図５Ｃは、５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタを使用した、図４ＣのＥＣＧテンプレートに対応した強調されたＥＣＧ信号のグラフ５３０を示す。図５Ｄは、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタを使用した図４ＤのＥＣＧテンプレートに対応した強調されたＥＣＧ信号のグラフを示す。
【００７９】
この場合、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号は、５回の心臓サイクルと約３０秒において発生する１回の最大吸気動作とからなる。図４Ａと図４Ｄとに示されるように２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタに対するＥＣＧテンプレートが信号における多量のノイズ５１０に起因して、最大吸気動作の瞬間に存在する心臓サイクルのピークの検出に使用不能な強調されたＥＣＧ信号を結果的にもたらすことが図５Ａ及び図５Ｄにおいて確認され得る。１Ｈｚ及び５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタを使用したＥＣＧテンプレートを使用することが、最大吸気動作中であってもすべての心臓サイクルピークの検出を可能にする、はるかに良好な信号対ノイズ比をもつ強調されたＥＣＧ信号を与える。
【００８０】
図６Ａは、２つのグラフ６００を示し、第１のグラフ６１０は、第２のＥＭＧ信号６２０、ゲーティングされた第２のＥＭＧ信号６３０、及び、Ｒピーク６４０をもつ第２のＥＣＧモデル信号を表す。明確であることを目的として、図６Ｂは、第１のグラフの個々のプロットを示す。第２のＥＣＧモデル信号は、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタにより生成され、第２の高域通過フィルタは、まだ適用されていない。このグラフ６１０において、単一の誤ったＲピーク６５０が存在する。
【００８１】
図６Ａにおける第２のグラフ６６０は、第２のＥＣＧモデル信号６７０及びゲート信号６８０のＲＭＳを示す。誤ったＲピーク６５０に起因して、過度なゲーティングが存在し、ゲーティングされた第２のＥＭＧ信号６３０において確認され得るように、過度なエネルギーが第２のＥＭＧ信号６２０からゲーティングされることを結果的にもたらす。
【００８２】
図７Ａは、グラフ６００と同様の２つのグラフ７００を示し、同様に、第１のグラフ７１０が第２のＥＭＧ信号７２０、ゲーティングされた第２のＥＭＧ信号７３０、及びＲピーク７４０をもつ第２のＥＣＧモデル信号を表すが、第１の高域通過フィルタのカットオフ周波数が５Ｈｚまで下げられていることにより、ＥＣＧモデル信号の生成に使用されるＥＣＧ信号のＴ波を保存する。図７Ｂは、図７Ａの第１のグラフの個々のプロットを示す。
【００８３】
より低いカットオフ周波数の結果として、従って、整合したフィルタにおける追加的なＥＣＧエネルギーの結果として、Ｒピーク７４０のすべてが正しく検出される。第２の高域通過フィルタのカットオフ周波数は、２０Ｈｚに設定されており、ゲーティング技術において第２のＥＣＧモデル信号を使用し、第２のＥＭＧ信号７２０のゲーティングは、ＥＭＧ信号から残存ＥＣＧをより最適に除去するように改善される。
【００８４】
図８Ａは、２つのグラフ８００を示し、第１のグラフ８１０は、高域通過フィルタ処理された組み合わされた信号のＲＭＳ信号を表し、第１の高域通過フィルタは、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ。この場合、第２の高域通過フィルタは適用されていない。第２のグラフ８４０は、ＥＭＧ信号のピークに対応した吸入を示すために、鼻カニューレにより収集された時間に対する圧力のプロットを示す。
【００８５】
第１のグラフ８１０と第２のグラフ８４０との両方から理解され得るように、このウィンドウにおける最初の２回の呼吸はＳＮＲが適度に高い静かな呼吸である。しかし、次の１１回の呼吸はスニッフであり、患者が最大吸気動作を実施しようと試みている。第１のグラフ８１０における中空マーカー（円）は臨床医により実施されるスニッフ注釈である。
【００８６】
図８Ｂ及び図８Ｃは、同様のグラフ８６０及び８７０を示し、本図の中空マーカー（円）は、上述のアルゴリズムにより自動的に検出されたスニッフを表す。図８Ｂに対して、２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタが使用され、第２の高域通過フィルタは適用されていない。図８Ｃの場合、５Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第１の高域通過フィルタと２０Ｈｚのカットオフ周波数をもつ第２の高域通過フィルタとが使用される。
【００８７】
図８Ｂを図８Ａと比較してみると、マーカーの位置間の差異は、スニッフのうちの多くのもののエネルギーが低水準のＲピーク検出に起因して減衰させられていることを示す。
【００８８】
図８Ａから図８Ｃに目を向けると、第１の高域通過フィルタのカットオフ周波数を５Ｈｚとなるように選択することにより、ＥＣＧモデル信号の生成に使用されるＥＣＧ信号のＴ波を保存することが、自動的に検出されたスニッフの正確さの大幅な改善につながることが明確に確認される。
