JP2023145063A - 生体信号処理システムおよびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる生体信号処理システムを提供する。【解決手段】生体における所定対象に関する計測結果を取得する取得部と、前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する区間特定部と、前記取得部によって取得された前記計測結果について、前記区間特定部によって特定された区間に応じた処理を行う処理部と、を備える生体信号処理システム。【選択図】図1
Description
本開示は、生体信号処理システムおよびプログラムに関する。
生体信号を計測すること、および、計測された生体信号を処理することが行われている。
従前より、生体信号の処理に関する開発が為されていた。
従前より、生体信号の処理に関する開発が為されていた。
特許文献1に記載された技術では、生物医学的信号内にある複数の繰り返し信号特徴の各々を区間分けし、1つまたは複数の区間を分析して1つまたは複数の区間の形状を記述する複数のパラメータの値を見つけ出し、その値を記録し、生物医学的信号を通してその値の変化を追尾する方法が提案されている(特許文献1の請求項1を参照。)。当該技術では、例えば、1つまたは複数の波形の形状に基づいてテンプレートを定義することが行われている(特許文献1の請求項19を参照。)。
しかしながら、上述のような従来の技術では、生体信号の特徴的な区間ごとに処理を最適化する点については不十分な場合があった。
例えば、生体信号の一例である心磁図(MCG:Magnetocardiogram)信号の波形が計測される場合、計測の対象となる心臓を持つ人体の動きに伴う当該心臓の位置(例えば、当該心臓の全体の位置)の変動、あるいは、当該心臓自体の動きによる当該心臓の形状(例えば、当該心臓の一部の形状)の変動が生じ得る。このため、心磁図信号の波形の全区間で一括の処理が行われると、適切な処理が実現される区間と適切な処理が実現されない区間とが混在し、最適な結果とならない場合があった。
また、心電図(ECG:Electrocardiogram)信号などのように他の生体信号においても、同様な問題が発生する場合があった。
また、MRI(Magnetic Resonance Imaging)の信号、または、CT(Computed Tomography)の信号などのような生体信号においても、同様な問題が発生する場合があった。
また、心電図(ECG:Electrocardiogram)信号などのように他の生体信号においても、同様な問題が発生する場合があった。
また、MRI(Magnetic Resonance Imaging)の信号、または、CT(Computed Tomography)の信号などのような生体信号においても、同様な問題が発生する場合があった。
本開示は、このような事情を考慮してなされたもので、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる生体信号処理システムおよびプログラムを提供することを課題とする。
一態様は、生体における所定対象に関する計測結果を取得する取得部と、前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する区間特定部と、前記取得部によって取得された前記計測結果について、前記区間特定部によって特定された区間に応じた処理を行う処理部と、を備える生体信号処理システムである。
一態様は、生体における所定対象に関する計測結果を取得する機能と、前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する機能と、取得された前記計測結果について、特定された区間に応じた処理を行う機能と、をコンピューターに実現させるためのプログラムである。
本開示によれば、生体信号処理システムおよびプログラムにおいて、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
以下、図面を参照し、本開示の実施形態について説明する。
[生体信号計測システム]
図1は、実施形態に係る生体信号処理システム12を含む生体信号計測システム1の概略的な構成を示す図である。
生体信号計測システム1は、生体信号計測装置11と、生体信号処理システム12と、を備える。
本実施形態では、生体信号計測装置11と生体信号処理システム12とは別体である構成例を示すが、他の構成例として、生体信号処理システム12は生体信号計測装置11を含んでもよい。
なお、計測は、例えば、測定、検出、あるいは、検査などと呼ばれてもよい。
図1は、実施形態に係る生体信号処理システム12を含む生体信号計測システム1の概略的な構成を示す図である。
生体信号計測システム1は、生体信号計測装置11と、生体信号処理システム12と、を備える。
本実施形態では、生体信号計測装置11と生体信号処理システム12とは別体である構成例を示すが、他の構成例として、生体信号処理システム12は生体信号計測装置11を含んでもよい。
なお、計測は、例えば、測定、検出、あるいは、検査などと呼ばれてもよい。
<生体信号計測装置:磁気センサの例>
生体信号計測装置11は、生体信号を計測する。
本例では、生体信号計測装置11は、心磁計(磁気センサ)を備えており、当該心磁計によって、人間の肩から胴までの辺りの部分(本例では、説明の便宜上、上半身部と呼ぶ。)について、正面(腹がある面)の生体磁場を計測し、その計測信号である心磁図信号を生体信号として検出する。生体信号計測装置11は、当該心磁計によって、正面以外に、側面(両側の脇の面)、あるいは、背面(背中がある面)などの生体磁場を計測してもよい。
なお、本例に限られず、生体信号計測装置11は、心磁計によって、任意の箇所の計測を行ってもよい。
生体信号計測装置11は、生体信号を計測する。
本例では、生体信号計測装置11は、心磁計(磁気センサ)を備えており、当該心磁計によって、人間の肩から胴までの辺りの部分(本例では、説明の便宜上、上半身部と呼ぶ。)について、正面(腹がある面)の生体磁場を計測し、その計測信号である心磁図信号を生体信号として検出する。生体信号計測装置11は、当該心磁計によって、正面以外に、側面(両側の脇の面)、あるいは、背面(背中がある面)などの生体磁場を計測してもよい。
なお、本例に限られず、生体信号計測装置11は、心磁計によって、任意の箇所の計測を行ってもよい。
また、生体信号計測装置11は、同じ人間について、同時に、複数の箇所の計測を行ってもよい。本実施形態では、このような複数の計測系統のそれぞれをチャネルと呼んで説明する。
例えば、生体信号計測装置11では、それぞれのチャネルごとに計測を行うセンサ(磁気センサ)を備え、これら複数のチャネルのセンサにより、一度の計測で、複数のチャネルの計測結果が得られる。
例えば、生体信号計測装置11では、それぞれのチャネルごとに計測を行うセンサ(磁気センサ)を備え、これら複数のチャネルのセンサにより、一度の計測で、複数のチャネルの計測結果が得られる。
ここで、生体信号計測装置11は、心磁計以外の任意の計測器を備えてもよく、本例に係る心磁図信号の代わりに、当該計測器によって任意の生体信号を計測してもよい。
例えば、生体信号計測装置11は、心電計を備えて、当該心電計によって、人間の心電図信号を生体信号として計測してもよい。
また、例えば、生体信号計測装置11は、同じ人間について、同時に、心磁図信号および心電図信号を計測してもよい。
例えば、生体信号計測装置11は、心電計を備えて、当該心電計によって、人間の心電図信号を生体信号として計測してもよい。
また、例えば、生体信号計測装置11は、同じ人間について、同時に、心磁図信号および心電図信号を計測してもよい。
生体信号計測装置11によって計測された生体信号(本例では、心磁図信号)は、生体信号処理システム12に入力される。
ここで、当該生体信号は、任意の手法により、生体信号処理システム12に入力されてもよい。具体例として、当該生体信号は、生体信号計測装置11から生体信号処理システム12に有線または無線で通信により伝送されてもよく、あるいは、当該生体信号は、生体信号計測装置11から出力されて可搬型の記憶装置に記憶されて、当該記憶装置が運ばれて、当該記憶装置から生体信号処理システム12に入力されてもよい。当該記憶装置は、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリなどであってもよい。
ここで、当該生体信号は、任意の手法により、生体信号処理システム12に入力されてもよい。具体例として、当該生体信号は、生体信号計測装置11から生体信号処理システム12に有線または無線で通信により伝送されてもよく、あるいは、当該生体信号は、生体信号計測装置11から出力されて可搬型の記憶装置に記憶されて、当該記憶装置が運ばれて、当該記憶装置から生体信号処理システム12に入力されてもよい。当該記憶装置は、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリなどであってもよい。
また、生体信号計測装置11から出力されて生体信号処理システム12に入力される生体信号は、例えば、計測された生の信号であってもよく、あるいは、計測された生の信号に所定の処理が施された信号であってもよい。
また、当該生体信号は、アナログ信号であってもよく、あるいは、デジタル信号であってもよい。本実施形態では、生体信号処理システム12により処理される生体信号は、生体信号計測装置11または生体信号処理システム12によりデジタル信号(デジタルのデータ)とされて、生体信号処理システム12により処理される構成例を示すが、他の構成例として、生体信号がアナログ信号として生体信号処理システム12により処理される構成が用いられてもよい。
また、当該生体信号は、アナログ信号であってもよく、あるいは、デジタル信号であってもよい。本実施形態では、生体信号処理システム12により処理される生体信号は、生体信号計測装置11または生体信号処理システム12によりデジタル信号(デジタルのデータ)とされて、生体信号処理システム12により処理される構成例を示すが、他の構成例として、生体信号がアナログ信号として生体信号処理システム12により処理される構成が用いられてもよい。
なお、心磁計による計測については、センサの配置によって三次元の磁場分布を得ること、3軸方向のベクトル量の磁場分布を得ること、あるいは、磁場データから電流源の再構成(三次元分布推定)を行うことなどが研究されている。このため、心磁計による計測では、心電図の場合と比べて三次元に分布した多様な情報が得られることが期待されており、空間上に分布した情報をより適切に処理する技術が必要とされている。
本実施形態では、このような要求に対応することも可能である。
本実施形態では、このような要求に対応することも可能である。
<生体信号計測装置:MRI機器の例>
生体信号計測装置11は、MRI機器を備えていてもよく、当該MRI機器によって、人間の心臓の画像を表す信号を生体信号として計測してもよい。
生体信号計測装置11によって計測された生体信号(本例では、MRIの信号)は、生体信号処理システム12に入力される。
生体信号計測装置11は、MRI機器を備えていてもよく、当該MRI機器によって、人間の心臓の画像を表す信号を生体信号として計測してもよい。
