JP2009279384A - Signal processing method, signal processing apparatus, and pulse photometer using the same - Google Patents

Signal processing method, signal processing apparatus, and pulse photometer using the same Download PDF

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    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal processing method for separating signals to obtain a signal component and an artifact component if large artifacts such as movement of limbs, sobbing, shaking, and coughing are mixed in; and a pulse photometer using the same. <P>SOLUTION: In the signal processing method for separating a pulse wave signal and an artifact signal from two measuring signals extracted from the same medium, vectors of the two measuring signals are separated into pulse wave signal vectors and artifact signal vectors by a separation matrix according to a norm ratio in a stable section of the pulse wave signal and a successively-compensated norm ratio in an artifact section. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、一つの媒体からほぼ同時に抽出される2つの同種の信号を処理して共通の信
号成分を抽出する信号処理に関し、特には医療の分野において、特に循環器系の診断に用
いられるパルスフォトメータにおける信号処理の改良に関する。
The present invention relates to signal processing for extracting two common signals extracted from a single medium at the same time to extract a common signal component, and more particularly, a pulse used in the medical field, particularly for diagnosis of the circulatory system. The present invention relates to improvement of signal processing in a photometer.

一つの媒体からほぼ同時に抽出された2つの信号から信号成分と雑音成分に分離する方
法には様々な方法が提案されている。
それらは、一般的には周波数領域や時間領域による処理が行われている。
医療現場でも、光電脈波計と言われる脈波波形や脈拍数を測定する装置、血液に含まれ
る吸光物質の濃度測定として、酸素飽和度SpO2の測定装置、一酸化炭素ヘモグロビン
やMetヘモグロビン等の特殊ヘモグロビンの濃度の測定装置、注入色素濃度の測定装置
などがパルスフォトメータとして知られている。
中でも酸素飽和度SpO2の測定装置を特にパルスオキシメータと呼んでいる。
Various methods have been proposed for separating a signal component and a noise component from two signals extracted almost simultaneously from one medium.
In general, they are processed in the frequency domain or the time domain.
Even in the medical field, a device that measures the pulse waveform and pulse rate, which is called a photoelectric plethysmograph, a concentration measurement of light-absorbing substances in blood, a device for measuring oxygen saturation SpO2, carbon monoxide hemoglobin, Met hemoglobin, etc. A device for measuring the concentration of special hemoglobin, a device for measuring the concentration of injected dye, and the like are known as pulse photometers.
In particular, the oxygen saturation SpO2 measuring device is called a pulse oximeter.

パルスフォトメータの原理は、対象物質への吸光性が異なる複数の波長の光を生体組織
に透過又は反射させ、その透過光又は反射光の光量を連続的に測定することで得られる脈
波データ信号から対象物質の濃度を求めるものである。
そしてその脈波データに雑音が混入すると、正しい濃度の計算が出来ず、誤処置につな
がる危険が生じる。
パルスフォトメータにおいても従来より雑音を低減するために周波数帯域を分割して信
号成分に着目したり、2つの信号の相関を取るなどの方法が提案されてきた。
しかし、これらの方法は解析に時間がかかるなどの問題があった。
The principle of the pulse photometer is that pulse wave data obtained by transmitting or reflecting light of multiple wavelengths with different absorption to the target substance to the living tissue and continuously measuring the amount of transmitted or reflected light. The concentration of the target substance is obtained from the signal.
If noise is mixed in the pulse wave data, the correct concentration cannot be calculated, and there is a risk of mishandling.
Conventionally, in a pulse photometer, in order to reduce noise, a method of dividing a frequency band and paying attention to a signal component or taking a correlation between two signals has been proposed.
However, these methods have a problem that analysis takes time.

そこで、本出願人は、特許第3270917号(特許文献1参照)において、異なる2
つの波長の光を生体組織に照射して透過光から得られる2つの脈波信号のそれぞれの大き
さを縦軸、横軸としてグラフを描き、その回帰直線を求め、その回帰直線の傾きに基づい
て、動脈血中の酸素飽和度ないし吸光物質濃度を求めることを提案している。
この発明により、測定精度を高め、低消費電力化することができた。
しかし、各波長の脈波信号についての多くのサンプリングデータを用いて回帰直線ないし
その傾きを求めるためには、なお多くの計算処理を要していた。
Therefore, the applicant of the present invention is different in Patent No. 32701717 (see Patent Document 1).
Draw a graph with the ordinate and abscissa representing the magnitude of each of the two pulse wave signals obtained from transmitted light by irradiating light of one wavelength to the living tissue, and then calculating its regression line, based on the slope of the regression line Thus, it has been proposed to obtain the oxygen saturation or the concentration of light-absorbing substance in arterial blood.
According to the present invention, measurement accuracy can be improved and power consumption can be reduced.
However, in order to obtain the regression line or its inclination using a large amount of sampling data for pulse wave signals of each wavelength, a lot of calculation processing is still required.

更に本出願人は、先願(特許文献2参照)においては、周波数解析を用いてはいるが、
その解析においては従来技術のように脈波信号そのものを抽出するのではなく、脈波信号
の基本周波数を求め、さらには精度を高めるためにその高調波周波数を用いたフィルタを
用いて脈波信号をフィルタリングする方法を提案している。
Furthermore, the present applicant uses frequency analysis in the prior application (see Patent Document 2).
In the analysis, instead of extracting the pulse wave signal itself as in the prior art, the fundamental frequency of the pulse wave signal is obtained, and in order to improve the accuracy, the pulse wave signal is used using a filter using the harmonic frequency. A method of filtering is proposed.

特に、パルスオキシメータを在宅使用では様々な使われ方が想定され,アーチファクト
も多様で、病院で使用するSpO2より高い耐アーチファクト性が要求される。
アーチファクトが混入すると測定系が乱され,SpO2を誤って表示する場合がある。
代表的なアーチファクトとして体動があり、被測定者が装着したプローブが体動で動き
,光源と受光面の光学経路が変化したり,生体組織に加わる力で組織が変形する等が原因
である。
特に新生児や幼児でアーチファクトの混入が多く、手足の動き、泣きじゃくり、震え、
咳等がアーチファクト源となる。
特許第3270917号 特開2003−135434号公報
In particular, pulse oximeters are expected to be used in various ways at home, and there are a variety of artifacts, requiring higher artifact resistance than SpO2 used in hospitals.
If artifacts are mixed, the measurement system is disturbed and SpO2 may be displayed erroneously.
The typical artifact is body movement, which is caused by the movement of the probe worn by the person to be measured, movement of the optical path between the light source and the light receiving surface, or deformation of the tissue due to the force applied to the living tissue. .
Especially in newborns and toddlers, there are many artifacts, movement of limbs, crying, trembling,
Cough is a source of artifacts.
Japanese Patent No. 32701717 JP 2003-135434 A

本発明の課題(目的)は、手足の動き、泣きじゃくり、震え、咳等の大きなアーチファ
クトの混入した場合にもより正確なSpO2の測定が可能となる信号処理方法、信号処理
装置及びそれを用いたパルスフォトメータを提供することにある。
An object (object) of the present invention is to provide a signal processing method, a signal processing apparatus, and a signal processing method capable of measuring SpO2 more accurately even when large artifacts such as movements of limbs, crying, tremors, and coughs are mixed. It is to provide a pulse photometer used.

上記課題を解決するために、同一の媒体から抽出される2つの測定信号から、脈波信号
とアーチファクト信号とに分離する信号処理方法であって、前記2つの測定信号による測
定信号ベクトルを分離マトリクスによって、脈波信号ベクトルとアーチファクト信号ベク
トルとに分離するに際して、前記脈波信号の安定区間のノルム比と、前記アーチファクト
区間の逐次補正ノルム比とによって分離することを特徴とする。(請求項1)
また、前記逐次補正ノルム比は、以下の式8で得ることを特徴とする。(請求項2)

Figure 2009279384
In order to solve the above problems, a signal processing method for separating a pulse wave signal and an artifact signal from two measurement signals extracted from the same medium, wherein a measurement signal vector based on the two measurement signals is separated into a matrix. Therefore, when separating into a pulse wave signal vector and an artifact signal vector, the pulse wave signal is separated according to a norm ratio of a stable section of the pulse wave signal and a sequentially corrected norm ratio of the artifact section. (Claim 1)
The successive correction norm ratio is obtained by the following equation (8). (Claim 2)
Figure 2009279384

また、前記逐次補正ノルム比が所定の条件となった時、前記逐次補正ノルム比を所定値 Further, when the successive correction norm ratio becomes a predetermined condition, the successive correction norm ratio is set to a predetermined value.
と置き換えることを特徴とする。(請求項3)It is characterized by replacing. (Claim 3)

前記請求項1又は2のいずれかの信号処理方法によって、測定信号を処理することを特
徴とする生体信号処理装置。(請求項4)
また、前記生体信号処理装置は、発光手段から発光された波長が異なる2種類の光を生
体組織を透過又は反射した光を電気信号に変換して、逐次補正ノルム比を用いてアーチフ
ァクト信号成分を除去して脈波信号を得て、動脈血中の酸素飽和度、特殊ヘモグロビン濃
度又は注入色素濃度の内の少なくとも1つを演算することを特徴とするパルスフォトメー
タ。(請求項5)
また、前記逐次補正ノルム比が所定の条件となった時、前記逐次補正ノルム比を所定値
と置き換えることを特徴とする。(請求項6)
3. A biological signal processing apparatus, wherein a measurement signal is processed by the signal processing method according to claim 1 or 2. (Claim 4)
In addition, the biological signal processing apparatus converts two kinds of light emitted from the light emitting means to light transmitted through or reflected from the biological tissue into an electric signal, and sequentially converts the artifact signal component using the corrected norm ratio. A pulse photometer characterized in that a pulse wave signal is obtained by removal and at least one of oxygen saturation, special hemoglobin concentration, or injected dye concentration in arterial blood is calculated. (Claim 5)
Further, when the successive correction norm ratio becomes a predetermined condition, the successive correction norm ratio is set to a predetermined value.
It is characterized by replacing. (Claim 6)

請求項1乃至6の構成によって、手足の動き、泣きじゃくり、震え、咳等の大きなアー
チファクトの混入した場合にもより正確信号成分の分離が可能となる信号処理方法、信号
処理装置及びそれを用いたパルスフォトメータを実現できる。
According to the configuration of claims 1 to 6, a signal processing method, a signal processing apparatus, and a signal processing method that can more accurately separate signal components even when large artifacts such as movements of limbs, crying, tremors, and coughs are mixed The used pulse photometer can be realized.

