JP2020537552A - 複数のセンサを伴うダイレクトフォトプレチスモグラフィ(ppg)のためのコンピュータ実装方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
− バリアンス(VAR)アルゴリズムは、そのPPG波形が最大バリアンス、即ち最大信号パワーを有する象限を最適な対象領域として選択し、
− スペクトルエネルギー比(SER)アルゴリズムは、そのPPG信号が最大のスペクトルエネルギー比を有する、即ち心臓活動の最大の割合を示す象限を対象の最適な領域として選択し、
− テンプレートマッチング(TM)アルゴリズムは、そのPPG信号がテンプレート波形との間において最大の類似性を有する象限を最適な対象領域として選択し、
− 時間差(TD)アルゴリズムは、そのPPG信号が、隣接するフレーム間のピクセルの最大平均強度変動を有する象限を最適な対象領域として選択し、且つ
− 勾配(GRAD)アルゴリズムは、そのPPG信号が最大平均光強度勾配を有する象限を最適な対象領域として選択する。
− 時間インターバル中、ウェアラブル装置内のそれぞれのセンサのための複数のPPG信号を取得するステップと、
− 複数のPPG信号を組み合わせて、それによりマルチセンサPPG信号を取得するステップと
を含み、
− PPG信号の品質尺度が閾値超であるPPG信号の良好品質セグメントと、PPG信号の品質尺度が閾値未満であるPPG信号の不良品質セグメントとを識別するために複数のPPG信号のそれぞれのPPG信号を処理するステップと、
− 複数のPPG信号のそれぞれのPPG信号から不良品質セグメントを除去するステップと、
− マルチセンサPPG信号を取得するために複数のPPG信号の時間的に対応する良好品質セグメントを組み合わせるステップと
を含むコンピュータ実装方法によって達成される。
− ウェーブレット変換されたPPG信号を取得するためにPPG信号をウェーブレット変換するステップと、
− PPG信号の良好品質セグメントとPPG信号の不良品質セグメントとを識別するようにトレーニングされたニューラルネットワークに、ウェーブレット変換されたPPG信号を供給するステップと
を含む。
− 色空間からのそれぞれの色について、マルチセンサPPG信号に類似する複数のマルチセンサPPG信号を生成するステップ
を含む。
− 色のそれぞれの1つについて品質尺度を判定するステップと、
− 複数のマルチセンサPPG信号のうち、最高の品質尺度を有する色のマルチセンサPPG信号を選択するステップと
を更に含む。
− 色のそれぞれの1つについて品質尺度を判定するステップと、
− 複数の色のためのマルチセンサPPG信号をマルチカラーマルチセンサPPG信号に組み合わせるステップと
を更に含む。
− 時間インターバル中、それぞれの色及びそれぞれのセンサのための複数のPPG信号を取得するステップと、
− 前記PPG信号の品質尺度が閾値超であるPPG信号の良好品質セグメントと、PPG信号の品質尺度が閾値未満であるPPG信号の不良品質セグメントとを識別するために複数のPPG信号のそれぞれのPPG信号を処理するステップと、
− 複数のPPG信号のそれぞれのPPG信号から不良品質セグメントを除去するステップと、
− マルチカラーマルチセンサPPG信号を取得するために複数のPPG信号の時間的に対応する良好品質セグメントを組み合わせるステップと
を更に含む。
− 時間インターバル中、前記センサの少なくとも1つについて、前記センサのそれぞれのサブ領域のための複数のPPG信号を取得するステップであって、前記サブ領域のそれぞれのサブ領域は、複数のピクセルをカバーする、ステップと、
− 複数のPPG信号を組み合わせて、それによりマルチセンサマルチ領域PPG信号又はマルチカラーマルチセンサマルチ領域PPG信号を取得するステップと
を更に含む。
− ダイアフラムと、
− 光感度のためのセンサ設定と、
− 露光時間と
を含む。
− マルチセンサPPG信号内において初期ピークを検出するステップと、
− マルチセンサPPG信号内の初期ピークをウィンドウ化して、それによりウィンドウ化された初期ピークを生成するステップと、
− マルチセンサPPG信号内のウィンドウ化された初期ピークを平均化して、それによりピークテンプレートを生成するステップと、
− 初期ピークをピークテンプレートと相関させるステップと、
− 相関尺度が相関閾値を超過する初期ピークをピークとして維持するステップと、
− 相関尺度が相関閾値を超過しない初期ピークをドロップするステップと
を更に含む。
− マルチセンサPPG信号内の後続のピーク間の時間差を判定することにより、RRタコグラムを抽出するステップ
を更に含む。
− マルチセンサPPG信号の品質尺度が閾値超であるマルチセンサPPG信号の良好品質セグメントと、マルチセンサPPG信号の品質尺度が前記閾値未満であるマルチセンサPPG信号の不良品質セグメントとを識別するためにマルチセンサPPG信号を処理するステップと、
− RRタコグラムを抽出する前に、マルチセンサPPG信号から不良品質セグメント内のピークを除去するステップと、
− RRタコグラムから、マルチセンサPPG信号の不良品質セグメント内に全体的又は部分的に配置されたRRタコグラムインターバルを除去するステップと
を更に含む。
− 後続のピーク間の時間差の変動を判定するステップと、