生体信号計測装置11によって計測された生体信号(本例では、MRIの信号)は、生体信号処理システム12に入力される。
ここで、例えば、生体信号の形式(アナログ信号またはデジタル信号)、生体信号の加工の有無(生の信号、または、処理が施された信号)、生体信号計測装置11と生体信号処理システム12との生体信号のやり取りなどについては、心磁計(磁気センサ)が用いられる場合について説明したのと同様に、様々な態様が用いられてもよい。
なお、例えば、MRI機器による計測の代わりに、CT機器による計測が用いられてもよい。
本実施形態では、説明の便宜上、生体信号計測装置11により計測される結果を生体信号と呼んで説明するが、例えば、生体情報などと呼ばれてもよい。
なお、例えば、MRI機器による計測の代わりに、CT機器による計測が用いられてもよい。
本実施形態では、説明の便宜上、生体信号計測装置11により計測される結果を生体信号と呼んで説明するが、例えば、生体情報などと呼ばれてもよい。
<生体信号計測装置:2種類以上の計測>
生体信号計測装置11は、2種類以上の計測を行ってもよく、2種類以上の計測の結果の信号を生体信号として生体信号処理システム12に出力してもよい。
これら2種類以上の計測は、例えば、心磁計による計測と、MRI機器による計測を含んでもよく、また、心磁計による計測と、心電計による計測と、MRI機器による計測を含んでもよい。
なお、例えば、MRI機器による計測の代わりに、CT機器による計測が用いられてもよい。
また、2種類以上の計測は、MRI機器による計測と、CT機器による計測を含んでもよい。
生体信号計測装置11は、2種類以上の計測を行ってもよく、2種類以上の計測の結果の信号を生体信号として生体信号処理システム12に出力してもよい。
これら2種類以上の計測は、例えば、心磁計による計測と、MRI機器による計測を含んでもよく、また、心磁計による計測と、心電計による計測と、MRI機器による計測を含んでもよい。
なお、例えば、MRI機器による計測の代わりに、CT機器による計測が用いられてもよい。
また、2種類以上の計測は、MRI機器による計測と、CT機器による計測を含んでもよい。
<生体信号処理システム>
生体信号処理システム12は、入力部111と、出力部112と、記憶部113と、制御部114と、を備える。
入力部111は、生体信号取得部131を備える。
出力部112は、表示部141を備える。
制御部114は、区間特定部151と、生体信号処理部152と、表示制御部153と、を備える。
区間特定部151は、区間分割部171と、周期特定部172と、を備える。
生体信号処理システム12は、入力部111と、出力部112と、記憶部113と、制御部114と、を備える。
入力部111は、生体信号取得部131を備える。
出力部112は、表示部141を備える。
制御部114は、区間特定部151と、生体信号処理部152と、表示制御部153と、を備える。
区間特定部151は、区間分割部171と、周期特定部172と、を備える。
入力部111は、外部からの入力を行う。
本実施形態では、入力部111は、生体信号計測装置11から出力された生体信号を入力する。具体例として、入力部111は、生体信号計測装置11から送信される生体信号を受信することで当該生体信号を入力してもよく、あるいは、可搬型の記憶装置に記憶された生体信号を当該記憶装置から入力してもよい。
また、入力部111は、例えば、ユーザによって操作される操作部を有していてもよく、当該操作部に対してユーザによって行われた操作の内容に応じた情報を入力してもよい。
本実施形態では、入力部111は、生体信号計測装置11から出力された生体信号を入力する。具体例として、入力部111は、生体信号計測装置11から送信される生体信号を受信することで当該生体信号を入力してもよく、あるいは、可搬型の記憶装置に記憶された生体信号を当該記憶装置から入力してもよい。
また、入力部111は、例えば、ユーザによって操作される操作部を有していてもよく、当該操作部に対してユーザによって行われた操作の内容に応じた情報を入力してもよい。
生体信号取得部131は、入力部111によって入力された生体信号を取得する。
生体信号取得部131は、取得した生体信号を記憶部113に記憶してもよい。
ここで、入力部111により入力される生体信号がアナログ信号である場合、例えば、生体信号取得部131は、A/D(Analog to Digital)変換機能を備えて、当該生体信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換してもよい。
また、生体信号処理システム12がリアルタイムの処理に適用される場合には、生体信号取得部131は、リアルタイムで生体信号を取得する。なお、生体信号処理システム12がリアルタイムの処理に適用されない場合においても、生体信号取得部131はリアルタイムで生体信号を取得してもよい。
生体信号取得部131は、取得した生体信号を記憶部113に記憶してもよい。
ここで、入力部111により入力される生体信号がアナログ信号である場合、例えば、生体信号取得部131は、A/D(Analog to Digital)変換機能を備えて、当該生体信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換してもよい。
また、生体信号処理システム12がリアルタイムの処理に適用される場合には、生体信号取得部131は、リアルタイムで生体信号を取得する。なお、生体信号処理システム12がリアルタイムの処理に適用されない場合においても、生体信号取得部131はリアルタイムで生体信号を取得してもよい。
出力部112は、外部への出力を行う。
表示部141は、生体信号の処理結果に関する情報を表示出力する。
表示部141は、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)などの画面を有しており、生体信号の処理結果に関する情報を当該画面に表示出力する。他の構成例として、表示部141は、生体信号の処理結果に関する情報を用紙に印刷出力してもよい。
なお、出力部112は、音声出力などのように、他の態様で出力を行う機能を有していてもよい。
表示部141は、生体信号の処理結果に関する情報を表示出力する。
表示部141は、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)などの画面を有しており、生体信号の処理結果に関する情報を当該画面に表示出力する。他の構成例として、表示部141は、生体信号の処理結果に関する情報を用紙に印刷出力してもよい。
なお、出力部112は、音声出力などのように、他の態様で出力を行う機能を有していてもよい。
記憶部113は、例えば、メモリなどの記憶装置を有しており、情報を記憶する。
記憶部113は、例えば、入力された生体信号、および、当該生体信号の処理結果などの情報を記憶する。
また、記憶部113は、例えば、制御プログラムなどの情報を記憶する。
記憶部113は、例えば、入力された生体信号、および、当該生体信号の処理結果などの情報を記憶する。
また、記憶部113は、例えば、制御プログラムなどの情報を記憶する。
制御部114は、生体信号処理システム12における各種の処理あるいは制御を行う。
本実施形態では、制御部114は、CPU(Central Processing
Unit)などのプロセッサーを有しており、当該プロセッサーが記憶部113に記憶された制御プログラムを実行することで、各種の処理あるいは制御を行う。
なお、プロセッサーは、各種の演算を行う演算装置を備える。
本実施形態では、制御部114は、CPU(Central Processing
Unit)などのプロセッサーを有しており、当該プロセッサーが記憶部113に記憶された制御プログラムを実行することで、各種の処理あるいは制御を行う。
なお、プロセッサーは、各種の演算を行う演算装置を備える。
<<区間の特定>>
区間特定部151は、生体信号における区間を特定する。本実施形態では、当該区間は、時間的な区間である。
区間分割部171は、生体信号の期間を複数の区間に分割する機能を有している。
周期特定部172は、生体信号の周期を特定する機能を有している。周期特定部172により生体信号の周期を特定する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
区間特定部151は、生体信号における区間を特定する。本実施形態では、当該区間は、時間的な区間である。
区間分割部171は、生体信号の期間を複数の区間に分割する機能を有している。
周期特定部172は、生体信号の周期を特定する機能を有している。周期特定部172により生体信号の周期を特定する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
ここで、区間特定部151により区間を特定する手法としては、生体の計測対象の変動に応じた区間を特定する手法が用いられる。
生体の計測対象の変動としては、例えば、計測対象の全体的な位置の変動と、計測対象の形状の変動との一方または両方であってもよい。
計測対象の全体的な位置の変動としては、例えば、計測対象の重心の位置の変動が用いられてもよい。
計測対象の全体的な位置の変動は、例えば、人間の呼吸に起因した変動であってもよい。
計測対象の形状の変動は、例えば、心拍による心臓(計測対象の例)の形状の変動のように、計測対象の活動に起因した変動であってもよい。
生体の計測対象の変動としては、例えば、計測対象の全体的な位置の変動と、計測対象の形状の変動との一方または両方であってもよい。
計測対象の全体的な位置の変動としては、例えば、計測対象の重心の位置の変動が用いられてもよい。
計測対象の全体的な位置の変動は、例えば、人間の呼吸に起因した変動であってもよい。
計測対象の形状の変動は、例えば、心拍による心臓(計測対象の例)の形状の変動のように、計測対象の活動に起因した変動であってもよい。
また、区間分割部171により生体信号の期間を複数の区間に分割する手法としては、例えば、生体の計測対象の変動に応じた複数の区間に分割する手法が用いられる。
当該変動は、例えば、計測対象の全体的な位置の変動と、計測対象の形状の変動との一方または両方であってもよい。
当該変動は、例えば、計測対象の全体的な位置の変動と、計測対象の形状の変動との一方または両方であってもよい。
区間特定部151は、生体の計測対象の変動を特定する機能を有する。
区間特定部151により生体の計測対象の変動を特定する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
一例として、区間特定部151は、計測対象に関する計測信号に含まれる所定成分の変動に基づいて、計測対象の変動を特定してもよい。
他の例として、区間特定部151は、所定の指標の位置の変動に基づいて、計測対象の変動を特定してもよい。当該指標としては、例えば、マーカーなどが用いられてもよい。
区間特定部151により生体の計測対象の変動を特定する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
一例として、区間特定部151は、計測対象に関する計測信号に含まれる所定成分の変動に基づいて、計測対象の変動を特定してもよい。
他の例として、区間特定部151は、所定の指標の位置の変動に基づいて、計測対象の変動を特定してもよい。当該指標としては、例えば、マーカーなどが用いられてもよい。
