JP2022530002A - 心拍信号を分離するための胎児超音波処理ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
超音波処理ユニットが、使用時に少なくとも2つの超音波トランスデューサーユニットと通信可能に結合可能であり、
超音波処理ユニットが、
第1の超音波トランスデューサー源から第1の入力ドップラー超音波データを受信することと、第2の超音波トランスデューサー源から第2の入力ドップラー超音波データを受信することと、
第1の入力ドップラー超音波データと第2の入力ドップラー超音波データとから入力超音波信号チャンネルの1つのセットをコンパイルすることであって、各入力超音波信号チャンネルが、対象者内における異なる特定の組織領域に対応した、コンパイルすることと、
統計学的に無相関な入力信号チャンネルの1つ又は複数の線形結合を識別するように構成された主成分分析(PCA)工程を実施することであって、線形結合が、構成されたとき、第1の出力信号のセットを規定する、主成分分析(PCA)工程を実施することと、
互いに統計学的に独立した第1の出力信号の1つ又は複数の線形結合を識別するように構成された独立成分分析(ICA)工程を実施することであって、1つ又は複数の線形結合が、1つ又は複数の第2の出力信号のセットを規定する、独立成分分析(ICA)工程を実施することと、
を行うように構成された、超音波処理ユニットが提供される。組み合わされたPCA工程及びICA工程の効果に起因して、結果として得られる第2の出力信号は、各々が1つの心拍信号源に対応したものとして信頼性高く取得され得る。したがって、1つ又は複数の第2の出力信号は、別個の心拍数源に対応した信号を提供する。
E{X・Y}=E{X}・E{Y}
E(x・yT)=E(x)・E(yT)
である。
Cz=E((z-mz)・(z-mz)T)
の対角要素の外側のすべての要素がゼロであるとき、出力信号チャンネルの1つの出力ベクトルzの個々の要素の無相関性が実現される(ここで、mzはzの要素の平均値のベクトルである)。対角要素は各チャンネルの分散を含むので、一定値をもたない任意の成分に対して対角要素はゼロではない。
pxy(x,y)=px(x)・py(y)
である場合、2つの変数x、yは統計学的に独立している。
ここまでに概略的に説明されている、又は以下で説明される任意の例又は実施形態による、又は本出願の任意の請求項による超音波処理ユニットと、
第1の入力ドップラー超音波データと第2の入力ドップラー超音波データとのうちの少なくとも一方を超音波処理ユニットに提供するための、超音波処理ユニットに動作可能に結合された1つ又は複数の超音波トランスデューサーと、
を備える、超音波装置を提供する。
ここまでに概略的に説明されている、又は以下で説明される任意の例又は実施形態による、又は本出願の任意の請求項による超音波処理ユニットと、
使用時に少なくとも2つの超音波トランスデューサーユニットに接続するための接続インターフェースと、
を備える、患者監視システムを提供する。
第1の超音波トランスデューサー源から第1の入力ドップラー超音波データを受信するステップと、第2の超音波トランスデューサー源から第2の入力ドップラー超音波データを受信するステップと、
第1の入力ドップラー超音波データと第2の入力ドップラー超音波データとから入力超音波信号チャンネルの1つのセットをコンパイルするステップであって、各入力超音波信号チャンネルが、対象者内における異なる特定の組織領域に対応した、コンパイルするステップと、
統計学的に無相関な入力信号チャンネルの1つ又は複数の線形結合を識別するように構成された主成分分析(PCA)工程を実施するステップであって、線形結合が、構成されたとき、第1の出力信号のセットを規定する、主成分分析(PCA)工程を実施するステップと、
互いに統計学的に独立した第1の出力信号の1つ又は複数の線形結合を識別するように構成された独立成分分析(ICA)工程を実施するステップであって、1つ又は複数の線形結合が、1つ又は複数の第2の出力信号のセットを規定する、独立成分分析(ICA)工程を実施するステップと、
を有する、超音波処理方法を提供する。1つ又は複数の第2の出力信号が、別個の心拍数源に対応したものとして信頼性高く取得され得る信号を提供する。
z(t)=V*x(t)
を演算し、ここで、xは、入力信号チャンネル52に対応したn個の要素の列ベクトルであり、zは、出力チャンネルに対応したm個の要素の列ベクトルであり、Vは、zの要素を統計学的に無相関なものにし、通常は更にそれらの統計的分散を1に正規化するm個の行及びn個の列を含む行列である。
y(t)=W*z(t)
の要素が統計学的に独立するように、ICAアルゴリズムが行列Wを導出する。z(t)はPCA/ホワイトニングアルゴリズムの出力である。
y(t)=W*z(t)=W*V*x(t)=B*x(t)
である。
第1の超音波トランスデューサー源から第1の入力ドップラー超音波データを受信するステップ(32)と、第2の超音波トランスデューサー源から第2の入力ドップラー超音波データを受信するステップと、
第1の入力ドップラー超音波データと第2の入力ドップラー超音波データとから入力超音波信号チャンネルの1つのセットをコンパイルするステップ(34)であって、各入力超音波信号チャンネルが対象者内における異なる特定の組織領域に対応した、コンパイルするステップと、
統計学的に無相関な入力信号チャンネルの1つ又は複数の線形結合を識別するように構成された主成分分析(PCA)工程を実施するステップ(36)であって、線形結合が、構成されたとき、第1の出力信号のセットを規定する、PCA工程を実施するステップと、
互いに統計学的に独立した第1の出力信号の1つ又は複数の線形結合を識別するように構成された独立成分分析(ICA)工程を実施するステップ(38)であって、1つ又は複数の線形結合が、1つ又は複数の第2の出力信号のセットを規定し、1つ又は複数の第2の出力信号が、別個の心拍数源に対応した信号を提供する、ICA工程を実施するステップと、
を有する、超音波処理方法を提供する。
Claims (14)
- 受信されたドップラー超音波データ内における異なる心拍数源を区別するための胎児監視における使用のための超音波処理ユニットであって、