− 変動から心房細動リスクスコアを判定するステップと
を更に含む。
Claims (17)
- ダイレクトフォトプレチスモグラフィ又はダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)であって、
− 時間インターバル中、ウェアラブル装置(301)内のそれぞれのセンサ(321、322、323、324)のための複数のPPG信号(311〜314、401〜404、501〜504、601〜608、701〜708)を取得するステップ(101)と、
− 前記複数のPPG信号(311〜314、401〜404、501〜504、601〜608、701〜708)を組み合わせて、それによりマルチセンサPPG信号(405、505、609、709)を取得するステップ(105)と
を含むコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記PPG信号の品質尺度が閾値超である前記PPG信号の良好品質セグメントと、前記PPG信号の前記品質尺度が前記閾値未満である前記PPG信号の不良品質セグメントとを識別する(141)ために前記複数のPPG信号(501〜504、601〜608、701〜708)のそれぞれのPPG信号を処理するステップ(104)と、
− 前記複数のPPG信号のそれぞれのPPG信号から前記不良品質セグメントを除去するステップと、
− 前記マルチセンサPPG信号(505、609、709)を取得するために前記複数のPPG信号(501〜504、601〜608、701〜708)の時間的に対応する良好品質セグメントを組み合わせるステップと
を含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項1に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、前記良好品質セグメントは、反転されていないセグメントと、反転されたセグメントとを含み、及びそれぞれのPPG信号の前記処理は、前記反転されたセグメントを識別し、且つ前記反転されたセグメントを元に戻すステップ(142)を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。
- 請求項1又は2に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、それぞれのPPG信号(201)の前記処理(104)は、
− ウェーブレット変換されたPPG信号(202)を取得するために前記PPG信号(201)をウェーブレット変換するステップと、
− 前記PPG信号の良好品質セグメントと前記PPG信号(201)の不良品質セグメント(241、242、243)とを識別するようにトレーニングされたニューラルネットワーク(203)に、前記ウェーブレット変換されたPPG信号(202)を供給するステップと
を含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項2又は3に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、前記ニューラルネットワーク(203)は、前記反転されたセグメントを識別するように更にトレーニングされることを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。
- 請求項1乃至4の何れか1項に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 色空間からのそれぞれの色(C1、C2)について、前記マルチセンサPPG信号(609)に類似する複数のマルチセンサPPG信号(609、610)を生成するステップ
を含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項5に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記色(C1、C2)のそれぞれの1つについて品質尺度を判定するステップと、
− 前記複数のマルチセンサPPG信号(609、610)のうち、最高品質尺度を有する前記色(C1)のための前記マルチセンサPPG信号(609)を選択するステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項5に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記色(C1、C2)のそれぞれの1つについて品質尺度を判定するステップと、
− 複数の色のためのマルチセンサPPG信号をマルチカラーマルチセンサPPG信号に組み合わせるステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項7に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記時間インターバル中、それぞれの色(C1、C2)及びそれぞれのセンサ(321、322、323、324)のための複数のPPG信号(701、703、705、707、702、704、706、708)を取得するステップと、