本発明の実施の形態を説明するにあたり、動脈血酸素飽和度を測定するパルスオキシメ
ータを例に挙げて原理を説明する。
なお、本発明の技術は、パルスオキシメータに限られず、特殊ヘモグロビン(一酸化炭
素ヘモグロビン、Metヘモグロビンなど)、血中に注入された色素などの血中吸光物質
をパルスフォトメトリーの原理を用いて測定する装置(パルスフォトメトリー)に適用でき
る。
In describing an embodiment of the present invention, the principle will be described by taking a pulse oximeter for measuring arterial blood oxygen saturation as an example.
The technique of the present invention is not limited to a pulse oximeter, and a blood photoabsorbing substance such as special hemoglobin (carbon monoxide hemoglobin, Met hemoglobin, etc.) or a dye injected into blood is used by the principle of pulse photometry. Applicable to measuring device (pulse photometry).

動脈血酸素飽和度を測定するパルスオキシメータの構成は、概略構成ブロック図である
図1のようになっている。
異なる波長の光を発光する発光素子1、2は、交互に発光するように駆動回路3により
駆動される。
発光素子1、2に採用する光はそれぞれ動脈血酸素飽和度による影響が少ない赤外光(
例えば940[nm])、動脈血酸素飽和度の変化に対する感度が高い赤色光(例えば660
[nm])がよい。
The configuration of the pulse oximeter for measuring arterial blood oxygen saturation is as shown in FIG. 1, which is a schematic configuration block diagram.
The light-emitting elements 1 and 2 that emit light of different wavelengths are driven by the drive circuit 3 so as to emit light alternately.
The light used for the light-emitting elements 1 and 2 is infrared light that is less affected by arterial oxygen saturation (
For example, 940 [nm]), red light (eg, 660 with high sensitivity to changes in arterial oxygen saturation)
[nm]) is good.

これらの発光素子1、2からの発光は生体組織4を透過してフォトダイオード5で受光
して電気信号に変換される。
なお、図1では透過光を受光しているが反射光を受光するようにしてもよい。
そして、これらの変換された信号は増幅器6で増幅され、マルチプレクサ7によりそれ
ぞれの光波長に対応したフィルタ8−1、8−2に振り分けられる。
各フィルターに振り分けられた信号はフィルタ8−1、8−2によりフィルタリングされ
てノイズ成分が低減され、A/D変換器9によりデジタル化される。
Light emitted from the light emitting elements 1 and 2 is transmitted through the living tissue 4, received by the photodiode 5, and converted into an electrical signal.
In FIG. 1, transmitted light is received, but reflected light may be received.
These converted signals are amplified by the amplifier 6 and distributed by the multiplexer 7 to the filters 8-1 and 8-2 corresponding to the respective optical wavelengths.
The signals distributed to the filters are filtered by the filters 8-1 and 8-2 to reduce noise components, and are digitized by the A / D converter 9.

デジタル化された赤外光、赤色光に対応する各信号列が、それぞれの脈波信号を形成し
ている。
デジタル化された各信号列は処理部10に入力され、ROM12に格納されているプロ
グラムにより処理され、酸素飽和度SpO2が測定され、その値が表示部11に表示され
る。
Each signal sequence corresponding to digitized infrared light and red light forms a respective pulse wave signal.
Each digitized signal sequence is input to the processing unit 10, processed by a program stored in the ROM 12, the oxygen saturation SpO 2 is measured, and the value is displayed on the display unit 11.

先ず、血液中の吸光物質の吸光度(減光度)の変動の測定を図2を用いて説明する。
図2の(a)及び(b)は、前記発光素子1、2からの発光された光が生体組織4を透過してフ
ォトダイオード5で受光して電気信号に変換された脈波データで、(a)は赤色光の場合を
、(b)は赤外光を示している。
図2の(a)では、横軸を時間、縦軸を受光出力とすると、フォトダイオード5での受光
出力は、赤色光の直流成分(R’)と脈動成分(ΔR’)が重畳された波形となっている

また、図2の(b)では、横軸を時間、縦軸を受光出力とすると、フォトダイオード5で
の受光出力は、赤外光の直流成分(IR’)と脈動成分(ΔIR’)が重畳された波形と
なっている。
First, measurement of the change in absorbance (light attenuation) of a light-absorbing substance in blood will be described with reference to FIG.
2A and 2B are pulse wave data in which the light emitted from the light emitting elements 1 and 2 is transmitted through the living tissue 4 and received by the photodiode 5 and converted into an electrical signal. (a) shows the case of red light, and (b) shows the infrared light.
In FIG. 2A, assuming that the horizontal axis is time and the vertical axis is the light reception output, the light reception output from the photodiode 5 is obtained by superimposing the direct current component (R ′) and the pulsation component (ΔR ′) of red light. It has a waveform.
In FIG. 2 (b), when the horizontal axis is time and the vertical axis is the received light output, the received light output from the photodiode 5 includes the direct current component (IR ′) and the pulsation component (ΔIR ′) of infrared light. The waveform is superimposed.

図2の(a)及び(b)の測定波形には、それぞれ体動によるアーチファクト(ノイズ)が含
まれていて、そのアーチファクトの周波数成分と信号の周波数成分に共通する周波数帯域
が存在するため、アーチファクト成分を除去して信号成分を正確に把握することが困難で
あった。
The measurement waveforms in FIGS. 2A and 2B each include an artifact (noise) due to body movement, and there is a frequency band common to the frequency component of the artifact and the frequency component of the signal. It was difficult to accurately grasp the signal component by removing the artifact component.

図2の例では、アーチファクトは小さいが、以下の説明では、手足の動き、泣きじゃく
り、震え、咳等の大きなアーチファクトに相当する大きなアーチファクトを人為的に加え
て測定例に基づいて説明する。
In the example of FIG. 2, the artifact is small, but in the following description, a large artifact corresponding to a large artifact such as movement of limbs, crying, trembling, coughing, etc. is artificially added and described based on a measurement example.

図3は、二波長のプローブを健常人男性の指尖に装着して測定した観測信号である。
上段が赤外光(IR)、下段が赤色光(R)である。
波長は、それぞれ波長940nm(赤外光)と660nm(赤色光)である。
図3の上部に示す黒線区間は人為的にアーチファクトを加えたタッピング区間を示し、
プローブ装着側の指先で素早く(例えば、3Hz程度)机面を繰り返し叩く動作を行って
いる。
FIG. 3 is an observation signal measured with a two-wavelength probe attached to the fingertip of a healthy male.
The upper row is infrared light (IR), and the lower row is red light (R).
The wavelengths are 940 nm (infrared light) and 660 nm (red light), respectively.
The black line section shown in the upper part of FIG. 3 indicates a tapping section in which artifacts are artificially added,
The operation of repeatedly hitting the desk surface quickly (for example, about 3 Hz) with the fingertip on the probe mounting side is performed.

図3の例では、赤外光及び赤色光の両方の観測信号とも、アーチファクト区間では脈波
は視認できない。
観測信号は各々の直流透過光成分で規格化した後、帯域幅0.5〜5Hz、6次のバタワース
フィルタでフィルタし、サンプリング間隔は16msである。
In the example of FIG. 3, the pulse wave cannot be visually recognized in the artifact section in both the infrared light and red light observation signals.
The observation signal is normalized with each direct-current transmitted light component, then filtered with a 6th-order Butterworth filter with a bandwidth of 0.5 to 5 Hz, and the sampling interval is 16 ms.

図4は、図3で示した赤外光と赤色光の観測信号の相関図である。
横軸が赤外光、縦軸が赤色光である。
図4の傾斜は観測信号のアーチファクト区間の赤外光と赤色光のノルム比で与えられ、
その傾斜からアーチファクトのノルム比「φN 」が分かる。
FIG. 4 is a correlation diagram of the observation signals of the infrared light and the red light shown in FIG.
The horizontal axis is infrared light, and the vertical axis is red light.
The slope in FIG. 4 is given by the norm ratio of infrared light and red light in the artifact interval of the observation signal.
From the inclination, the norm ratio “φN” of the artifact is known.