ここで、区間特定部151は、生体信号における区間を特定する際に、区間分割部171の機能と周期特定部172の機能との一方または両方を使用してもよい。
なお、区間特定部151は、区間分割部171の機能と周期特定部172の機能との一方または両方を使用せずに生体信号における区間を特定してもよく、この場合、使用されない機能部(ここでは、区間分割部171と周期特定部172との一方または両方)は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
なお、区間特定部151は、区間分割部171の機能と周期特定部172の機能との一方または両方を使用せずに生体信号における区間を特定してもよく、この場合、使用されない機能部(ここでは、区間分割部171と周期特定部172との一方または両方)は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
一例として、区間特定部151は、生体信号についてあらかじめ設定されている複数の区間のうちで所定の区間を特定してもよい。この場合、区間分割部171および周期特定部172は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
他の例として、区間特定部151は、区間分割部171により生体信号の期間を複数の区間に分割し、分割した複数の区間のうちで所定の区間を特定してもよい。この場合、周期特定部172は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
他の例として、区間特定部151は、周期特定部172により生体信号の周期を特定し、特定された周期に基づいて、生体信号における所定の区間を特定してもよい。この場合、区間分割部171は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
他の例として、区間特定部151は、周期特定部172により生体信号の周期を特定し、区間分割部171により生体信号の期間を複数の区間に分割し、分割した複数の区間のうちで所定の区間を特定してもよい。
他の例として、区間特定部151は、区間分割部171により生体信号の期間を複数の区間に分割し、分割した複数の区間のうちで所定の区間を特定してもよい。この場合、周期特定部172は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
他の例として、区間特定部151は、周期特定部172により生体信号の周期を特定し、特定された周期に基づいて、生体信号における所定の区間を特定してもよい。この場合、区間分割部171は、区間特定部151に備えられなくてもよい。
他の例として、区間特定部151は、周期特定部172により生体信号の周期を特定し、区間分割部171により生体信号の期間を複数の区間に分割し、分割した複数の区間のうちで所定の区間を特定してもよい。
具体例として、区間分割部171は、読み込んだ生体信号の特徴量を検出し、検出した特徴量に基づいて区間の分割を行ってもよい。当該特徴量は、任意の特徴量であってもよく、生体信号の波形の特徴量であってもよい。
例えば、区間分割部171は、読み込んだ生体信号の所定波形を検出し、検出した所定波形に基づいて区間の分割を行ってもよい。この場合、一例として、計測対象の生体信号において所定波形が出現するパターンがあらかじめ記憶部113に記憶されており、区間分割部171は、当該パターンと、計測結果(生体信号)から検出した所定波形に基づいて、区間の分割を行ってもよい。
ここで、所定波形は、例えば、ピークの波形であってもよく、あるいは、計測結果(生体信号)から所望の信号成分を除いた残りの信号成分の波形であってもよい。
計測結果(生体信号)から所望の信号成分を除いた残りの信号成分の波形は、例えば、ノイズの信号成分の波形とみなされてもよい。
ここで、所定波形は、例えば、ピークの波形であってもよく、あるいは、計測結果(生体信号)から所望の信号成分を除いた残りの信号成分の波形であってもよい。
計測結果(生体信号)から所望の信号成分を除いた残りの信号成分の波形は、例えば、ノイズの信号成分の波形とみなされてもよい。
具体例として、区間分割部171は、ユーザの操作により指定されたとおりに、区間の分割を行ってもよい。
具体例として、区間分割部171は、動的に(リアルタイムに)生体信号の処理を行って、区間の分割を行ってもよい。この場合、一例として、生体信号の振幅の変化などのような動的な特徴量に関するモデルがあらかじめ記憶部113に記憶されており、区間分割部171は、当該モデルと、計測結果(生体信号)から検出した動的な特徴量に基づいて、区間の分割を行ってもよい。
具体例として、区間特定部151は、動的に(リアルタイムに)取得された生体信号について周期特定部172により周期を特定し、特定された周期に基づいて、処理対象の時間的な位置を推定してもよい。
具体例として、区間分割部171は、動的に(リアルタイムに)生体信号の処理を行って、区間の分割を行ってもよい。この場合、一例として、生体信号の振幅の変化などのような動的な特徴量に関するモデルがあらかじめ記憶部113に記憶されており、区間分割部171は、当該モデルと、計測結果(生体信号)から検出した動的な特徴量に基づいて、区間の分割を行ってもよい。
具体例として、区間特定部151は、動的に(リアルタイムに)取得された生体信号について周期特定部172により周期を特定し、特定された周期に基づいて、処理対象の時間的な位置を推定してもよい。
区間特定部151は、例えば、生体信号における過去の時間帯における区間に基づいて、当該生体信号における未来(当該過去と比べて未来)の時間帯における区間の分割あるいは区間の特定を行ってもよい。本実施形態では、生体信号は同様な特性を有する周期的な波形が繰り返される信号であり、ある時間帯における周期(または、区間)をそれよりも過去の時間帯における周期(または、区間)から推測することが可能である。例えば、区間特定部151は、1周期前の生体信号の周期(または、区間)に基づいて、生体信号の次の周期(または、次の周期における区間)を特定してもよい。
この場合に、区間特定部151は、生体信号の周期が次第に短くなっていることを判定した場合、次の周期として、前回の周期よりも短い周期を推定してもよい。このような場合として、例えば、計測対象の人間の心拍の周期が次第に短くなっている場合がある。
一方、区間特定部151は、生体信号の周期が次第に長くなっていることを判定した場合、次の周期として、前回の周期よりも長い周期を推定してもよい。このような場合として、例えば、計測対象の人間の心拍の周期が次第に長くなっている場合がある。
一方、区間特定部151は、生体信号の周期が次第に長くなっていることを判定した場合、次の周期として、前回の周期よりも長い周期を推定してもよい。このような場合として、例えば、計測対象の人間の心拍の周期が次第に長くなっている場合がある。
また、例えば、所定の複数回のうちに1回、比較的短い周期または比較的長い周期となるパターンが、あらかじめ設定されている場合、あるいは、判定された場合に、区間特定部151は、当該パターンに基づいて周期(または、区間)を推定してもよい。
なお、周期特定部172は、例えば、サンプリング数を用いて周期を特定してもよく、あるいは、生体信号のデータ(生体データ)に基づいて検出したピークの間隔に基づいて周期を特定してもよい。本実施形態では、周期特定部172は、例えば、生体信号の代わりに、当該生体信号の解析結果に基づいて、周期を特定してもよい。
周期特定部172は、例えば、生体の計測対象の変動に基づく周期を特定してもよい。
当該変動は、例えば、計測対象の全体的な位置の変動と、計測対象の形状の変動との一方または両方であってもよい。
当該変動は、例えば、計測対象の全体的な位置の変動と、計測対象の形状の変動との一方または両方であってもよい。
区間特定部151は、周期特定部172によって特定された周期に基づいて、当該周期のなかで、処理対象の情報(生体信号に関する情報)が位置する時刻を推定してもよい。当該時刻は、周期のなかの位置を特定することができればよく、必ずしも絶対的な時刻でなくてもよい。つまり、区間特定部151は、処理対象の情報(生体信号に関する情報)が、1周期のなかで時間的にいずれの位置の情報に該当するか(つまり、いずれの位置の生体信号に基づく情報であるか)を推定してもよい。
なお、区間特定部151は、例えば、主な処理対象となる生体信号に基づいて区間を特定する態様ばかりでなく、主な処理対象となる生体信号に関連する他の生体信号に基づいて区間を特定してもよい。
一例として、区間特定部151は、主な処理対象となる生体信号(一例として、心磁図信号)に基づいて区間を特定し、そして、生体信号処理部152が、当該生体信号(一例として、心磁図信号)の処理を行う構成が用いられてもよい。
他の例として、区間特定部151が、主な処理対象となる生体信号(一例として、心磁図信号)に関連する他の生体信号(例えば、主な処理対象となる生体信号と同時に計測された心電図信号)に基づいて区間を特定し、そして、生体信号処理部152が、主な処理対象となる生体信号(一例として、心磁図信号)の処理を行う構成が用いられてもよい。
一例として、区間特定部151は、主な処理対象となる生体信号(一例として、心磁図信号)に基づいて区間を特定し、そして、生体信号処理部152が、当該生体信号(一例として、心磁図信号)の処理を行う構成が用いられてもよい。
他の例として、区間特定部151が、主な処理対象となる生体信号(一例として、心磁図信号)に関連する他の生体信号(例えば、主な処理対象となる生体信号と同時に計測された心電図信号)に基づいて区間を特定し、そして、生体信号処理部152が、主な処理対象となる生体信号(一例として、心磁図信号)の処理を行う構成が用いられてもよい。
<<生体信号の処理>>
生体信号処理部152は、生体信号の処理を行う。
本実施形態では、生体信号処理部152は、区間ごとに応じた処理を、生体信号について行う機能を有している。
例えば、生体信号処理部152は、区間ごとの処理を、計測対象に関する計測信号の当該区間ごとの信号部分について行ってもよい。
生体信号処理部152は、生体信号の処理を行う。
本実施形態では、生体信号処理部152は、区間ごとに応じた処理を、生体信号について行う機能を有している。
例えば、生体信号処理部152は、区間ごとの処理を、計測対象に関する計測信号の当該区間ごとの信号部分について行ってもよい。
ここで、生体信号処理部152により行われる処理としては、様々な処理が行われてもよい。
生体信号処理部152により行われる処理は、計測信号を解析する処理を含んでもよい。
具体例として、計測信号を解析する処理としては、例えば、心臓または脳などの磁界の分布を解析する処理であってもよい。
生体信号処理部152により行われる処理は、計測信号を解析する処理を含んでもよい。