【００８９】
上述の処理ステップのシーケンスは、単なる例示である。
【００９０】
例えば、任意の高域通過フィルタの動作は、対象ではなく、従ってフィルタ処理もされ得る最高周波数領域が存在するという点で、帯域通過フィルタにより実施される。
【００９１】
異なる信号処理ステップが、方法及びシステムの動作を明確にするためにここまでに説明されている。実際には、生のＥＭＧ信号は、まず、デジタル化され、次に、すべての後続の信号処理がデジタル信号処理システムにより実施される。このような信号処理において、異なる処理ステップが、個々に区別可能であるとは限らない。さらに、信号処理機能のうちのいくつかは任意選択的である。
【００９２】
本発明は、ＥＣＧ信号により汚染されるＥＭＧ信号に特に関係し、従って、心臓の近傍における骨格筋に関係したＥＭＧ信号に特に関係する。その中で最も関係しているものが横隔膜の動きを制御する、従って呼吸に関係した筋肉である。
【００９３】
上述のように、実施形態は信号処理ユニットを使用する。信号処理ユニットは、必要とされる様々な機能を実施するために、ソフトウェア及び／又はハードウェアを使用して多くの手法により実施され得る。プロセッサは、要求される機能を実施するようにソフトウェア（例えば、マイクロコード）を使用してプログラムされる１つ又は複数のマイクロプロセッサを使用する制御装置の一例である。制御装置は、しかし、プロセッサを使用して、又は使用せずに実施され、さらに、いくつかの機能を実施する専用ハードウェアと、他の機能を実施するプロセッサ（例えば、１つ又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関係する回路）との組み合わせとして実施される。
【００９４】
本開示の様々な実施形態において使用される制御装置コンポーネントの例として従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及びフィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００９５】
様々な実施態様において、プロセッサ又は制御装置は、１つ又は複数の記憶媒体、例えば、揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ例えば、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭ（登録商標）と関連付けられる。記憶媒体は、１つ又は複数のプロセッサ及び／又は制御装置において実行されたとき、要求される機能を実施する１つ又は複数のプログラムを使用して符号化される。様々な記憶媒体は、プロセッサ又は制御装置内に固定されるか、又は、記憶媒体に記憶された１つ又は複数のプログラムがプロセッサ又は制御装置にロードされ得るように移動可能である。
【００９６】
開示される実施形態に対する他の変形例が、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の考察により、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解及び実現され得る。特許請求の範囲において、「備える（含む、有する、もつ）」という用語は、他の要素もステップも排除せず、英語の「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞に対応した表現は、複数を排除しない。単に特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているということが、利点を得るためにこれらの手段の組み合わせが使用不可能なことを示すわけではない。特許請求の範囲における参照符号は、いずれも特許請求の範囲を限定するように解釈されてはならない。
【図１】
2020512142.tif 000003
【図２】
2020512142.tif 000004
【図３】
2020512142.tif 000005
【図４Ａ】
2020512142.tif 000006
【図４Ｂ】
2020512142.tif 000007
【図４Ｃ】
2020512142.tif 000008
【図４Ｄ】
2020512142.tif 000009
【図５Ａ】
2020512142.tif 000010
【図５Ｂ】
2020512142.tif 000011
【図５Ｃ】
2020512142.tif 000012
【図５Ｄ】
2020512142.tif 000013
【図６Ａ】
2020512142.tif 000014
【図６Ｂ】
2020512142.tif 000015
【図７Ａ】
2020512142.tif 000016
【図７Ｂ】
2020512142.tif 000017
【図８Ａ】
2020512142.tif 000018
【図８Ｂ】
2020512142.tif 000019
【図８Ｃ】
2020512142.tif 000020
【国際調査報告】
2020512142.tif 000021
2020512142.tif 000022
2020512142.tif 000023