次に、脈波信号と雑音(アーチファクト信号)とを分離する信号処理について図5を用
いて説明する。
図5は、図3の例を信号処理のためのモデル化した図である。
時刻tnにおける脈波信号pは、係数1でIR端子に伝達され、R端子には係数φSで伝
達される。
同様に、時刻tnにおけるアーチファクト信号nは、係数1でIR端子に伝達され、R
端子には係数φNで伝達される。
φSとφNはそれぞれ、脈波信号のφS:=Rp,tn/IRp,tn、アーチファクト信
号のφN :=Rn,tn/IRn,tnである。
観測時刻をtn:tn+kに拡張すれば p,n,IR,Rはベクトルになる。
Next, signal processing for separating a pulse wave signal and noise (artifact signal) will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a diagram obtained by modeling the example of FIG. 3 for signal processing.
The pulse wave signal p at time tn is transmitted to the IR terminal with a coefficient of 1, and is transmitted to the R terminal with a coefficient φS.
Similarly, the artifact signal n at time tn is transmitted to the IR terminal with a coefficient of 1 and R
The signal is transmitted to the terminal with a coefficient φN.
φS and φN are the pulse wave signal φS: = Rp, tn / IRp, tn and the artifact signal φN: = Rn, tn / IRn, tn, respectively.
If the observation time is expanded to tn: tn + k, p, n, IR, and R become vectors.

Figure 2009279384
Figure 2009279384
Figure 2009279384
Figure 2009279384

以降、太字はベクトルとする。
添え字pulseは脈波の安定区間を表し、添え字noiseはアーチファクト区間を示す。
脈波の安定区間とアーチファクト区間は、時刻も区間長も異なる。
In the following, bold is a vector.
The subscript pulse represents a pulse wave stable section, and the subscript noise represents an artifact section.
The stable section of the pulse wave and the artifact section are different in time and section length.

Figure 2009279384
Figure 2009279384
Figure 2009279384
Figure 2009279384

次に、脈波信号(pulse)の振幅とアーチファクト信号(Artifact)の振幅の関係を変
化させた3種類のシミュレーションを行った結果を図6に示す。
図6(a)、(b)、(c)で、横軸はIR信号、縦軸はR信号である。
シミューレーションは、脈波を鋸歯状波、アーチファクトを正弦波とした。
脈波信号の振幅とアーチファクト信号の振幅の関係は、図6(a)では、脈波信号(pu
lse)の振幅とアーチファクト信号(Artifact)の振幅は、それぞれ、(0.25:0.
75)である。
図6(b)では、脈波信号(pulse)の振幅とアーチファクト信号(Artifact)の振幅
は、それぞれ、(0.33:0.66)である。
図6(c)では、脈波信号(pulse)の振幅とアーチファクト信号(Artifact)の振幅
は、それぞれ、(0.5:0.5)である。
前記数1で示すノルム比φS=0.55で、前記数2で示すノルム比の真値

Figure 2009279384
Next, FIG. 6 shows the results of three types of simulations in which the relationship between the amplitude of the pulse wave signal (pulse) and the amplitude of the artifact signal (Artifact) is changed.
6A, 6B, and 6C, the horizontal axis represents the IR signal, and the vertical axis represents the R signal.
In the simulation, the pulse wave was a sawtooth wave, and the artifact was a sine wave.
The relationship between the amplitude of the pulse wave signal and the amplitude of the artifact signal is shown in FIG.
lse) and the amplitude of the artifact signal (Artifact) are (0.25: 0.
75).
In FIG. 6B, the amplitude of the pulse wave signal (pulse) and the amplitude of the artifact signal (Artifact) are (0.33: 0.66), respectively.
In FIG. 6C, the amplitude of the pulse wave signal (pulse) and the amplitude of the artifact signal (Artifact) are (0.5: 0.5), respectively.
The norm ratio φS = 0.55 expressed by Equation 1 above, and the true value of the norm ratio expressed by Equation 2 above.
Figure 2009279384

は1である。
図6の(a)〜(c)に示した相関図はいずれも平行四辺形で、アーチファクト >
脈波であれば、短辺の傾斜がφSに一致し、長辺の傾斜がφNに一致する。
アーチファクト < 脈波であれば、逆で、長辺の傾斜がφSに一致し、短辺の傾斜が
φNに一致する。
Is 1.
The correlation diagrams shown in (a) to (c) of FIG. 6 are all parallelograms, and artifacts>
In the case of a pulse wave, the inclination of the short side coincides with φS, and the inclination of the long side coincides with φN.
If artifact <pulse wave, the slope of the long side coincides with φS, and the slope of the short side coincides with φN.

図6(a)〜(c)の相関図上の点線は、「φN」の傾斜で観測信号の「ノルム比」で
ある。実線は参考例として提案する後述の「補正ノルム比」である、

Figure 2009279384
The dotted lines on the correlation diagrams of FIGS. 6A to 6C are the “norm ratio” of the observation signal with the inclination of “φN”. The solid line is the “corrected norm ratio” to be proposed later as a reference example.
Figure 2009279384

の傾斜を示している。
前記補正ノルム比が平行四辺形の長辺の傾斜である「ノルム比の真値」、

Figure 2009279384
Shows the slope.
"Corrected norm ratio" is the slope of the long side of the parallelogram "true value of norm ratio",
Figure 2009279384

と一致している。
脈波とアーチファクトの振幅が近づくに連れて、順に「ノルム比」と「ノルム比の真値
」との乖離が増えていることが判る。
Is consistent with
It can be seen that the difference between the “norm ratio” and the “true value of the norm ratio” increases in order as the amplitudes of the pulse wave and the artifact approach.

次に、脈波信号とアーチファクト信号のノルム比による分離について説明する。
観測信号ベクトル[IR R]T を分離マトリクスSによって脈波信号ベクトルpと
アーチファクト信号ベクトルnに分離する。
肩の「T」は転置を表している。
Next, separation by the norm ratio between the pulse wave signal and the artifact signal will be described.
The observation signal vector [IR R] T is separated into a pulse wave signal vector p and an artifact signal vector n by a separation matrix S.
The “T” on the shoulder represents transposition.

下記の式(1)から混合マトリクスMは、「φS」と「φN 」を定めれば決定する。
分離マトリクスSは、式(2)に示すMの逆マトリクスである。
ここで、「φS」は、脈波の安定区間における観測信号のノルム比である。
残る、「φN」を推定できれば[1 φS]T と[1 φN]T を基底ベクトルとする
Mが定まる。

Figure 2009279384
From the following equation (1), the mixing matrix M is determined by defining “φS” and “φN”.
The separation matrix S is an inverse matrix of M shown in Expression (2).
Here, “φS” is the norm ratio of the observation signal in the stable section of the pulse wave.
If the remaining “φN” can be estimated, M having [1 φS] T and [1 φN] T as basis vectors is determined.
Figure 2009279384

としたS=M−1 でも良い。
「φN」はアーチファクト区間における観測信号のノルム比である。
なお、脈波の安定区間では「φNpulse」=1とした。

Figure 2009279384
S = M−1 may be used.
“ΦN” is the norm ratio of the observation signal in the artifact section.
In the stable pulse wave section, “φNpulse” = 1.
Figure 2009279384

ここで、|| ||2は、2次元ユークリッドノルムを表している。添字pulse=tl:l
+n noise=tj:j+kは、それぞれ脈波の安定区間とアーチファクト区間を示す。
脈波と安定区間とアーチファクト区間で、時刻とサンプル数が相違している。
ノルム比から「φS」,「φN」を求める利点は、ユークリッドノルムの定義から散発的
な雑音に対して堅固であることにある。
Here, || || 2 represents a two-dimensional Euclidean norm. Subscript pulse = tl: l
+ N noise = tj: j + k indicates a stable section and an artifact section of the pulse wave, respectively.
The time and the number of samples are different in the pulse wave, the stable section, and the artifact section.
The advantage of obtaining “φS” and “φN” from the norm ratio is that it is robust against sporadic noise from the definition of Euclidean norm.

観測信号は、傾きがそれぞれ異なる脈波ベクトルと、アーチファクトベクトルの合成ベ
クトルである。
したがって、アーチファクト区間でも、脈波が重畳していることが原因で、

Figure 2009279384
The observation signal is a combined vector of a pulse wave vector and an artifact vector having different inclinations.
Therefore, even in the artifact section, because the pulse wave is superimposed,
Figure 2009279384

とノルム比の真値である、

Figure 2009279384
And the true value of the norm ratio,
Figure 2009279384

が乖離する。
そこで、参考例として、乖離を補正する手段として、「補正ノルム比」

Figure 2009279384
Diverge.
Therefore, as a reference example, the “corrected norm ratio” is used as a means of correcting the deviation.
Figure 2009279384

を用いる方法がある。
この補正方法は、アーチファクト区間に重畳した脈波が安定区間の振幅と同じであるこ
とを前提としている。
補正は、以下の式(4)で行う。

Figure 2009279384
There is a method of using.
This correction method is based on the premise that the pulse wave superimposed on the artifact section has the same amplitude as the stable section.
The correction is performed by the following equation (4).
Figure 2009279384

をアーチファクト区間の「補正ノルム比」、「φN」を同区間のノルム比と称する。
アーチファクト区間では、脈波信号は埋もれて観測困難な場合が多い。
そこで、脈波信号の安定区間でノルムをとり、