具体例として、計測信号を解析する処理としては、例えば、心臓または脳などの磁界の分布を解析する処理であってもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、生体の所定箇所(所定部分)に関する情報を算出する処理を含んでもよく、さらに、算出された情報について解析する処理を含んでもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、生体における所定箇所(所定部分)の位置に関する処理と、生体における所定箇所(所定部分)の形状に関する処理と、の一方または両方を含んでもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、区間の特定、区間の分割、または、周期の特定のうちの1以上に関する処理を含んでもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、複数の異なる生体信号(生体情報)の間の関係を解析等する処理を含んでもよい。複数の異なる生体信号(生体情報)の間の関係を解析等する処理は、例えば、複数の異なる生体信号(生体情報)の間で、タイミングを合わせる処理、または、複数の異なる生体信号(生体情報)の間で、生体における所定箇所(所定部分)の位置を合わせる処理であってもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、生体における所定箇所(所定部分)の位置に関する処理と、生体における所定箇所(所定部分)の形状に関する処理と、の一方または両方を含んでもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、区間の特定、区間の分割、または、周期の特定のうちの1以上に関する処理を含んでもよい。
また、生体信号処理部152により行われる処理は、複数の異なる生体信号(生体情報)の間の関係を解析等する処理を含んでもよい。複数の異なる生体信号(生体情報)の間の関係を解析等する処理は、例えば、複数の異なる生体信号(生体情報)の間で、タイミングを合わせる処理、または、複数の異なる生体信号(生体情報)の間で、生体における所定箇所(所定部分)の位置を合わせる処理であってもよい。
また、生体信号処理部152は、パラメータを使用して処理を行う場合に、当該パラメータとして、あらかじめ定められた初期値を使用してもよく、あるいは、当該パラメータを動的に更新する処理を行ってもよい。
また、生体信号処理部152は、区間ごとに適した(例えば、最適な)処理を選択して実行してもよい。
例えば、生体信号処理部152は、複数の処理手法のなかで、区間ごとに適した1以上の処理手法を選択して実行してもよい。
具体例として、処理手法は、複数の異なる生体信号(生体情報)の間で、生体における所定箇所(所定部分)の位置を合わせる処理の手法であってもよい。
また、処理手法は、例えば、周波数フィルタ手法、電流推定演算手法、あるいは、領域抽出手法のうちの1以上であってもよい。
例えば、生体信号処理部152は、複数の処理手法のなかで、区間ごとに適した1以上の処理手法を選択して実行してもよい。
具体例として、処理手法は、複数の異なる生体信号(生体情報)の間で、生体における所定箇所(所定部分)の位置を合わせる処理の手法であってもよい。
また、処理手法は、例えば、周波数フィルタ手法、電流推定演算手法、あるいは、領域抽出手法のうちの1以上であってもよい。
一例として、生体信号処理部152は、処理実行部と、処理制御部と、を備えてもよい。
処理実行部は、生体信号の処理を実行する。例えば、処理実行部は、同一の種類の処理に関して、複数の異なる処理手法を切り替えて、生体信号の処理を実行する機能を有している。
処理制御部は、処理実行部による処理の実行を制御する。例えば、処理制御部は、区間特定部151により特定された区間に基づいて処理手法を選択し、選択した処理手法で処理実行部が生体信号の処理を実行するように処理実行部を制御する。例えば、処理制御部は、少なくとも1つの区間について、他の区間と比べて、異なる処理手法を選択する。
なお、ここでは、処理実行部の機能と処理制御部の機能とを区別して説明したが、これらの機能が区別されずにまとめて生体信号処理部152に備えられていると捉えられてもよい。
処理実行部は、生体信号の処理を実行する。例えば、処理実行部は、同一の種類の処理に関して、複数の異なる処理手法を切り替えて、生体信号の処理を実行する機能を有している。
処理制御部は、処理実行部による処理の実行を制御する。例えば、処理制御部は、区間特定部151により特定された区間に基づいて処理手法を選択し、選択した処理手法で処理実行部が生体信号の処理を実行するように処理実行部を制御する。例えば、処理制御部は、少なくとも1つの区間について、他の区間と比べて、異なる処理手法を選択する。
なお、ここでは、処理実行部の機能と処理制御部の機能とを区別して説明したが、これらの機能が区別されずにまとめて生体信号処理部152に備えられていると捉えられてもよい。
<<生体信号の処理:区間特定へのフィードバック>>
区間特定部151は、生体信号における区間を特定する際に、生体信号処理部152によって行われた信号処理の結果を参照してもよい。生体信号処理部152によって行われた信号処理の結果では、当該信号処理が行われる前よりも生体信号の特徴(例えば、それぞれの区間のピークまたはノイズなどの波形の特徴)が強く現れる場合があり、生体信号における区間の特定に有用な場合がある。
区間特定部151は、生体信号における区間を特定する際に、生体信号処理部152によって行われた信号処理の結果を参照してもよい。生体信号処理部152によって行われた信号処理の結果では、当該信号処理が行われる前よりも生体信号の特徴(例えば、それぞれの区間のピークまたはノイズなどの波形の特徴)が強く現れる場合があり、生体信号における区間の特定に有用な場合がある。
このように、区間特定部151は、生体信号に所定の処理が行われた結果に基づいて、区間の特定を行ってもよい。当該所定の処理は、生体信号処理部152によって行われる処理の全部または一部であってもよい。
例えば、区間特定部151は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、区間の特定を行ってもよい。
具体例として、区間分割部171は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、区間の分割を行ってもよい。
具体例として、周期特定部172は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、周期の特定を行ってもよい。
具体例として、区間特定部151は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、処理対象の時間的な位置を推定してもよい。
これらの場合、制御部114は、生体信号に含まれるノイズを検出するノイズ検出部の機能を備える。当該機能は、例えば、生体信号処理部152に備えられていてもよい。当該ノイズの検出結果は、例えば、当該ノイズのレベル、あるいは、波形などであってもよい。当該ノイズは、例えば、ホワイトノイズであってもよい。
例えば、区間特定部151は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、区間の特定を行ってもよい。
具体例として、区間分割部171は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、区間の分割を行ってもよい。
具体例として、周期特定部172は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、周期の特定を行ってもよい。
具体例として、区間特定部151は、生体信号のノイズの検出結果に基づいて、処理対象の時間的な位置を推定してもよい。
これらの場合、制御部114は、生体信号に含まれるノイズを検出するノイズ検出部の機能を備える。当該機能は、例えば、生体信号処理部152に備えられていてもよい。当該ノイズの検出結果は、例えば、当該ノイズのレベル、あるいは、波形などであってもよい。当該ノイズは、例えば、ホワイトノイズであってもよい。
区間特定部151は、ノイズの検出結果に基づいて、区間(例えば、あらかじめ定められた区間、または、分割された区間)を調整してもよい。
ここで、ノイズに関する値としては、例えば、ノイズのレベルが用いられてもよく、あるいは、ノイズが載っている生体信号(本例では、生体信号)のレベルに対するノイズのレベルの比が用いられてもよい。
ここで、ノイズに関する値としては、例えば、ノイズのレベルが用いられてもよく、あるいは、ノイズが載っている生体信号(本例では、生体信号)のレベルに対するノイズのレベルの比が用いられてもよい。
図1には、生体信号処理部152から区間特定部151へのフィードバックを模式的に表す矢印FB1を示してある。
なお、生体信号処理部152から区間特定部151へのフィードバックは、必ずしも行われなくてもよい。
なお、生体信号処理部152から区間特定部151へのフィードバックは、必ずしも行われなくてもよい。
<<生体信号の処理:処理が不要である区間>>
生体信号処理部152は、処理が不要である区間の生体信号については、処理を行わなくてもよい。
生体信号処理部152は、処理が不要である区間の生体信号については、処理を行わなくてもよい。
<<表示の制御>>
表示制御部153は、生体信号に関する情報を表示部141により表示する場合に、表示態様を制御する。本実施形態では、表示制御部153は、区間特定部151により特定された区間に応じて、それぞれの区間の生体信号に関する情報の表示態様を制御する。この場合に、表示制御部153は、例えば、生体信号処理部152において選択された処理手法(つまり、それぞれの区間に対応付けられた処理手法)に応じて、当該処理手法で処理が実行された結果の表示態様を制御してもよい。
生体信号に関する情報としては、例えば、生体信号(それ自体)の情報、または、生体信号に所定の処理が行われた結果の情報が用いられてもよい。
表示制御部153は、生体信号に関する情報を表示部141により表示する場合に、表示態様を制御する。本実施形態では、表示制御部153は、区間特定部151により特定された区間に応じて、それぞれの区間の生体信号に関する情報の表示態様を制御する。この場合に、表示制御部153は、例えば、生体信号処理部152において選択された処理手法(つまり、それぞれの区間に対応付けられた処理手法)に応じて、当該処理手法で処理が実行された結果の表示態様を制御してもよい。
生体信号に関する情報としては、例えば、生体信号(それ自体)の情報、または、生体信号に所定の処理が行われた結果の情報が用いられてもよい。
例えば、表示制御部153は、生体信号に関する情報を表示する場合に、当該情報が複数の区間にわたるときには、これら複数の区間のうちの1つ以上の区間について、区間の範囲を示す情報を表示するように制御してもよい。区間の範囲は、例えば、当該範囲の全体を示す線または記号などの情報によって表示されてもよく、区間ごとに異なる色を用いて表示されてもよく、あるいは、隣接する他の区間との区切り目を示す境界線の情報によって表示されてもよい。
この際、表示制御部153は、隣接する2つの区間で処理手法が異なる場合に、これら2つの区間のうちの一方の区間の情報(例えば、波形など)と他方の区間の情報(例えば、波形など)との一方または両方を調整(補正)して、これら2つの区間の境界においてこれらの情報が滑らかに接続されるように制御してもよい。
この際、表示制御部153は、隣接する2つの区間で処理手法が異なる場合に、これら2つの区間のうちの一方の区間の情報(例えば、波形など)と他方の区間の情報(例えば、波形など)との一方または両方を調整(補正)して、これら2つの区間の境界においてこれらの情報が滑らかに接続されるように制御してもよい。