前記超音波処理ユニットが、使用時に少なくとも2つの超音波トランスデューサー源と通信可能に結合可能であり、
前記超音波処理ユニットが、第1の超音波トランスデューサー源から第1の入力ドップラー超音波データを受信することと、第2の超音波トランスデューサー源から第2の入力ドップラー超音波データを受信することと、
前記第1の入力ドップラー超音波データと前記第2の入力ドップラー超音波データとから入力超音波信号チャンネルの1つのセットをコンパイルすることであって、各前記入力超音波信号チャンネルが、対象者内における異なる特定の組織領域に対応した、コンパイルすることと、
統計学的に無相関な前記入力超音波信号チャンネルの1つ又は複数の線形結合を識別する主成分分析(PCA)工程を実施することであって、前記線形結合が、構成されたとき、第1の出力信号のセットを規定する、PCA工程を実施することと、
互いに統計学的に独立した前記第1の出力信号の1つ又は複数の線形結合を識別する独立成分分析(ICA)工程を実施することであって、1つ又は複数の前記線形結合が、1つ又は複数の第2の出力信号のセットを規定し、これにより1つ又は複数の前記第2の出力信号が、別個の心拍数源に対応した信号を提供する、ICA工程を実施することと、
を行う、
超音波処理ユニット。 - 前記入力超音波信号チャンネルのコンパイルされた前記セットが、前記対象者内における少なくとも2つの異なる深さの領域に対応したチャンネルを含み、及び/又は、前記対象者内における少なくとも2つの異なる横領域に対応したチャンネルを含む、
請求項1に記載の超音波処理ユニット。 - 前記PCA工程が、互いに統計学的に無相関でありながら規定の閾値より大きい組み合わされた信号の強度又は分散をもつ前記第1の出力信号をもたらす前記入力超音波信号チャンネルの前記線形結合を識別する、
請求項1又は請求項2に記載の超音波処理ユニット。 - 前記超音波処理ユニットが更に、識別された前記線形結合に従って前記第2の出力信号の前記セットを生成する、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の超音波処理ユニット。 - 前記超音波処理ユニットが、各前記第2の出力信号から心拍信号又は心拍数測定結果を導出するために、前記第2の出力信号を処理する、
請求項4に記載の超音波処理ユニット。 - 前記超音波処理ユニットが、更に、前記第2の出力信号の各々に生理学的源を帰属させる、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の超音波処理ユニット。 - 前記コンパイルすることが、前記第1の入力ドップラー超音波データと前記第2の入力ドップラー超音波データとから前記入力超音波信号チャンネルの1つのベクトルをコンパイルすることを有し、各前記入力超音波信号チャンネルが、前記対象者内における異なる特定の組織領域に対応した、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の超音波処理ユニット。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の少なくとも1つの前記超音波処理ユニットと、
前記第1の入力ドップラー超音波データと前記第2の入力ドップラー超音波データとのうちの少なくとも一方を前記超音波処理ユニットに提供するための、前記超音波処理ユニットに動作可能に結合された1つ又は複数の超音波トランスデューサーと、
を備える、超音波装置。 - 前記超音波装置が、超音波プローブユニットを備え、前記超音波プローブユニットが、前記超音波処理ユニットと1つ又は複数の前記超音波トランスデューサーの少なくとも一部とを組み込んだものである、
請求項8に記載の超音波装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の超音波処理ユニットと、
少なくとも2つの超音波トランスデューサーユニットに使用時に接続するための接続インターフェースと、
を備える、患者監視システム。 - 前記接続インターフェースに結合された少なくとも2つの前記超音波トランスデューサーユニットのセットを更に備える、
請求項10に記載の患者監視システム。 - 使用時に少なくとも1つの接続された前記超音波トランスデューサーユニットによる超音波データの獲得を制御する制御装置を更に含む、
請求項10又は請求項11に記載の患者監視システム。 - 受信されたドップラー超音波データ内における異なる心拍数源を区別することにおける使用のための超音波処理方法であって、前記超音波処理方法が、
第1の超音波トランスデューサー源から第1の入力ドップラー超音波データを受信するステップと、第2の超音波トランスデューサー源から第2の入力ドップラー超音波データを受信するステップと、
前記第1の入力ドップラー超音波データと前記第2の入力ドップラー超音波データとから入力超音波信号チャンネルの1つのセットをコンパイルするステップであって、各前記入力超音波信号チャンネルが、対象者内における異なる特定の組織領域に対応した、コンパイルするステップと、
統計学的に無相関な前記入力超音波信号チャンネルの1つ又は複数の線形結合を識別する主成分分析(PCA)工程を実施するステップであって、前記線形結合が、構成されたとき、第1の出力信号のセットを規定する、PCA工程を実施するステップと、
互いに統計学的に独立した前記第1の出力信号の1つ又は複数の線形結合を識別する独立成分分析(ICA)工程を実施するステップであって、1つ又は複数の前記線形結合が、1つ又は複数の第2の出力信号のセットを規定し、これにより、1つ又は複数の前記第2の出力信号が、別個の心拍数源に対応した信号を提供する、ICA工程を実施するステップと、
を有する、超音波処理方法。 - 前記入力超音波信号チャンネルのコンパイルされた前記セットが、前記対象者内における少なくとも2つの異なる深さの領域に対応したチャンネルを含む、及び/又は、前記対象者内における少なくとも2つの異なる横領域に対応したチャンネルを含む、
請求項13に記載の超音波処理方法。
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