Figure 2009279384
Is referred to as the “corrected norm ratio” of the artifact section, and “φN” is referred to as the norm ratio of the section.
In the artifact section, the pulse wave signal is often buried and difficult to observe.
Therefore, take the norm in the stable section of the pulse wave signal,
Figure 2009279384

を脈波振幅とする。
アーチファクト信号の振幅は、アーチファクト区間のノルム

Figure 2009279384
Is the pulse wave amplitude.
The amplitude of the artifact signal is the norm of the artifact interval.
Figure 2009279384

である。
ここで、、脈波区間とアーチファクト区間のサンプル点数が異なっているので、それぞ
れの区間のサンプル点数の平方根で除している。
絶対値は、アーチファクト以外の観測雑音で根号内が負になることを考慮している。

Figure 2009279384
It is.
Here, since the number of sample points in the pulse wave section and the artifact section are different, it is divided by the square root of the number of sample points in each section.
The absolute value takes into account that the inside of the root sign becomes negative due to observation noise other than artifacts.
Figure 2009279384

参考例である「補正ノルム比」を用いることによって観測信号を分離マトリクスSによ
って分離した結果を図7を用いて説明する。
図7は、観測信号を分離マトリクスSによって分離した波形を示す図である。
図7のサンプリング間隔は16ms 、フィルタは帯域幅0.5〜5Hz,6次のバタワー
スフィルタである。
図7の波形の上部の横線はアーチファクト区間を示している。
図7(a)は、「ノルム比」と「φS」で分離した脈波を示し、図7(b)は、前記「
補正ノルム比」と「φS」とで分離した脈波である。
The result of separating the observation signal by the separation matrix S by using the “corrected norm ratio” as a reference example will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a waveform obtained by separating the observation signal by the separation matrix S. As shown in FIG.
The sampling interval in FIG. 7 is 16 ms, and the filter is a 6th-order Butterworth filter with a bandwidth of 0.5 to 5 Hz.
The horizontal line at the top of the waveform in FIG. 7 indicates the artifact section.
FIG. 7A shows a pulse wave separated by “norm ratio” and “φS”, and FIG.
It is a pulse wave separated by “corrected norm ratio” and “φS”.

前者では、大振幅の針状アーチファクトが目立つ。
後者では、脈波を明瞭に視認でき、特に、20秒以降での脈波がより明瞭に分離されて
いる。
一方、12.5秒〜18.5秒の区間では、アーチファクトが増加している。
In the former, a large amplitude needle-like artifact is conspicuous.
In the latter, the pulse wave can be clearly recognized, and in particular, the pulse wave after 20 seconds is more clearly separated.
On the other hand, the artifact increases in the section of 12.5 seconds to 18.5 seconds.

図8は、図3に示す観測信号を分離マトリクスSで分離した脈波にさらにアーチファク
ト区間に対し17点の移動平均を行った結果を示す図である。
図8(a)は、「ノルム比」と「φS」で分離した脈波を示し、図8(b)は、前記「
補正ノルム比」と「φS」とで分離した脈波である。
「補正ノルム比」による分離が、ノルム比「φN」による分離に比較して、大振幅の針
状アーチファクトが減っていることが分かる。
「補正ノルム比」による分離では、17〜23秒の区間でアーチファクトが減少し、ス
ムースな脈波形状を示している。また、30〜35秒の区間でも、「補正ノルム比」によ
る分離でスムースな脈波形状を示している。
FIG. 8 is a diagram showing a result of performing a moving average of 17 points on the artifact section on the pulse wave obtained by separating the observation signal shown in FIG.
FIG. 8A shows a pulse wave separated by “norm ratio” and “φS”, and FIG.
It is a pulse wave separated by “corrected norm ratio” and “φS”.
It can be seen that the separation based on the “corrected norm ratio” reduces the needle-like artifacts of large amplitude compared to the separation based on the norm ratio “φN”.
In the separation based on the “corrected norm ratio”, artifacts are reduced in a section of 17 to 23 seconds, and a smooth pulse wave shape is shown. Further, even in the section of 30 to 35 seconds, a smooth pulse wave shape is shown by the separation based on the “corrected norm ratio”.

脈波とアーチファクトは独立と考えられるので、分離が適切であれば、相関図は四角形
か長方形に近づく。
図9は分離後の相関を示す図である。
図9(a)は「ノルム比」と「φs」で分離した脈波とアーチファクトの相関関係、(
b)は「補正ノルム比」と「φs」で分離した脈波とアーチファクトの相関関係、(c)
は「ノルム比」と「φs」で分離後脈波を17点の移動平均を行った脈波とアーチファク
トの相関関係、(d)は「補正ノルム比」と「φs」で分離後脈波を17点の移動平均を
行った脈波とアーチファクトの相関関係を示す。(a)より(b)、(c)より(d)が
適切に分離されていることが分かる。
Since pulse waves and artifacts are considered independent, if the separation is appropriate, the correlation diagram approaches a square or rectangle.
FIG. 9 is a diagram showing the correlation after separation.
FIG. 9A shows the correlation between the pulse wave and artifact separated by “norm ratio” and “φs”.
b) Correlation between pulse wave and artifact separated by “corrected norm ratio” and “φs”, (c)
Is the correlation between the pulse wave and artifact obtained by moving average of 17 points of the pulse wave after separation with “norm ratio” and “φs”, (d) is the pulse wave after separation with “corrected norm ratio” and “φs” The correlation of the pulse wave and the artifact which performed the moving average of 17 points | pieces is shown. From (a), it can be seen that (b) and (d) are properly separated from (c).

観測では、「ノルム比の真値」は不明であるので、「補正ノルム比」が「ノルムの真値
」にどの程度近づけたか分からない。
そこで、「補正ノルム比」で分離した結果を以下の式(6)の評価関数Hにより評価す
る。[Σ]は分離した脈波ベクトルpとアーチファクトベクトルnの分散共分散マトリク
スである。
Hは、trace[Σ]と対角要素2Σ12 の絶対値の比である。
補正が適切であれば、[Σ]は対角マトリクスに近ずく。Hの値が小さいほどpとnの
独立性が高い。

Figure 2009279384
In observation, since the “true value of the norm ratio” is unknown, it is not known how close the “corrected norm ratio” is to the “true value of the norm”.
Therefore, the result of separation by the “corrected norm ratio” is evaluated by the evaluation function H of the following equation (6). [Σ] is a variance-covariance matrix of the separated pulse wave vector p and artifact vector n.
H is the ratio of the absolute value of trace [Σ] and the diagonal element 2Σ12.
If the correction is appropriate, [Σ] approaches a diagonal matrix. The smaller the value of H, the higher the independence of p and n.
Figure 2009279384

図10に上記評価関数Hで脈波とアーチファクトの分離の良さを評価した結果を示す。
図10の上段は「ノルム比」で分離をした場合で、下段は、「補正ノルム比」で分離を
した場合である。
それぞれの場合で、フィルタ帯域幅0.5〜5Hz,6次のバタワースフィルタの場合と
、当該フィルタの処理後に17点の移動平均を行った場合の評価結果を示している。
「補正ノルム比」で分離した方が、H=0.0042とH=0.0492と小さい値と
なって対角性が改善されていることが分かる。
FIG. 10 shows the result of evaluating the goodness of separation of the pulse wave and the artifact by the evaluation function H.
The upper part of FIG. 10 shows the case where the separation is performed based on the “norm ratio”, and the lower part shows the case where the separation is performed based on the “corrected norm ratio”.
In each case, the evaluation results when the filter bandwidth is 0.5 to 5 Hz, the sixth-order Butterworth filter, and the moving average of 17 points after the processing of the filter are shown.
It can be seen that the diagonal separation is improved when the separation is performed by the “corrected norm ratio”, with H = 0.0042 and H = 0.0492, which are smaller values.

上記の参考例である「補正ノルム比」の説明に用いた図3の観測波形は、人為的にアーチ
ファクトを加えているため「補正ノルム比」は固定値である。
しかし、実際のアーチファクトは、時間的に変化しているのが通常で、その場合には、
「ノルム比の真値」である

Figure 2009279384
The observation waveform of FIG. 3 used for explaining the “corrected norm ratio” as the above reference example artificially adds an artifact, so that the “corrected norm ratio” is a fixed value.
However, actual artifacts usually change over time, in which case
It is “the true value of the norm ratio”
Figure 2009279384

も変化するが、「補正ノルム比」である

Figure 2009279384
Changes, but it is a "corrected norm ratio"
Figure 2009279384

は固定値で、変化に追従することができず、分離の質も低下する。
本発明は、上述の参考例である「補正ノルム比」が時間的に変化するアーチファクトに
対しては十分でない点を改良する技術に関する。
Is a fixed value, unable to follow the change, and the quality of the separation is also reduced.
The present invention relates to a technique for improving the point that the “corrected norm ratio”, which is the reference example described above, is not sufficient for artifacts that change with time.