表示制御部153は、時系列の情報を表示する場合に、区間ごとの範囲で、表示対象とする時間的な範囲を切り替えてもよい。例えば、表示制御部153は、生体信号に関する情報を表示する場合に、複数の区間のそれぞれごとに異なる画面表示で当該情報を表示するように制御してもよい。一例として、表示制御部153は、特定の1つの区間の情報のみを画面に表示するように制御し、表示対象とする当該区間を切り替えることで画面表示を切り替えてもよい。
例えば、表示制御部153は、それぞれの区間ごとに、それぞれの区間に関する情報を表示するように制御してもよい。それぞれの区間に関する情報としては、特に限定は無く、例えば、区間を識別する情報、区間ごとに適用された処理手法を識別する情報、あるいは、区間の特定に使用された周期の情報などのうちの1以上を含んでもよい。
ここで、区間を識別する情報は、それぞれの区間の名称、番号、またはマークなどであってもよい。
ここで、区間を識別する情報は、それぞれの区間の名称、番号、またはマークなどであってもよい。
また、本実施形態では、処理手法を識別する情報は、それぞれの処理手法の名称、番号、またはマークなどであってもよく、あるいは、それぞれの処理手法の特性を示す情報であってもよい。
一例として、周波数フィルタ手法(処理手法の一例)の特性として、フィルタ特性を表す周波数が用いられてもよく、例えば、ハイパスフィルタ(HPF)またはローパスフィルタ(LPF)が適用される場合にカットオフ周波数が用いられてもよい。
一例として、周波数フィルタ手法(処理手法の一例)の特性として、フィルタ特性を表す周波数が用いられてもよく、例えば、ハイパスフィルタ(HPF)またはローパスフィルタ(LPF)が適用される場合にカットオフ周波数が用いられてもよい。
表示制御部153は、生体(例えば、人体)の領域と対応付けて情報を表示する場合に、区間ごとに、表示対象とする領域を切り替えてもよい。
例えば、表示制御部153は、三次元表示(立体的に見える表示)により、生体(例えば、人体)の領域と対応付けて情報を表示する場合に、それぞれの区間ごとに、それぞれの区間に対応する領域抽出手法により抽出された領域の情報に着目した表示態様で当該情報を表示するように制御してもよい。当該領域の情報に着目した表示態様としては、例えば、当該領域を切り出して当該情報を表示する表示態様、あるいは、当該領域を拡大して当該情報を表示する表示態様などが用いられてもよい。
なお、本実施形態では、三次元表示が行われる場合を示すが、三次元表示とともに、または、三次元表示の代わりに、二次元表示(平面的な表示)が行われてもよい。
例えば、表示制御部153は、三次元表示(立体的に見える表示)により、生体(例えば、人体)の領域と対応付けて情報を表示する場合に、それぞれの区間ごとに、それぞれの区間に対応する領域抽出手法により抽出された領域の情報に着目した表示態様で当該情報を表示するように制御してもよい。当該領域の情報に着目した表示態様としては、例えば、当該領域を切り出して当該情報を表示する表示態様、あるいは、当該領域を拡大して当該情報を表示する表示態様などが用いられてもよい。
なお、本実施形態では、三次元表示が行われる場合を示すが、三次元表示とともに、または、三次元表示の代わりに、二次元表示(平面的な表示)が行われてもよい。
ここで、複数の区間について、それぞれの区間と、区間の名称と、区間ごとに適用される処理手法などとの対応付けが、区間情報として、記憶部113に記憶されていてもよい。この場合、表示制御部153は、当該区間情報に基づいて、表示態様を制御してもよい。
<<制御部に関する構成例>>
なお、区間特定部151(区間分割部171、周期特定部172)、生体信号処理部152、および、表示制御部153は、制御部114が有する機能を説明するために例示した機能部であり、本実施形態に限定されず、制御部114は任意の機能を有していてもよい。
なお、区間特定部151(区間分割部171、周期特定部172)、生体信号処理部152、および、表示制御部153は、制御部114が有する機能を説明するために例示した機能部であり、本実施形態に限定されず、制御部114は任意の機能を有していてもよい。
また、図1の例では、生体信号処理システム12が各機能部(入力部111、出力部112、記憶部113、制御部114)を含む構成例を示したが、これら複数の機能部は、一体の装置として構成されてもよく、あるいは、2つ以上の別体の装置に分散されて構成されてもよい。
また、図1に示される生体信号処理システム12の機能部(入力部111、出力部112、記憶部113、制御部114)の構成は、一例であり、本実施形態に限定されず、生体信号処理システム12は任意の機能部を有していてもよい。
また、図1に示される生体信号処理システム12の機能部(入力部111、出力部112、記憶部113、制御部114)の構成は、一例であり、本実施形態に限定されず、生体信号処理システム12は任意の機能部を有していてもよい。
また、本実施形態では、生体信号の時間的な位置(時間的な軸の値)を時刻として説明するが、時刻の代わりに、サンプリングの番号などが用いられてもよい。例えば、一定の時間間隔のサンプリングでは、サンプリングの番号の進みと時刻の進みとが比例する。
なお、時刻あるいはサンプリングの番号などとしては、例えば、絶対的な値が用いられてもよく、あるいは、相対的な値が用いられてもよい。例えば、本実施形態では、生体信号の区間の特定が可能であれば、時間的な軸の値としては任意の値が用いられてもよい。
なお、時刻あるいはサンプリングの番号などとしては、例えば、絶対的な値が用いられてもよく、あるいは、相対的な値が用いられてもよい。例えば、本実施形態では、生体信号の区間の特定が可能であれば、時間的な軸の値としては任意の値が用いられてもよい。
[生体信号の例]
ここで、本実施形態において処理対象となり得る生体信号である心磁図信号について説明する。
ただし、心磁図信号の波形は、心臓波形のスタンダードである心電図信号の波形に類似し、心電図信号の波形と同様とみなすことが可能であるため、ここでは、図2を参照して、心磁図信号を例として説明する。そして、本実施形態では、説明を簡易化するために、図3に示される心電図信号の波形の特徴が心磁図信号にも当てはまるとして説明する。
ここで、本実施形態において処理対象となり得る生体信号である心磁図信号について説明する。
ただし、心磁図信号の波形は、心臓波形のスタンダードである心電図信号の波形に類似し、心電図信号の波形と同様とみなすことが可能であるため、ここでは、図2を参照して、心磁図信号を例として説明する。そして、本実施形態では、説明を簡易化するために、図3に示される心電図信号の波形の特徴が心磁図信号にも当てはまるとして説明する。
図2は、実施形態に係る生体信号2011の一例を示す図である。
図2に示されるグラフにおいて、横軸は時刻(時間)を表しており、縦軸は信号のレベル(図2の例では、振幅)を表している。
当該グラフに、生体信号2011を示してある。
図2に示されるグラフにおいて、横軸は時刻(時間)を表しており、縦軸は信号のレベル(図2の例では、振幅)を表している。
当該グラフに、生体信号2011を示してある。
生体信号2011は、心磁図信号である。
生体信号2011では、計測の対象となる心臓の1拍分の所定パターン信号2021が周期的に発生している。なお、図2の例では、1個の所定パターン信号2021のみに符号を付してある。
生体信号2011では、計測の対象となる心臓の1拍分の所定パターン信号2021が周期的に発生している。なお、図2の例では、1個の所定パターン信号2021のみに符号を付してある。
また、図2の例では、生体信号2011において、複数の所定パターン信号2021は、全体的に変動する波形に載っている特性(特徴)を有している。これは、計測の対象となる心臓を持つ人体の動きに伴う当該心臓の位置(例えば、当該心臓の全体の位置)の変動に起因する。ここで、人体の動きは、例えば、呼吸等による体動である。
計測の対象となる心臓の変動としては、例えば、当該心臓自体の動きによる当該心臓の形状の変動もあり得る。
なお、変動は、例えば、変化などと呼ばれてもよい。
計測の対象となる心臓の変動としては、例えば、当該心臓自体の動きによる当該心臓の形状の変動もあり得る。
なお、変動は、例えば、変化などと呼ばれてもよい。
<所定パターン信号>
図3は、実施形態に係る生体信号の一例である心磁図信号に対応する心電図信号(所定パターン信号)を示す図である。なお、図3に示される心電図信号は、説明の便宜上の模式図である。
図3には、心電図信号である生体信号201(図2の例における所定パターン信号2021に相当する波形の信号)を示してある。
図3は、実施形態に係る生体信号の一例である心磁図信号に対応する心電図信号(所定パターン信号)を示す図である。なお、図3に示される心電図信号は、説明の便宜上の模式図である。
図3には、心電図信号である生体信号201(図2の例における所定パターン信号2021に相当する波形の信号)を示してある。
図3に示されるグラフにおいて、横軸は時刻(時間)を表しており、縦軸は信号のレベル(図3の例では、振幅)を表している。
当該グラフに、生体信号201を示してある。
当該グラフに、生体信号201を示してある。
当該グラフの横軸には、時刻が進む方向にしたがって、時刻t1~時刻t10を示してある。図3の例では、これらの時刻t1~t10は、必ずしも等間隔ではない。
本実施形態では、生体信号201は周期的な波形を有している。
なお、生体信号201は、必ずしも、周期ごとに完全に一致する波形を有していなくてもよい。例えば、計測対象の生体の状態が不変であれば、生体信号201は周期ごとに同じ波形を繰り返すと考えられるが、計測対象の生体の状態が変化する場合には、生体信号201の周期ごとの波形が変化し得る。また、計測対象の生体の状態が変化する場合には、生体信号201の周期が変化することも発生し得る。
本実施形態では、生体信号201は周期的な波形を有している。
なお、生体信号201は、必ずしも、周期ごとに完全に一致する波形を有していなくてもよい。例えば、計測対象の生体の状態が不変であれば、生体信号201は周期ごとに同じ波形を繰り返すと考えられるが、計測対象の生体の状態が変化する場合には、生体信号201の周期ごとの波形が変化し得る。また、計測対象の生体の状態が変化する場合には、生体信号201の周期が変化することも発生し得る。
図3には、一つの周期211とその前後について、生体信号201の例を示してある。
また、図3の例では、周期211を、第1期間231~第6期間236に区切ってある。
第1期間231は、時刻t1~時刻t2の期間であり、生体信号201のP波に対応する部分の期間である。
第2期間232は、時刻t2~時刻t3の期間であり、生体信号201のP波とQRS群との間の部分(PRセグメントに対応する部分)の期間である。
また、図3の例では、周期211を、第1期間231~第6期間236に区切ってある。
第1期間231は、時刻t1~時刻t2の期間であり、生体信号201のP波に対応する部分の期間である。
第2期間232は、時刻t2~時刻t3の期間であり、生体信号201のP波とQRS群との間の部分(PRセグメントに対応する部分)の期間である。
第3期間233は、時刻t3~時刻t7の期間であり、生体信号201のQRS群に対応する部分の期間である。
第3期間233において、生体信号201は、時刻t4において極小点であるQ波のピークとなり、時刻t5において極大点であるR波のピークとなり、時刻t6において極小点であるS波のピークとなる。