− 前記PPG信号の品質尺度が閾値超である前記PPG信号の良好品質セグメントと、前記PPG信号の前記品質尺度が前記閾値未満である前記PPG信号の不良品質セグメントとを識別するために前記複数のPPG信号(701〜708)のそれぞれのPPG信号を処理するステップと、
− 前記複数のPPG信号(701〜708)のそれぞれのPPG信号から前記不良品質セグメントを除去するステップと、
− 前記マルチカラーマルチセンサPPG信号(709)を取得するために前記複数のPPG信号(701〜708)の時間的に対応する良好品質セグメントを組み合わせるステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項1乃至8の何れか1項に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記時間インターバル中、前記センサの少なくとも1つについて、前記センサのそれぞれのサブ領域のための複数のPPG信号を取得するステップであって、前記サブ領域のそれぞれのサブ領域は、複数のピクセルをカバーする、ステップと、
− 前記複数のPPG信号を組み合わせて、それによりマルチセンサマルチ領域PPG信号又はマルチカラーマルチセンサマルチ領域PPG信号を取得するステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項1乃至9の何れか1項に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、前記時間インターバル中、前記センサの1つ又は複数の設定をロックするステップを更に含み、前記設定は、少なくとも、
− ダイアフラムと、
− 光感度のためのセンサ設定と、
− 露光時間と
を含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項1乃至10の何れか1項に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、前記マルチセンサPPG信号(801)内においてピークを検出するステップ(106)と、それに対して、
− 前記マルチセンサPPG信号(801)内において初期ピークを検出するステップと、
− 前記マルチセンサPPG信号(801)内の前記初期ピークをウィンドウ化して、それによりウィンドウ化された初期ピークを生成するステップと、
− 前記マルチセンサPPG信号(801)内の前記ウィンドウ化された初期ピークを平均化して、それによりピークテンプレート(802)を生成するステップと、
− 前記初期ピークを前記ピークテンプレート(802)と相関させるステップと、
− 相関尺度が相関閾値を超過する初期ピークをピークとして維持するステップと、
− 前記相関尺度が前記相関閾値を超過しない初期ピークをドロップするステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項11に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記マルチセンサPPG信号(801)内の後続のピーク間の時間差を判定することにより、RRタコグラム(900)を抽出するステップ(107)
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項12に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記マルチセンサPPG信号(801)の品質尺度が閾値超である前記マルチセンサPPG信号(801)の良好品質セグメントと、前記マルチセンサPPG信号の前記品質尺度が前記閾値未満である前記マルチセンサPPG信号(801)の不良品質セグメントとを識別するために前記マルチセンサPPG信号(801)を処理するステップと、
− 前記RRタコグラム(900)を抽出する前に、前記マルチセンサPPG信号(801)から前記不良品質セグメント内のピークを除去するステップと、
− 前記RRタコグラムから、前記マルチセンサPPG信号(801)の前記不良品質セグメント内に全体的又は部分的に配置されたRRタコグラムインターバルを除去するステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - 請求項12又は13に記載のダイレクトPPGのためのコンピュータ実装方法(100)において、
− 前記後続のピーク間の前記時間差の変動を判定するステップと、
− 前記変動から心房細動リスクスコアを判定するステップと
を更に含むことを特徴とするコンピュータ実装方法(100)。 - コンピュータプログラム製品において、プログラムがコンピュータ上で実行されるとき、請求項1乃至14の何れか1項に記載の方法を実行するためのコンピュータ可読命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
- コンピュータ可読ストレージ媒体において、請求項15に記載のコンピュータプログラム製品を含むことを特徴とするコンピュータ可読ストレージ媒体。
- データ処理システムにおいて、請求項1乃至14の何れか1項に記載の方法を実行するようにプログラミングされることを特徴とするデータ処理システム。
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