そこで、図5のモデルにおける脈波へのアーチファクトの漏れ込み量について検討する

真の混合マトリクスを、

Figure 2009279384
Therefore, the amount of artifact leakage into the pulse wave in the model of FIG. 5 will be examined.
A true mixing matrix
Figure 2009279384

とし、その逆マトリクスを分離マトリクスSとする。

Figure 2009279384
And the inverse matrix is defined as a separation matrix S.
Figure 2009279384

前記真の混合マトリクス

Figure 2009279384
と前記分離マトリクスSのパラメータ値が異なれば、脈波にアーチファクトが漏れ込む。
漏れ込み比率Lは、式(7)で評価できる。
例えば、脈波とアーチファクトの振幅をそれぞれ1とし、
Figure 2009279384
The true mixing matrix
Figure 2009279384
If the parameter values of the separation matrix S are different, an artifact leaks into the pulse wave.
The leakage ratio L can be evaluated by Expression (7).
For example, the amplitude of the pulse wave and the artifact is set to 1,
Figure 2009279384

で脈波とアーチファクトを混合した後、

Figure 2009279384
After mixing the pulse wave and artifact with
Figure 2009279384

で分離すると、僅か5%の「ノルム比」と「真のノルム比」の乖離でアーチファクト振
幅の16%が脈波側に漏れ込み、この漏れ込み量は少なくはない。
一般に「真のノルム比」は時間で変化するのに対して、「補正ノルム比」はアーチファ
クト区間で一定値であって、「真のノルム比」の時間変化に追従できず、何らかの対策が
必要になる。
When the separation is performed at, the difference between the “norm ratio” and the “true norm ratio” of only 5% leaks 16% of the artifact amplitude to the pulse wave side, and this leakage amount is not small.
In general, the “true norm ratio” changes with time, whereas the “corrected norm ratio” is a constant value in the artifact section and cannot follow the time change of the “true norm ratio”, so some countermeasure is required. become.

上述の如く、アーチファクト区間にも脈波が重畳していることが原因となって、「ノル
ム比」と「真のノルム比」が乖離するので、本発明では、乖離を補正する手段として、以
下にのべる「逐次補正ノルム比」

Figure 2009279384
As described above, since the “norm ratio” and the “true norm ratio” are deviated due to the pulse wave being superimposed also in the artifact section, in the present invention, as means for correcting the deviation, "Sequential correction norm ratio"
Figure 2009279384

を提案する。
この補正法は、アーチファクト区間に重畳した脈波の振幅が安定区間の脈波の振幅と同
じであることを前提にしている。
補正は、下記の式(8)でサンプル点ごとに逐次行う。この、

Figure 2009279384
Propose.
This correction method is based on the premise that the amplitude of the pulse wave superimposed on the artifact section is the same as the amplitude of the pulse wave in the stable section.
The correction is sequentially performed for each sample point by the following equation (8). this,
Figure 2009279384

を、アーチファクト区間のサンプル時点Jの逐次補正ノルム比
(successively-compensated-norm-ratio)と称する。
脈波はアーチファクト区間ではアーチファクトに埋もれて観測困難である。脈波振幅は
脈波の安定区間のノルムをとり、

Figure 2009279384
Is referred to as a successively-compensated-norm-ratio at the sampling time J of the artifact interval.
It is difficult to observe the pulse wave in the artifact section because it is buried in the artifact. The pulse wave amplitude takes the norm of the stable section of the pulse wave,
Figure 2009279384

とする。
一方、J時点のアーチファクト振幅は、Jを含む前後k点をとり、合計2k+1点のノル

Figure 2009279384
And
On the other hand, the artifact amplitude at point J takes k points before and after J, and a total norm of 2k + 1 points.
Figure 2009279384

をJ時点のアーチファクト振幅とする。
ここで、脈波区間とアーチファクト区間のサンプル数が異なるため、

Figure 2009279384
Is the artifact amplitude at time J.
Here, because the number of samples in the pulse wave section and the artifact section are different,
Figure 2009279384

は区間のサンプル数の平方根、脈波では、

Figure 2009279384
Is the square root of the number of samples in the interval,
Figure 2009279384

で除した。絶対値はアーチファクト以外の観測雑音で根号内が負になる場合を考慮して
いる。

Figure 2009279384
Divided by. The absolute value considers the case where the root sign is negative due to observation noise other than artifacts.
Figure 2009279384

上記式(8)で与えられる「逐次補正ノルム比」を用いて、観測信号を分離マトリクス
Sによって分離した結果を、「「ノルム比」及び参考例である「補正ノルム比」を用いた
場合と併せて図11に示す。
図11のAは、アーチファクト区間を「逐次補正ノルム比」で分離した場合。
図11のBは、アーチファクト区間を「補正ノルム比」で分離した場合。
図11のCは、アーチファクト区間を「ノルム比」で分離した場合。
Using the “sequential correction norm ratio” given by equation (8) above, the observation signal is separated into matrices
The result of separation by S is shown in FIG. 11 together with the case where “norm ratio” and “corrected norm ratio” which is a reference example are used.
FIG. 11A shows the case where the artifact section is separated by “sequential correction norm ratio”.
FIG. 11B shows the case where the artifact section is separated by the “corrected norm ratio”.
FIG. 11C shows the case where the artifact section is separated by the “norm ratio”.

図11において、5〜20秒の区間の脈波を見比べると、Aの「逐次補正ノルム比」に
よる分離では、BとCに比べてアーチファクト振幅が小さくなっている。
特に、20秒付近のアーチファクトで振幅の差があり、8秒付近で、BとCの脈波の存
在は視認できるが、Aでは前後とつながりの良い脈波として明瞭に分離されている。
In FIG. 11, comparing the pulse waves in the section of 5 to 20 seconds, the artifact amplitude is smaller than that of B and C in the separation of A by “sequential correction norm ratio”.
In particular, there is a difference in amplitude at an artifact around 20 seconds, and the presence of pulse waves of B and C can be visually recognized at around 8 seconds, but in A, it is clearly separated as a pulse wave that is well connected to the front and back.

17秒辺りのアーチファクト前の裾野では、脈波の形がBとCと比べて明瞭に分離され
ている。
さらに、20秒直前の急峻なアーチファクトの立ち上がり部分でも、BとCに比べて明
瞭に分離されている。
Compared with B and C, the shape of the pulse wave is clearly separated at the base before the artifact around 17 seconds.
Furthermore, the steep artifact rising immediately before 20 seconds is clearly separated as compared with B and C.

図12では、3種類(A,B,C)の分離法で分離されたアーチファクトを示す図であ
る。
図12から、アーチファクト振幅が、C>B>A の順に分離されていることが理解でき
る。
したがって、本発明の「逐次補正ノルム比」が、「ノルム比」及び参考例である「補正
ノルム比」に比較して、より適正な値に補正され優れていることが理解できる。
FIG. 12 is a diagram showing artifacts separated by three types (A, B, C) of separation methods.
From FIG. 12, it can be understood that the artifact amplitude is separated in the order of C>B> A.
Therefore, it can be understood that the “sequential correction norm ratio” of the present invention is corrected to a more appropriate value and superior to the “norm ratio” and the “corrected norm ratio” which is the reference example.

観測では、「ノルム比の真値」は不明であるので、「補正ノルム比」が「ノルムの真値
」にどの程度近づけたか分からない。
そこで、「補正ノルム比」で分離した結果を、前記の式(6)の評価関数Hにより評価
する。[Σ]は分離した脈波ベクトルpとアーチファクトベクトルnの分散共分散マトリ
クスである。
Hは、trace[Σ]と対角要素2Σ12 の絶対値の比である。
補正が適切であれば、[Σ]は対角マトリクスに近ずく。Hの値が小さいほどpとnの
独立性が高い。
In observation, since the “true value of the norm ratio” is unknown, it is not known how close the “corrected norm ratio” is to the “true value of the norm”.
Therefore, the result of separation by the “corrected norm ratio” is evaluated by the evaluation function H of the above equation (6). [Σ] is a variance-covariance matrix of the separated pulse wave vector p and artifact vector n.
H is the ratio of the absolute value of trace [Σ] and the diagonal element 2Σ12.
If the correction is appropriate, [Σ] approaches a diagonal matrix. The smaller the value of H, the higher the independence of p and n.

その結果を、図13に示す。
前記評価関Hで評価した結果は、Hの値が小さい程、分離が良好であることを示してい
る。
評価関数Hで評価した結果も、図11の結果と同様に、C>B>A の順に分離されて
いることが理解できる。
The result is shown in FIG.
The result of evaluation by the evaluation function H indicates that the smaller the value of H, the better the separation.
It can be understood that the result evaluated by the evaluation function H is also separated in the order of C>B> A, similarly to the result of FIG.

さらに、分離マトリクスSは「逐次補正ノルム比」  Further, the separation matrix S is “sequential correction norm ratio”.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

が取る値により悪条件となり、振動やスパイクが生じることがある。  Depending on the value taken by, it may be ill-conditioned, and vibration and spikes may occur.
以下の発明は、分離マトリクスSの悪条件を緩和するための改良技術に関する。  The following invention relates to an improved technique for alleviating the adverse conditions of the separation matrix S.

・分離マトリクスの不安定性と雑音拡大係数 ・ Instability of separation matrix and noise amplification factor
(1) 不安定となる領域  (1) Unstable area
逆問題では一般的な性質として分離マトリクスが悪条件であると解が不安定になる。  In the inverse problem, as a general property, the solution becomes unstable if the separation matrix is ill-conditioned.
図14(c)は、図14(a)及び(b)に示した観測波形から得たサンプル数k=10におけ  FIG. 14 (c) shows the number of samples k = 10 obtained from the observed waveforms shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b).
るφΦ N のトレンドで逐次ノルム比SφThe norm ratio Sφ S である。It is.
図14(c)に示す如く、Sφ  As shown in FIG. 14 (c), Sφ N 比は大きく変化している。The ratio has changed greatly.
図14(c)中の棒線は、脈波の安定区間(1〜3.5秒)で得たφ  The bar in Fig. 14 (c) indicates the φ obtained in the stable pulse wave interval (1 to 3.5 seconds). S で、φAnd φ S =0.5357であ= 0.5357
る。The
棒線とSφ  Bar wire and Sφ N の交点近傍は、SφNear the intersection of Sφ N ≒φ≒ φ S であり、分離マトリクスは悪条件で振動やスパイクが発生する領域である。The separation matrix is a region where vibrations and spikes occur under adverse conditions.
一般に、健常人のφ  Generally, φ of healthy person S は、約0.55である。Is about 0.55.