第3期間233において、生体信号201は、時刻t4において極小点であるQ波のピークとなり、時刻t5において極大点であるR波のピークとなり、時刻t6において極小点であるS波のピークとなる。
第4期間234は、時刻t7~時刻t8の期間であり、生体信号201のQRS群とT波との間の部分(STセグメントに対応する部分)の期間である。
第5期間235は、時刻t8~時刻t9の期間であり、生体信号201のT波に対応する部分の期間である。
第5期間235は、時刻t8~時刻t9の期間であり、生体信号201のT波に対応する部分の期間である。
なお、本実施形態では、周期的な波形を有する生体信号201の一例として、一般的に知られている心電図の波形を説明したが、心電図の解釈の仕方(例えば、波形の各部分の名称、あるいは、波形の区切り方など)について、限定するものではなく、同様に、このような心電図に対応する心磁図の解釈の仕方(例えば、波形の各部分の名称、あるいは、波形の区切り方など)について、限定するものではない。
例えば、信号処理において、PRセグメントのうちの一部または全部が、P波の部分またはQRS群の部分に含まれるといった区切り方も可能である。
例えば、信号処理において、STセグメントのうちの一部または全部が、QRS群の部分またはT波の部分に含まれるといった区切り方も可能である。
例えば、信号処理において、QRS群の部分をさらに細かい部分に区切る区切り方も可能である。具体例として、時刻t3~時刻t4の部分、時刻t4~時刻t6の部分、時刻t6~時刻t7の部分に区切る区切り方などが可能である。
例えば、信号処理において、STセグメントのうちの一部または全部が、QRS群の部分またはT波の部分に含まれるといった区切り方も可能である。
例えば、信号処理において、QRS群の部分をさらに細かい部分に区切る区切り方も可能である。具体例として、時刻t3~時刻t4の部分、時刻t4~時刻t6の部分、時刻t6~時刻t7の部分に区切る区切り方などが可能である。
ここで、心磁計による計測結果である心磁図信号は、従来から広く用いられている心電計による計測結果である心電図信号に類似しており、心磁図信号の波形では心電図信号の波形(P波、QRS群、T波など)と類似した特性(特徴)が現れる。
図3に示される周期211は、人間の1回の心拍である1拍分(1周期分)の波形に相当する。そして、生体信号201では、1拍分の波形と同様な波形が繰り返される。
図3に示される周期211は、人間の1回の心拍である1拍分(1周期分)の波形に相当する。そして、生体信号201では、1拍分の波形と同様な波形が繰り返される。
本実施形態では、生体信号201として、心電計による計測信号である心電図信号を例示したが、上述のように、心磁計による計測信号である心磁図信号についても同様な特徴が見られる。
また、生体信号としては、心磁図信号あるいは心電図信号に限られず、他の信号が用いられてもよい。
また、生体信号としては、心磁図信号あるいは心電図信号に限られず、他の信号が用いられてもよい。
[生体信号の区間分割の例]
図4、図5、図6A、図6B、図7A、図7Bを参照して、生体信号の区間分割の例を示す。
本例では、計測の対象となる心臓を持つ人体の呼吸の特性(特徴)に基づいて生体信号を分割する場合を示す。
本例では、時系列の生体信号が用いられる場合を示す。
図4、図5、図6A、図6B、図7A、図7Bを参照して、生体信号の区間分割の例を示す。
本例では、計測の対象となる心臓を持つ人体の呼吸の特性(特徴)に基づいて生体信号を分割する場合を示す。
本例では、時系列の生体信号が用いられる場合を示す。
図4は、実施形態に係る生体信号の区間分割の一例を示す図である。
図4に示されるグラフにおいて、横軸は時刻(時間)を表しており、縦軸は信号のレベル(図4の例では、振幅)を表している。
当該グラフに、生体信号2111を示してある。
ここで、図4の例では、生体信号2111として、図2に示される生体信号2011と同様な信号を示してある。
また、図4の例では、図2の場合と同様に、1個の所定パターン信号2121のみに符号を付してある。
図4に示されるグラフにおいて、横軸は時刻(時間)を表しており、縦軸は信号のレベル(図4の例では、振幅)を表している。
当該グラフに、生体信号2111を示してある。
ここで、図4の例では、生体信号2111として、図2に示される生体信号2011と同様な信号を示してある。
また、図4の例では、図2の場合と同様に、1個の所定パターン信号2121のみに符号を付してある。
図4には、縦軸のレベルに関して、区間分割を行うための値(閾値Th1および閾値Th2)を示してある。ここで、閾値Th1よりも閾値Th2の方が大きい。
本実施形態では、説明の便宜上、生体信号2011に載っている周期的な所定パターン信号2121以外の信号成分のレベルをベースレベルと呼んで説明する。
なお、ベースレベルは、任意の手法によって、生体信号2011が解析されることで特定されてもよい。この解析では、例えば、生体信号2011の平均化などが行われてベースレベルが特定されてもよい。
本実施形態では、説明の便宜上、生体信号2011に載っている周期的な所定パターン信号2121以外の信号成分のレベルをベースレベルと呼んで説明する。
なお、ベースレベルは、任意の手法によって、生体信号2011が解析されることで特定されてもよい。この解析では、例えば、生体信号2011の平均化などが行われてベースレベルが特定されてもよい。
本例では、ベースレベルが閾値Th1未満である区間を区間A1と呼ぶ。
また、本例では、ベースレベルが閾値Th1以上で閾値Th2未満である区間を区間A2と呼ぶ。
また、本例では、ベースレベルが閾値Th2以上である区間を区間A3と呼ぶ。
また、本例では、ベースレベルが閾値Th1以上で閾値Th2未満である区間を区間A2と呼ぶ。
また、本例では、ベースレベルが閾値Th2以上である区間を区間A3と呼ぶ。
図4に示される生体信号2111では、時刻t103~時刻t104の区間が区間A1である。
また、グラフにおける時刻の初めから時刻t101までの区間、時刻t102~時刻t103の区間、時刻t104~時刻t105の区間、時刻t106からグラフにおける時刻の終わりまでの区間が、それぞれ、区間A2である。
また、時刻t101~時刻t102の区間、時刻t105~時刻t106の区間が、それぞれ、区間A3である。
また、グラフにおける時刻の初めから時刻t101までの区間、時刻t102~時刻t103の区間、時刻t104~時刻t105の区間、時刻t106からグラフにおける時刻の終わりまでの区間が、それぞれ、区間A2である。
また、時刻t101~時刻t102の区間、時刻t105~時刻t106の区間が、それぞれ、区間A3である。
ここで、図4の例では、ベースレベルを三等分する2個の値を閾値Th1および閾値Th2と設定する場合を示したが、区間分割を行う値(閾値)を設定する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。
区間分割を行う値(閾値)は、例えば、あらかじめ定められていてもよく、あるいは、生体信号2111などに基づいて設定(例えば、新規設定、または、初期値からの変更など)されてもよい。
区間分割を行う値(閾値)は、例えば、あらかじめ定められていてもよく、あるいは、生体信号2111などに基づいて設定(例えば、新規設定、または、初期値からの変更など)されてもよい。
本実施形態では、区間特定部151は、図4に示される複数の区間のうちの1以上の区間を特定してもよい。
また、本実施形態では、区間分割部171は、生体信号2111が存在する時間的な期間を、図4に示される複数の区間(時間的な区間)に分割してもよい。
また、本実施形態では、周期特定部172は、図4に示される区間A1、区間A2、区間A3のうちの1以上について、周期を特定してもよい。
また、本実施形態では、区間分割部171は、生体信号2111が存在する時間的な期間を、図4に示される複数の区間(時間的な区間)に分割してもよい。
また、本実施形態では、周期特定部172は、図4に示される区間A1、区間A2、区間A3のうちの1以上について、周期を特定してもよい。
<生体における所定箇所(所定部分)の位置の変動の例>
図5は、実施形態に係る基準位置にある生体情報311の一例を示す図である。
本例では、生体情報311は、人体の心臓の情報である。なお、生体情報311は、例えば、信号処理などにおいて、生体信号(生体情報を表す信号)と捉えられてもよい。
図5には、説明の便宜上、三次元直交座標系であるXYZ直交座標系を示してある。
また、図5には、XYZ直交座標系の各軸に平行な辺を有する立方体の基準枠3011を示してある。
なお、基準枠3011は、例えば、生体情報311の表示等の際に用いられてもよく、あるいは、用いられなくてもよい。
図5は、実施形態に係る基準位置にある生体情報311の一例を示す図である。
本例では、生体情報311は、人体の心臓の情報である。なお、生体情報311は、例えば、信号処理などにおいて、生体信号(生体情報を表す信号)と捉えられてもよい。
図5には、説明の便宜上、三次元直交座標系であるXYZ直交座標系を示してある。
また、図5には、XYZ直交座標系の各軸に平行な辺を有する立方体の基準枠3011を示してある。
なお、基準枠3011は、例えば、生体情報311の表示等の際に用いられてもよく、あるいは、用いられなくてもよい。
図6Aおよび図6Bは、実施形態に係る第1変化位置にある生体情報321の一例を示す図である。
生体情報321は、図5に示される生体情報311と同じ人体の心臓の情報であるが、心臓の位置が変動(変化)している。
図6Aおよび図6Bの例では、心臓の位置が変動した箇所を、濃い模様で模式的に示してある。なお、図6Aおよび図6Bの例では、概略を示してあり、必ずしも厳密なものではない。
生体情報321は、図5に示される生体情報311と同じ人体の心臓の情報であるが、心臓の位置が変動(変化)している。
図6Aおよび図6Bの例では、心臓の位置が変動した箇所を、濃い模様で模式的に示してある。なお、図6Aおよび図6Bの例では、概略を示してあり、必ずしも厳密なものではない。
図6Aおよび図6Bには、説明の便宜上、図5と同様なXYZ直交座標系を示してある。
また、図6Aおよび図6Bには、XYZ直交座標系の各軸に平行な辺を有する立方体の基準枠3111を示してある。基準枠3111は、図5に示される基準枠3011と一致する。
なお、基準枠3111は、例えば、生体情報321の表示等の際に用いられてもよく、あるいは、用いられなくてもよい。
また、図6Aおよび図6Bには、XYZ直交座標系の各軸に平行な辺を有する立方体の基準枠3111を示してある。基準枠3111は、図5に示される基準枠3011と一致する。
なお、基準枠3111は、例えば、生体情報321の表示等の際に用いられてもよく、あるいは、用いられなくてもよい。
図7Aおよび図7Bは、実施形態に係る第2変化位置にある生体情報331の一例を示す図である。
生体情報331は、図5に示される生体情報311と同じ人体の心臓の情報であるが、心臓の位置が変動(変化)している。
図7Aおよび図7Bの例では、心臓の位置が変動した箇所を、濃い模様で模式的に示してある。なお、図7Aおよび図7Bの例では、概略を示してあり、必ずしも厳密なものではない。
生体情報331は、図5に示される生体情報311と同じ人体の心臓の情報であるが、心臓の位置が変動(変化)している。