(2) 分離マトリクスの固有ベクトルと固有値  (2) Eigenvector and eigenvalue of separation matrix
観測信号に観測雑音があると、分離によって振幅が増大する等の異常が起こることがあ  If there is observation noise in the observation signal, abnormalities such as an increase in amplitude due to separation may occur.
る。この異常は分離マトリクスが悪条件である場合に発生し、分離マトリクスの固有ベクThe This anomaly occurs when the separation matrix is ill-conditioned.
トルと固有値が関係する。Toll and eigenvalue are related.

悪条件を検討するため、分離マトリクスSを式(9)とする。   In order to examine adverse conditions, the separation matrix S is expressed by equation (9).

Figure 2009279384
Figure 2009279384

εは小さな値である。εの値で連続に線形独立から線形従属に変化する。ε>0であれ  ε is a small value. The value of ε continuously changes from linearly independent to linearly dependent. If ε> 0
ば、Sの列ベクトルは線形独立である。 ε=0であれば、線形従属で悪行列である。For example, the column vector of S is linearly independent. If ε = 0, it is a linearly dependent and bad matrix.

ε≒0 ε ≒ 0
になると異常が発生する。  When this happens, an abnormality occurs.
二波長のSpO2では、分離マトリクスSは2×2で、二つの固有ベクトルVと二つの  In the two-wavelength SpO2, the separation matrix S is 2 × 2, two eigenvectors V and two
固有値λを持つ。It has an eigenvalue λ.
式(10)で、Gは脈波等の信号源ベクトル、Oは観測信号ベクトルである。分離マト  In Expression (10), G is a signal source vector such as a pulse wave, and O is an observation signal vector. Isolated matto
リクスSの固有ベクトルと固有値は式(11)と式(12)となる。VThe eigenvectors and eigenvalues of Rix S are given by equations (11) and (12). V 1 とVAnd V 2 は規格化Is standardized
固有ベクトルである。ここで観測信号Oが固有ベクトルVと等しければ、マトリクスの固It is an eigenvector. If the observed signal O is equal to the eigenvector V, the matrix is fixed.
有ベクトルと固有値の関係から式(13)が成立する。分離した信号源ベクトルGのノルEquation (13) is established from the relationship between the existence vector and the eigenvalue. The norm of the separated signal source vector G
ムは式(14)で表せる。Can be expressed by equation (14).

Figure 2009279384
Figure 2009279384

ε<1であれば、λは大きな値となる。  If ε <1, λ is a large value.
図15は、式(14)から求めた雑音拡大係数である。  FIG. 15 shows the noise expansion coefficient obtained from the equation (14).
φ  φ N をφΦ S との比で表す。 φIt is expressed as a ratio. φ S は0.55とした。雑音拡大係数は φ Was 0.55. The noise enhancement factor is φ N /φ/ Φ S =1.2で = 1.2
約15倍強、φAbout 15 times more, φ N /φ/ Φ S =1.3で約10倍である。 φ = 1.3, which is about 10 times. φ N /φ/ Φ S =1では無限大である。 = 1 is infinite.

(3) 雑音拡大方向と雑音拡大係数  (3) Noise expansion direction and noise expansion coefficient
図15に雑音拡大係数を示したが、ここで雑音拡大方向を確認する。観測信号に加え  FIG. 15 shows the noise expansion coefficient. Here, the noise expansion direction is confirmed. In addition to the observation signal
るノルム1の雑音として、IR観測信号に振幅1のsinを加え、R観測信号にcosを加えた。As the norm 1 noise, sin of amplitude 1 was added to the IR observation signal, and cos was added to the R observation signal.
独立なランダム雑音N(0.1)について検討した。分離マトリクスのφIndependent random noise N (0.1) was studied. Φ of separation matrix S =0.55,φ= 0.55, φ N /φ/ Φ
S =1.3としたときのシミュレーション結果を図16に示す。 FIG. 16 shows the simulation result when = 1.3.

図16(a)の中心の円は、sinとcosが作る単位円である。一点鎖線はφ  The center circle in FIG. 16 (a) is a unit circle formed by sin and cos. The alternate long and short dash line is φ N /φ/ Φ S =1.3と= 1.3 and
した時の分離マトリクスの固有ベクトル方向である。This is the eigenvector direction of the separation matrix.
楕円は単位円となる信号を分離マトリクスで分離した時の分離後の信号が描く軌跡であ  The ellipse is the locus drawn by the separated signal when the unit circle signal is separated by the separation matrix.
る。固有ベクトル方向に観測信号の振幅が増している。その振幅は楕円の長軸頂点と原点の長さで、φThe The amplitude of the observation signal increases in the eigenvector direction. Its amplitude is the length of the ellipse's long axis vertex and origin, φ N /φ/ Φ S =1.3では約10倍である。図15で、φ= 1.3 is about 10 times. In FIG. N /φ/ Φ S =1.3を見ると約10倍で結果が一= 1.3 shows about 10 times the result
致する。I agree.

同様に、図16(b)の円状部分は、加えたランダム雑音である。その頂点振幅はほぼ円  Similarly, the circular portion in FIG. 16B is the added random noise. Its peak amplitude is almost a circle
である。一点鎖線は分離マトリクスの固有ベクトルである。ランダム雑音の場合も雑音拡It is. A one-dot chain line is an eigenvector of the separation matrix. Noise spread even in the case of random noise
大方向は分離マトリクスの固有ベクトル方向で最大である。その雑音拡大係数は、φThe large direction is the maximum in the eigenvector direction of the separation matrix. Its noise amplification factor is φ N /
φφ S =1.3で約10倍である。= 1.3, which is about 10 times.

・ゲイティングによる悪条件の緩和・ Reduction of adverse conditions by gating
(1) 処理の流れ  (1) Processing flow
悪条件の緩和策としてゲイティングを提案する。  Propose gating as a mitigation measure for adverse conditions.
アーチファクトに関わるパラメータを処理する処理の流れを図17に示す。  FIG. 17 shows a flow of processing for processing parameters related to the artifact.
ゲイティングは悪条件でゲートを開き、「逐次補正ノルム比」  Gating opens the gate under adverse conditions, "sequential correction norm ratio"

Figure 2009279384
Figure 2009279384

  The

Figure 2009279384
Figure 2009279384

に置き換える。Replace with
ここで、  here,

Figure 2009279384
Figure 2009279384

はφIs φ S から離れた値で事前に定めるものとする。 It shall be determined in advance with a value away from.
悪条件とする閾値はζの上限ζ  The threshold for adverse conditions is the upper limit of ζ u と下限ζAnd lower limit ζ l で設定する。 ζはφ  Set with. ζ is φ S をζΖ u とζAnd ζ l  Double
する係数で図15で決める。The coefficient to be determined is determined in FIG.
例えば、ζ  For example, ζ u =1.3 ,ζ= 1.3, ζ l =0.7 のように1を挟んで対象な係数である。= 1. This is the target coefficient with 1 in between.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

であれば、分離マトリクスのパラメータをφ  If so, set the separation matrix parameter to φ S When

Figure 2009279384
Figure 2009279384

とする。もし、  And if,

Figure 2009279384
Figure 2009279384

であれば、分離マトルクスのパラメータをφ  If the parameter S When

Figure 2009279384
Figure 2009279384

とする。「ゲイティング後の逐次補正ノルム比」を And "Sequential correction norm ratio after gating"

Figure 2009279384
Figure 2009279384

と表記する。  Is written.

(2) ζ の選択  (2) Selection of ζ
例えば、ζ=φ  For example, ζ = φ N /φ/ Φ S =1.3に選ぶと、雑音拡大係数は約10である。観測信号の信号対雑音比(SNR)が1/100(-40dB)を確保できれば、分離後のSNRとして1/10(-20dB)程度を望If you choose = 1.3, the noise enhancement factor is about 10. If the signal-to-noise ratio (SNR) of the observed signal can be secured to 1/100 (-40dB), the desired SNR after separation is about 1/10 (-20dB).
める。I will.
ここで、増大する観測雑音は混合マトリクスの固有ベクトル方向周辺を向いたベクトル  Here, the increasing observation noise is a vector directed around the eigenvector direction of the mixing matrix.
である。固有ベクトルの方向から離れると図16の楕円が示すように雑音拡大係数は減るIt is. As the ellipse moves away from the direction of the eigenvector, the noise expansion coefficient decreases as shown by the ellipse in FIG.
.

(3) 脈波の安定区間で用いるパラメータ値  (3) Parameter values used in the stable pulse wave section
ゲイティングは、  Gating

Figure 2009279384
Figure 2009279384

であれば、分離マトリクスのパラメータをφ  If so, set the separation matrix parameter to φ S  When

Figure 2009279384
Figure 2009279384

とする。 And
血液のない組織ではφ  Φ for tissues without blood N は約1であるため、ここではIs about 1, so here

Figure 2009279384
Figure 2009279384

を1とした。 Was set to 1.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

に選べば分離マトリクスは式(15)で近似され、安定区間の脈波はそのまま射影される。Is selected, the separation matrix is approximated by equation (15), and the pulse wave in the stable section is projected as it is.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

・評価関数と補正の評価・ Evaluation of evaluation function and correction
「ノルム比の真値」  "True value of norm ratio"

Figure 2009279384
Figure 2009279384

は不明である。  Is unknown.
従って、  Therefore,

Figure 2009279384
Figure 2009279384

にどの程度近づけたのか分からない。そこで、「ゲイティング後の逐次補正ノルム比」I don't know how close I was to Therefore, "Sequential correction norm ratio after gating"

Figure 2009279384
Figure 2009279384

で分離した結果を式(20)の評価関数Hで評価する。[Σ]は式(16)に示す分離  The result separated in step (5) is evaluated by the evaluation function H in equation (20). [Σ] is the separation shown in equation (16)
した脈波ベクトルp とアーチファクトベクトルnの分散共分散マトリクスである。Is a variance covariance matrix of the pulse wave vector p and the artifact vector n.
Hはtrace[Σ]と対角要素2Σ  H is trace [Σ] and diagonal element 2Σ 1212 =2Σ= 2Σ 2121 の絶対値の比である。 補正が適切でIs the ratio of the absolute values of. The correction is appropriate
あれば、[Σ]は対角マトリクスに近づく。Hの値が小さいほどpとnの独立性が高く良いIf there is, [Σ] approaches a diagonal matrix. The smaller the value of H, the higher the independence of p and n
分離である。It is separation.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

図18は図14の(a)及び(b)の観測波形から脈波を分離した結果である。  FIG. 18 shows the result of separating the pulse wave from the observed waveforms of (a) and (b) of FIG.
アーチファクト区間の始点に|と終点に>マークを付した。  The start point of the artifact section is marked with | and the end point with>.
図18のAはゲイティングを行わずに「逐次補正ノルム比」  A in FIG. 18 is “sequential correction norm ratio” without gating.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

で分離した場合で、k=10である。悪条件となった区間で振幅の増大とスパイクが発生  And k = 10. Increase in amplitude and spikes occur in bad conditions
している。is doing.
図18のBはゲイティングの係数をζ  B in FIG. 18 indicates the gating coefficient ζ u =1.3 ,ζ= 1.3, ζ l =0.7 ,k=10とし、「逐次補正= 0.7, k = 10
ノルム比」Norm ratio "

Figure 2009279384
Figure 2009279384

で分離した結果である。スパイクが残っている。スパイクはζ  This is the result of separation at. Spikes remain. Spike is ζ u >1.3 とζ> 1.3 and ζ l <0.7の閾値外で発生している。これらの残存スパイクについては後述する。It occurs outside the threshold of <0.7. These remaining spikes will be described later.
図18のCは、ゲイティングの係数をζ  18C shows the gating coefficient ζ u =1.3 ,ζ= 1.3, ζ l =0.7 ,k=60で分離した結果であ= 0.7, k = 60
り、スパイクの発生はない。アーチファクトの第一区間,第二区間,第三区間とも逐次補There is no spike. Sequential compensation for the first, second, and third sections of the artifact
正ノルム比による分離でアーチファクトが大幅に減っている。無調整で評価関数値H=0.Artifacts are greatly reduced by separation by positive norm ratio. Evaluation function value H = 0 without adjustment.
0382が得られた。0382 was obtained.
図18のDは、全観測区間のノルム比φ  FIG. 18D shows the norm ratio φ of the entire observation section. N で分離した結果である。評価関数値H=0.27This is the result of separation at. Evaluation function value H = 0.27
81である。81.

図19は、k=60とし、三種類のζ  In FIG. 19, k = 60 and three types of ζ u とζAnd ζ l の組み合わせで、ゲイティングを行い、脈 Gating with the combination of
波の分離を行った結果である。This is the result of wave separation.
ζ  ζ u とζAnd ζ l の間隔が狭まるとスパイクの発生が多くなることが分かる、ζ It can be seen that the occurrence of spikes increases as the interval of u =1.2 とζ= 1.2 and ζ
l =0.8 ではスパイクの発生はない。At = 0.8, there are no spikes.
閾値幅を拡大し過ぎるとゲイティングが頻繁に実行され、適切な「逐次補正ノルム比」  If the threshold width is increased too much, gating is frequently performed, and an appropriate "sequential correction norm ratio"
が使われる区間が減るため分離の質が低下する。Since the number of sections where the is used decreases, the quality of the separation decreases.

・残存スパイクの考察・ Consideration of remaining spikes
図18のBで、ゲイティング後に数カ所でスパイクが残っている。  In FIG. 18B, spikes remain in several places after gating.
そこで、6秒付近のスパイクの性質を検討する。  Therefore, the nature of spikes around 6 seconds is examined.
図20は、図18のBにおける5.7〜6.2秒の間の脈波と「ゲイティング後の逐次補正ノ  FIG. 20 shows the pulse wave between 5.7 and 6.2 seconds in B of FIG.
ルム比」Rum ratio "

Figure 2009279384
Figure 2009279384

のトレンドであり時間軸を拡大している。  The time axis is expanding.
図20のAは、k=10でゲイティングにより分離した脈波であり、残存スパイクが5.8秒前と5.9秒付近に複数ある。  A in FIG. 20 is a pulse wave separated by gating at k = 10, and there are a plurality of remaining spikes before 5.8 seconds and around 5.9 seconds.
図20のBの実線は、ゲイティングを行った「ゲイティング後の逐次補正ノルム比」  The solid line in FIG. 20B shows the “sequentially corrected norm ratio after gating” performed by gating.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

のトレンドである。○印はゲイティングを行わない「逐次補正ノルム比」  Is the trend. ○ indicates “sequential correction norm ratio” without gating

Figure 2009279384
Figure 2009279384

のトレンドである。  Is the trend.
トレンドの縦軸は、閾値付近を表示するための頂点は切り取ってある。  On the vertical axis of the trend, the vertex for displaying the vicinity of the threshold is cut off.
一点鎖線はゲイティングを実施した閾値を示す。閾値は、ζ  A one-dot chain line indicates a threshold value at which gating is performed. The threshold is ζ u =1.3 ,ζ= 1.3, ζ l =0.7 である= 0.7
.
○印が閾値内にある区間(例えば、5.8秒付近〜5.9秒前)でゲイティングが実行されて  Gating is executed in the section where the ○ mark is within the threshold (for example, around 5.8 seconds to 5.9 seconds before)
いる。Yes.
「ゲイティング後の逐次補正ノルム比」は、その区間で事前に定められた “Sequential correction norm ratio after gating” was determined in advance for that section.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

に置き換えられている。Has been replaced.

図20のBの5.8〜5.9秒付近に見られる値1の直線部分がその区間である。  A straight line portion of value 1 seen in the vicinity of 5.8 to 5.9 seconds in B of FIG. 20 is the section.
「ゲイティング後の逐次補正ノルム比」のトレンドが閾値外にある場所では残存スパイ Remaining spy where the trend of “Sequential corrected norm ratio after gating” is outside the threshold
クが5.8秒少し前と5.9秒付近で発生している。This occurs at 5.8 seconds before and around 5.9 seconds.
この結果から、初期設定で指定した閾値内ではゲイティングが正確に実行されているこ  From this result, it is confirmed that gating is correctly executed within the threshold value specified in the initial setting.
とが分かる。I understand.

図20のCは、k=17で分離した脈波である。スパイクは消失している。  C in FIG. 20 is a pulse wave separated at k = 17. The spike has disappeared.
図20のDでは、「逐次補正ノルム比」のトレンドは全て閾値の上側にあるためゲイテ  In FIG. 20D, the trend of “sequential correction norm ratio” is all above the threshold value, so
ィングは実行されていない。 No ringing has been performed.
残存スパイクは、初期設定で指定した閾値外で発生している。これらのスパイクは観測  The remaining spike occurs outside the threshold specified in the initial setting. These spikes are observed
雑音ベクトルが分離マトリクスの固有ベクトル方向と同方向であるために振幅が増大してThe amplitude increases because the noise vector is in the same direction as the eigenvector direction of the separation matrix.
発生したスパイクである。It is a spike that occurred.

・正則化パラメータによる悪条件の緩和・ Elimination of adverse conditions by regularization parameters
式(18)に示すように、分離マトリクスに正則化パラメータを追加項として加え、任  As shown in Equation (18), a regularization parameter is added as an additional term to the separation matrix and
意の小さな値であるλを評価関数値が最小となるように調整する。λの決定には反復演算Λ, which is a small value, is adjusted so that the evaluation function value is minimized. Iterative operation to determine λ
が必要であり、その調整が難しいという欠点がある。Is necessary and the adjustment is difficult.