図7Aおよび図7Bの例では、心臓の位置が変動した箇所を、濃い模様で模式的に示してある。なお、図7Aおよび図7Bの例では、概略を示してあり、必ずしも厳密なものではない。
図7Aおよび図7Bには、説明の便宜上、図5と同様なXYZ直交座標系を示してある。
また、図7Aおよび図7Bには、XYZ直交座標系の各軸に平行な辺を有する立方体の基準枠3211を示してある。基準枠3211は、図5に示される基準枠3011と一致する。
なお、基準枠3211は、例えば、生体情報331の表示等の際に用いられてもよく、あるいは、用いられなくてもよい。
また、図7Aおよび図7Bには、XYZ直交座標系の各軸に平行な辺を有する立方体の基準枠3211を示してある。基準枠3211は、図5に示される基準枠3011と一致する。
なお、基準枠3211は、例えば、生体情報331の表示等の際に用いられてもよく、あるいは、用いられなくてもよい。
本例では、図5の例における生体情報311の基準位置は、人体の呼吸により心臓の位置が変動する場合に、心臓の位置の変動が無いとみなす位置を表す。当該基準位置は、例えば、心臓の位置の変動における中央の位置または所定の基準の位置であってもよい。
また、図6Aおよび図6Bの例における生体情報321の第1変化位置は、人体の呼吸により、当該人体が息を吸ったときに、心臓(当該心臓の一部でもよい。)がY軸の負側に移動したときにおける心臓の位置の変化位置(変動位置)を表す。
また、図7Aおよび図7Bの例における生体情報331の第2変化位置は、人体の呼吸により、当該人体が息を吐いたときに、心臓(当該心臓の一部でもよい。)がY軸の正側に移動したときにおける心臓の位置の変化位置(変動位置)を表す。
ここで、心臓の位置としては、例えば、当該心臓の重心の位置が用いられてもよい。
また、図6Aおよび図6Bの例における生体情報321の第1変化位置は、人体の呼吸により、当該人体が息を吸ったときに、心臓(当該心臓の一部でもよい。)がY軸の負側に移動したときにおける心臓の位置の変化位置(変動位置)を表す。
また、図7Aおよび図7Bの例における生体情報331の第2変化位置は、人体の呼吸により、当該人体が息を吐いたときに、心臓(当該心臓の一部でもよい。)がY軸の正側に移動したときにおける心臓の位置の変化位置(変動位置)を表す。
ここで、心臓の位置としては、例えば、当該心臓の重心の位置が用いられてもよい。
本例では、図5の例における基準位置が図4に示される区間A2に対応しており、図6Aおよび図6Bの例における第1変化位置が図4に示される区間A3に対応しており、図7Aおよび図7Bの例における第2変化位置が図4に示される区間A1に対応している。
ここで、本例では、生体信号のレベルを3個の区間(区間A1、区間A2、区間A3)に分割する場合を示したが、区間を分割する数としては、任意であってもよく、例えば、2個であってもよく、あるいは、4個以上であってもよい。
なお、区間を分割する数が多い方が、区間ごとの解析等の精度を向上させることが可能になると考えられる。
なお、区間を分割する数が多い方が、区間ごとの解析等の精度を向上させることが可能になると考えられる。
<生体情報の状態変化の例>
図8A、図8B、図8C、図8Dを参照して、生体情報の状態変化の例を示す。
本例では、時系列の生体情報(生体信号)が用いられる場合を示す。
本例では、計測の対象となる心臓自体の状態の変化の例を示す。
図8Aは、実施形態に係る第1状態における生体情報711の一例を示す図である。
図8Bは、実施形態に係る第2状態における生体情報712の一例を示す図である。
図8Cは、実施形態に係る第3状態における生体情報713の一例を示す図である。
図8Dは、実施形態に係る第4状態における生体情報714の一例を示す図である。
図8A、図8B、図8C、図8Dを参照して、生体情報の状態変化の例を示す。
本例では、時系列の生体情報(生体信号)が用いられる場合を示す。
本例では、計測の対象となる心臓自体の状態の変化の例を示す。
図8Aは、実施形態に係る第1状態における生体情報711の一例を示す図である。
図8Bは、実施形態に係る第2状態における生体情報712の一例を示す図である。
図8Cは、実施形態に係る第3状態における生体情報713の一例を示す図である。
図8Dは、実施形態に係る第4状態における生体情報714の一例を示す図である。
ここで、これらの生体情報711~714は、図5に示される生体情報311と同じ人体の心臓の情報であるが、それぞれ、心臓の形状が変動している。通常、心臓の形状は、1拍ごとの周期で変動する。
図8Aの例における生体情報711は、図3の例における第1期間231における心臓の情報である。
図8Bの例における生体情報712は、図3の例における第3期間233における心臓の情報である。
図8Cの例における生体情報713は、図3の例における第5期間235における心臓の情報である。
図8Dの例における生体情報714は、図3の例における第6期間236における心臓の情報である。
図8Aの例における生体情報711は、図3の例における第1期間231における心臓の情報である。
図8Bの例における生体情報712は、図3の例における第3期間233における心臓の情報である。
図8Cの例における生体情報713は、図3の例における第5期間235における心臓の情報である。
図8Dの例における生体情報714は、図3の例における第6期間236における心臓の情報である。
このように、異なる期間の生体情報711~714ごとに、区間分割が行われてもよい。
この場合、図3に示される他の期間(第2期間232、第4期間234)は、例えば、隣接する別の期間と同じ区間に含められてもよく、あるいは、独立した区間とされてもよい。
この場合、図3に示される他の期間(第2期間232、第4期間234)は、例えば、隣接する別の期間と同じ区間に含められてもよく、あるいは、独立した区間とされてもよい。
本実施形態では、区間特定部151は、図8Aの例に対応する区間、図8Bの例に対応する区間、図8Cの例に対応する区間、図8Dの例に対応する区間のうちの1以上の区間を特定してもよい。
また、本実施形態では、区間分割部171は、生体信号が存在する時間的な期間を、これら複数の時間的な区間(図8Aの例に対応する区間、図8Bの例に対応する区間、図8Cの例に対応する区間、図8Dの例に対応する区間)に分割してもよい。
また、本実施形態では、周期特定部172は、図8Aの例に対応する区間、図8Bの例に対応する区間、図8Cの例に対応する区間、図8Dの例に対応する区間の1以上について、周期を特定してもよい。
また、本実施形態では、区間分割部171は、生体信号が存在する時間的な期間を、これら複数の時間的な区間(図8Aの例に対応する区間、図8Bの例に対応する区間、図8Cの例に対応する区間、図8Dの例に対応する区間)に分割してもよい。
また、本実施形態では、周期特定部172は、図8Aの例に対応する区間、図8Bの例に対応する区間、図8Cの例に対応する区間、図8Dの例に対応する区間の1以上について、周期を特定してもよい。
ここで、区間分割は、例えば、図4、図5、図6A、図6B、図7A、図7Bを用いて説明したような心臓を持つ人体の呼吸などによる生体情報の位置の変動と、図8A~図8Dを用いて説明したような心臓自体の状態の変化による生体情報の形状の変動と、のうちの任意の一方に基づいて行われてもよく、あるいは、これら両方に基づいて行われてもよい。
具体的には、図4に示されるようなベースレベルを用いた区間の分割と、図3に示されるような期間を用いた区間の分割と、のうちの任意の一方が行われてもよく、あるいは、両方が行われてもよい。
具体的には、図4に示されるようなベースレベルを用いた区間の分割と、図3に示されるような期間を用いた区間の分割と、のうちの任意の一方が行われてもよく、あるいは、両方が行われてもよい。
[マーカーを用いた位置合わせの例]
図9~図11を参照して、マーカーを用いた位置合わせの例を示す。
本例では、計測の対象となる心臓の付近の同じ位置に付されたマーカーを用いて、MRIの計測結果と、磁気センサの計測結果とで、位置合わせを行う場合を示す。
なお、本例では、5個のマーカーが用いられる場合を示すが、例えば、三次元の解析において、少なくとも3個のマーカー(異なる3点のマーカー)が用いられてもよい。
各マーカーは、例えば、人体の表面に貼り付け等により付されてもよい。
本例では、時系列の生体信号(計測結果)が用いられる場合を示す。
図9~図11を参照して、マーカーを用いた位置合わせの例を示す。
本例では、計測の対象となる心臓の付近の同じ位置に付されたマーカーを用いて、MRIの計測結果と、磁気センサの計測結果とで、位置合わせを行う場合を示す。
なお、本例では、5個のマーカーが用いられる場合を示すが、例えば、三次元の解析において、少なくとも3個のマーカー(異なる3点のマーカー)が用いられてもよい。
各マーカーは、例えば、人体の表面に貼り付け等により付されてもよい。
本例では、時系列の生体信号(計測結果)が用いられる場合を示す。
図9は、実施形態に係るマーカーを用いたMRIの計測の様子の一例を示す図である。
図9には、計測の対象となる心臓である計測対象411を示してある。また、当該心臓を持つ人体の表面であって当該心臓の付近に付された5個のマーカー511~515を示してある。
各マーカー511~515は、MRIの計測によって検出可能な構成となっている。これにより、MRIの計測結果の情報に、計測対象411の情報と、各マーカー511~515の情報が含まれる。
なお、マーカー511~515としては、特に限定はなく、任意のものが用いられてもよい。
図9には、計測の対象となる心臓である計測対象411を示してある。また、当該心臓を持つ人体の表面であって当該心臓の付近に付された5個のマーカー511~515を示してある。
各マーカー511~515は、MRIの計測によって検出可能な構成となっている。これにより、MRIの計測結果の情報に、計測対象411の情報と、各マーカー511~515の情報が含まれる。
なお、マーカー511~515としては、特に限定はなく、任意のものが用いられてもよい。
図10は、実施形態に係るマーカーを用いた磁気センサの計測の様子の一例を示す図である。
図10には、計測の対象となる心臓(図9に示される計測対象411)を持つ人体の表面であって当該心臓の付近に付された5個のマーカー511~515を示してある。
また、図10には、計測を行う複数の磁気センサとして、磁気センサ611~616、および、磁気センサ621、磁気センサ631、磁気センサ641、磁気センサ651、磁気センサ661を示してある。
なお、図10の例では、直線状に並ぶ6個の磁気センサ611~616にはすべて符号を付してあるが、他の直線状に並ぶ6個の磁気センサについては、それぞれの直線における1個の磁気センサ(磁気センサ621、磁気センサ631、磁気センサ641、磁気センサ651、磁気センサ661)のみに符号を付してある。つまり、図10の例では、総計36個(=6個×6)の磁気センサが配置されている。
図10には、計測の対象となる心臓(図9に示される計測対象411)を持つ人体の表面であって当該心臓の付近に付された5個のマーカー511~515を示してある。
また、図10には、計測を行う複数の磁気センサとして、磁気センサ611~616、および、磁気センサ621、磁気センサ631、磁気センサ641、磁気センサ651、磁気センサ661を示してある。