Figure 2009279384
Figure 2009279384

図21に正則化パラメータによる悪条件の緩和の結果を示す。  FIG. 21 shows the result of mitigating adverse conditions using regularization parameters.
使用した観測波形は図14の(a)(b)である。  The observed waveforms used are (a) and (b) in FIG.
図21の上段の(a)は、λ=0.05,k=10で悪条件を緩和した例である。λ=0.05で評価関  The upper part (a) of FIG. 21 is an example in which the adverse condition is relaxed at λ = 0.05 and k = 10. Evaluation function at λ = 0.05
数値がH=0.0042と最も小さかった。しかし、スパイクは多く残存している。 The numerical value was the smallest at H = 0.0042. However, many spikes remain.
図21の下段の(b)は、λ=0.455,k=10で悪条件を緩和した例である。スパイクは消失  (B) in the lower part of FIG. 21 is an example in which the adverse condition is relaxed at λ = 0.455 and k = 10. Spike disappears
しているが脈波の分離は良くなく、評価関数値もH=0.888と悪い。 However, the separation of the pulse wave is not good, and the evaluation function value is also bad as H = 0.888.

・タッピングアーチファクトに埋もれた脈波の処理例・ Example of processing of pulse wave buried in tapping artifact
タッピングアーチファクトに埋もれた脈波を図18のBと同じパラメータである  The pulse wave buried in the tapping artifact is the same parameter as B in FIG.
図18のCは、ゲイティングの係数をk=60,ζ  In FIG. 18C, the gating coefficient is k = 60, ζ. u =1.3 ,ζ= 1.3, ζ l =0.7を使用して分離したSeparated using = 0.7
例を図22に示す。An example is shown in FIG.

図22の上段(a)は、IR観測波形である。脈波像はアーチファクトに埋もれて識別が  The upper part (a) of FIG. 22 shows the IR observation waveform. Pulse wave images are buried in artifacts and identified
難しい。 difficult.
図22の中段(b)と下段(c)は、ゲイティングによる逐次補正ノルム比で分離した脈波で  The middle (b) and the bottom (c) of FIG. 22 are pulse waves separated by the successively corrected norm ratio by gating.
ある。中段(b)は、タッピング区間で脈波像が良く分離されていて、スパイクは発生してis there. In the middle (b), the pulse wave image is well separated in the tapping section, and spikes are generated.
いない。下段(c)は、脈波の周期長を考慮し、17点の移動平均を施した結果で、中段(b)にNot in. The lower part (c) is the result of moving average of 17 points considering the period length of the pulse wave.
比べてさらに明瞭である。評価関数値は=0.1302とH=0.0253である。It is clearer than that. The evaluation function values are = 0.1302 and H = 0.0253.
上記の記載から、本発明のゲイティングを行う逐次補正ノルム比によって、アーチファ  From the above description, the artifact is determined by the successive correction norm ratio for performing gating according to the present invention.
クト区間を指定することなく脈波の分離ができることが明らかである。It is clear that the pulse wave can be separated without specifying the segment interval.

動脈血酸素飽和度を測定するパルスオキシメータの構成ブロック図である。It is a block diagram of the configuration of a pulse oximeter for measuring arterial oxygen saturation. 血液中の吸光物質の吸光度(減光度)の変動の測定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement of the fluctuation | variation of the light absorbency (light extinction degree) of the light absorption substance in the blood. 二波長のプローブを健常人男性の指尖に装着して、人為的にアーチファクトを混入させて測定した観測信号である。This is an observation signal measured by wearing a two-wavelength probe on the fingertip of a healthy male and artificially mixing artifacts. 図3で示した赤外光と赤色光の観測信号の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the observation signal of infrared light and red light shown in FIG. 図3の例を信号処理のためにモデル化した図である。It is the figure which modeled the example of FIG. 3 for signal processing. 脈波信号(pulse)の振幅とアーチファクト信号(Artifact)の振幅の関係を変化させた3種類のシミュレーションを行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed three types of simulations which changed the relationship between the amplitude of a pulse wave signal (pulse) and the amplitude of an artifact signal (Artifact). 観測信号を分離マトリクスSによって分離した波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform which isolate | separated the observation signal by the separation matrix S. 図3に示す観測信号を分離マトリクスSで分離した脈波に17点の移動平均を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the moving average of 17 points | pieces to the pulse wave which isolate | separated the observation signal shown in FIG. 分離後の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation after isolation | separation. 評価関数Hで脈波とアーチファクトの分離の良さを評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having evaluated the goodness of separation of a pulse wave and an artifact with evaluation function H. 観測信号を「逐次補正ノルム比」「ノルム比」及び「補正ノルム比」を用いて分離した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having isolate | separated the observation signal using "sequential correction norm ratio", "norm ratio", and "correction norm ratio". 「逐次補正ノルム比」「ノルム比」及び「補正ノルム比」による分離法で分離されたアーチファクトを示す図である。It is a figure which shows the artifact isolate | separated by the separation method by "sequential correction norm ratio", "norm ratio", and "correction norm ratio". 評価関数Hで評価した結果を示す図である。It is a figure which shows the result evaluated with the evaluation function H. IRとRの観測波形から得たサンプル数k=10における逐次補正ノルム 比のトレンドを示す図である。 It is a figure which shows the trend of the successive correction | amendment norm ratio in the sample number k = 10 obtained from the observed waveform of IR and R. FIG. 雑音拡大方向と雑音拡大係数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a noise expansion direction and a noise expansion coefficient. 分離マトリクスのφΦ of separation matrix S =0.55,φ= 0.55, φ N /φ/ Φ S =1.3としたときのシミュレー Simulation when = 1.3 ション結果を示す図である。FIG. アーチファクトに関わるパラメータを処理する処理の流れを示す図であるIt is a figure which shows the flow of a process which processes the parameter regarding an artifact. . 図14の(a)及び(b)の観測波形から脈波を分離した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having isolate | separated the pulse wave from the observed waveform of (a) and (b) of FIG. 図14の(a)及び(b)の観測波形から別のパラメータで脈波を分離した結果Results of separating pulse waves with different parameters from observed waveforms in (a) and (b) of FIG. を示す図である。FIG. 脈波と「ゲイティング後の逐次補正ノルム比」のトレンドである時間軸をThe time axis that is the trend of the pulse wave and “sequential correction norm ratio after gating” 拡大した図である。FIG. 本発明の正則化パラメータによる悪条件の緩和の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of relaxation of the unfavorable condition by the regularization parameter of this invention. タッピングアーチファクトに埋もれた脈波の別の処理例を示す図である。It is a figure which shows another example of a process of the pulse wave buried in the tapping artifact.

符号の説明Explanation of symbols

1 発光素子
2 発光素子
3 駆動回路
4 生体組織
5 フォトダイオード
6 変換器
7 マルチプレクサ
8 フィルタ
9 A/D変換器
10 処理部
11 表示部
12 ROM
13 RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element 2 Light emitting element 3 Drive circuit 4 Living body tissue 5 Photodiode 6 Converter 7 Multiplexer 8 Filter 9 A / D converter 10 Processing part 11 Display part 12 ROM
13 RAM

Claims (6)

同一の媒体から抽出される2つの測定信号から、脈波信号とアーチファクト信号とに分
離する信号処理方法であって、
前記2つの測定信号による測定信号ベクトルを分離マトリクスによって、脈波信号ベク
トルとアーチファクト信号ベクトルとに分離するに際して、前記脈波信号の安定区間のノ
ルム比と、前記アーチファクト区間の逐次補正ノルム比とによって分離することを特徴と
する信号処理方法。
A signal processing method for separating a pulse wave signal and an artifact signal from two measurement signals extracted from the same medium,
When separating the measurement signal vector from the two measurement signals into a pulse wave signal vector and an artifact signal vector by a separation matrix, the norm ratio of the stable section of the pulse wave signal and the sequentially corrected norm ratio of the artifact section A signal processing method characterized by separating.
前記逐次補正ノルム比は、以下の式4で得ることを特徴とする請求項1に記載の信号分
離方法。
Figure 2009279384
The signal separation method according to claim 1, wherein the successive correction norm ratio is obtained by the following Equation 4.
Figure 2009279384
前記逐次補正ノルム比が所定の条件となった時、前記逐次補正ノルム比を所定値と置き When the successive correction norm ratio becomes a predetermined condition, the successive correction norm ratio is set as a predetermined value.
換えることを特徴とする請求項2に記載の信号処理方法。The signal processing method according to claim 2, wherein the signal processing method is changed.
前記請求項1乃至3のいずれかの信号処理方法によって、測定信号を処理することを特
徴とする生体信号処理装置。
A biological signal processing apparatus, wherein a measurement signal is processed by the signal processing method according to claim 1 .
前記生体信号処理装置は、発光手段から発光された波長が異なる2種類の光を生体組織
を透過又は反射した光を電気信号に変換して、逐次補正ノルム比を用いてアーチファクト
信号成分を除去して脈波信号を得て、動脈血中の酸素飽和度、特殊ヘモグロビン濃度又は
注入色素濃度の内の少なくとも1つを演算することを特徴とするパルスフォトメータ。
The biological signal processing device converts two kinds of light emitted from the light emitting means, which are transmitted or reflected through the biological tissue, into electrical signals, and sequentially removes the artifact signal component using the corrected norm ratio. A pulse photometer that obtains a pulse wave signal and calculates at least one of oxygen saturation, special hemoglobin concentration, or injected dye concentration in arterial blood.
前記逐次補正ノルム比が所定の条件となった時、前記逐次補正ノルム比を所定値と置き When the successive correction norm ratio becomes a predetermined condition, the successive correction norm ratio is set as a predetermined value.
換えることを特徴とする請求項5に記載のパルスフォトメータ。The pulse photometer according to claim 5, wherein the pulse photometer is replaced.
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