なお、図10の例では、直線状に並ぶ6個の磁気センサ611~616にはすべて符号を付してあるが、他の直線状に並ぶ6個の磁気センサについては、それぞれの直線における1個の磁気センサ(磁気センサ621、磁気センサ631、磁気センサ641、磁気センサ651、磁気センサ661)のみに符号を付してある。つまり、図10の例では、総計36個(=6個×6)の磁気センサが配置されている。
図10の例では、これら複数の磁気センサが平面状(または、ほぼ平面状)に配置されている。
例えば、これら複数の磁気センサは計測装置(図示を省略)の平板状の部分に設置されており、当該部分の近くに計測の対象となる人体の心臓が配置された状態で計測が行われる。当該計測装置は、本実施形態では、生体信号計測装置11に備えられる。
各マーカー511~515は、磁気センサの計測によって検出可能な構成となっている。これにより、磁気センサの計測結果の情報に、計測対象411に起因した情報と、各マーカー511~515に起因した情報が含まれる。
例えば、これら複数の磁気センサは計測装置(図示を省略)の平板状の部分に設置されており、当該部分の近くに計測の対象となる人体の心臓が配置された状態で計測が行われる。当該計測装置は、本実施形態では、生体信号計測装置11に備えられる。
各マーカー511~515は、磁気センサの計測によって検出可能な構成となっている。これにより、磁気センサの計測結果の情報に、計測対象411に起因した情報と、各マーカー511~515に起因した情報が含まれる。
ここで、図9に示される各マーカー511~515と、図10に示される各マーカー511~515とは、例えば、人体の同じ位置に取り付けられた同じマーカーである。例えば、マーカー511~515が取り付けられた人体に対して、図9の例におけるMRIの計測および図10の例における磁気センサの計測が順に行われる。
なお、MRIの計測と、磁気センサの計測とは、任意の順序で行われてもよい。また、複数の異なる種類の計測が行われる場合に、同時に実施可能な2以上の計測がある場合には、これら2以上の計測が同時に実施されてもよい。
なお、MRIの計測と、磁気センサの計測とは、任意の順序で行われてもよい。また、複数の異なる種類の計測が行われる場合に、同時に実施可能な2以上の計測がある場合には、これら2以上の計測が同時に実施されてもよい。
本例では、MRIの計測結果の情報に、計測対象411の情報と、各マーカー511~515の情報が含まれる。
また、本例では、磁気センサの計測結果の情報に、計測の対象となる心臓(計測対象411)に起因した情報と、各マーカー511~515に起因した情報が含まれる。
そして、MRIの計測結果と磁気センサの計測結果とで各マーカー511~515の位置が共通であるため、これらの計測結果の情報を、位置合わせして、組み合わせることが可能である。
また、本例では、磁気センサの計測結果の情報に、計測の対象となる心臓(計測対象411)に起因した情報と、各マーカー511~515に起因した情報が含まれる。
そして、MRIの計測結果と磁気センサの計測結果とで各マーカー511~515の位置が共通であるため、これらの計測結果の情報を、位置合わせして、組み合わせることが可能である。
本実施形態では、生体信号取得部131は、生体信号計測装置11から、MRIの計測結果の情報と、磁気センサの計測結果の情報を取得する。
また、本実施形態では、生体信号処理部152は、MRIの計測結果の情報と、磁気センサの計測結果の情報との間で、位置合わせを行う処理を実行する。
この場合に、本実施形態では、生体信号処理部152は、区間特定部151によって特定された区間ごとに、位置合わせを行う処理の手法を切り替えてもよい。
区間特定部151は、例えば、MRIの計測結果、MRIの計測結果に関連する他の信号、磁気センサの計測結果、磁気センサの計測結果に関連する他の信号などのうちの1以上に基づいて、区間の特定を行ってもよい。当該区間は、計測の対象となる心臓(計測対象411)の位置の変動と形状の変動との一方または両方に基づく区間であってもよい。
また、本実施形態では、生体信号処理部152は、MRIの計測結果の情報と、磁気センサの計測結果の情報との間で、位置合わせを行う処理を実行する。
この場合に、本実施形態では、生体信号処理部152は、区間特定部151によって特定された区間ごとに、位置合わせを行う処理の手法を切り替えてもよい。
区間特定部151は、例えば、MRIの計測結果、MRIの計測結果に関連する他の信号、磁気センサの計測結果、磁気センサの計測結果に関連する他の信号などのうちの1以上に基づいて、区間の特定を行ってもよい。当該区間は、計測の対象となる心臓(計測対象411)の位置の変動と形状の変動との一方または両方に基づく区間であってもよい。
図11は、実施形態に係る位置合わせ結果の一例を示す図である。
図11には、計測対象411と、磁気センサ611~616、621、631、641、651、661と、5個のマーカー511~515と、を示してある。
このように、生体信号処理部152では、MRIの計測結果の情報と磁気センサの計測結果の情報とを、位置合わせして、組み合わせることが可能である。
すなわち、MRIでは計測対象411である心臓の位置および形状の情報(例えば、画像情報)を得ることができ、磁気センサでは当該心臓に起因する磁界の情報を得ることができ、これらを位置合わせすることで、両者を関連付けて、総合的な情報(両方が組み合わされた情報)を得ることができる。
図11には、計測対象411と、磁気センサ611~616、621、631、641、651、661と、5個のマーカー511~515と、を示してある。
このように、生体信号処理部152では、MRIの計測結果の情報と磁気センサの計測結果の情報とを、位置合わせして、組み合わせることが可能である。
すなわち、MRIでは計測対象411である心臓の位置および形状の情報(例えば、画像情報)を得ることができ、磁気センサでは当該心臓に起因する磁界の情報を得ることができ、これらを位置合わせすることで、両者を関連付けて、総合的な情報(両方が組み合わされた情報)を得ることができる。
ここで、位置合わせの処理の手法としては、様々な手法が用いられてもよく、例えば、ICP(Iterative Closest Point)のアルゴリズムを使用する手法、最小二乗法のアルゴリズムを使用する手法、あるいは、アフィン変換のアルゴリズムを使用する手法などが用いられてもよい。
また、位置合わせの処理の手法として、例えば、同じアルゴリズムを使用するが異なるパラメータを使用する手法が、別の手法とみなされて用いられてもよい。
また、位置合わせの処理の手法として、例えば、同じアルゴリズムを使用するが異なるパラメータを使用する手法が、別の手法とみなされて用いられてもよい。
なお、図6Aおよび図6Bの例は、位置合わせ用のマーカー511~515のうちの2点が磁気センサの位置に対して垂直方向(または、ほぼ垂直方向)に動いた例であるが、これに限られない。
同様に、図7Aおよび図7Bの例は、位置合わせ用のマーカー511~515のうちの2点が磁気センサの位置に対して垂直方向(または、ほぼ垂直方向)に動いた例であるが、これに限られない。
同様に、図7Aおよび図7Bの例は、位置合わせ用のマーカー511~515のうちの2点が磁気センサの位置に対して垂直方向(または、ほぼ垂直方向)に動いた例であるが、これに限られない。
また、センサ(本例では、磁気センサ)の数および配置としては、それぞれ、任意の態様が用いられてもよい。
例えば、複数のセンサは、必ずしも平面状に配置されなくてもよく、直線状または他の形状に配置されてもよい。
例えば、複数のセンサは、必ずしも平面状に配置されなくてもよく、直線状または他の形状に配置されてもよい。
[測定対象の変動に応じた補正の例]
生体信号処理部152は、測定対象の変動に応じた補正の処理を行ってもよい。
当該補正は、例えば、測定対象の位置の変動に応じた補正であってもよく、測定対象の形状の変動に応じた補正であってもよく、あるいは、これら両方であってもよい。
生体信号処理部152は、測定対象の変動に応じた補正の処理を行ってもよい。
当該補正は、例えば、測定対象の位置の変動に応じた補正であってもよく、測定対象の形状の変動に応じた補正であってもよく、あるいは、これら両方であってもよい。
例えば、生体信号処理部152は、図4に示される区間(区間A1、区間A2、区間A3)ごとに、生体信号2111またはそれに関連する他の信号の補正を行ってもよい。
具体例として、生体信号処理部152は、ある区間(区間A1、区間A2、区間A3のいずれか1個の区間)の信号を、異なる区間に対応した信号へ補正(変換)する処理を行ってもよく、この場合、当該異なる区間における測定対象の位置に対する当該ある区間における測定対象の位置の差分を補償する(当該異なる区間における測定対象の位置に合わせる)補正を行ってもよい。
具体例として、生体信号処理部152は、ある区間(区間A1、区間A2、区間A3のいずれか1個の区間)の信号を、異なる区間に対応した信号へ補正(変換)する処理を行ってもよく、この場合、当該異なる区間における測定対象の位置に対する当該ある区間における測定対象の位置の差分を補償する(当該異なる区間における測定対象の位置に合わせる)補正を行ってもよい。
例えば、心臓の位置の変動について、ある区間の信号(情報)を、異なる区間における心臓の位置に合わせた信号へ補正(変換)する処理が行われてもよい。つまり、ある区間における心臓の位置と、異なる区間における心臓の位置とが異なる場合に、当該ある区間の信号を、当該異なる区間における心臓の位置に合わせた信号へ補正(変換)する処理が行われてもよい。
例えば、生体信号処理部152は、図8A~図8Dに示される状態(第1状態、第2状態、第3状態、第4状態)ごとに、生体信号(生体情報711~714)またはそれに関連する他の信号の補正を行ってもよい。ここで、それぞれの状態は、例えば、それぞれの区間に対応する。
具体例として、生体信号処理部152は、ある状態(第1状態、第2状態、第3状態、第4状態のいずれか1個の状態)の信号を、異なる状態に対応した信号へ補正(変換)する処理を行ってもよく、この場合、当該異なる状態における測定対象の形状に対する当該ある区間における測定対象の形状の差分を補償する(当該異なる区間における測定対象の形状に合わせる)補正を行ってもよい。
具体例として、生体信号処理部152は、ある状態(第1状態、第2状態、第3状態、第4状態のいずれか1個の状態)の信号を、異なる状態に対応した信号へ補正(変換)する処理を行ってもよく、この場合、当該異なる状態における測定対象の形状に対する当該ある区間における測定対象の形状の差分を補償する(当該異なる区間における測定対象の形状に合わせる)補正を行ってもよい。
例えば、心臓の形状の変動について、ある状態(ある区間)の信号(情報)を、異なる状態(異なる区間)における心臓の形状に合わせた信号へ補正(変換)する処理が行われてもよい。つまり、ある状態における心臓の形状と、異なる状態における心臓の形状とが異なる場合に、当該ある状態の信号を、当該異なる状態における心臓の形状に合わせた信号へ補正(変換)する処理が行われてもよい。
例えば、生体信号処理部152は、測定対象の位置の変動と形状の変動との両方が組み合わされた変動について、ある区間の信号(情報)を、異なる区間における測定対象の位置および形状に合わせた信号へ補正(変換)する処理を行ってもよい。
[生体信号処理システムにおける処理の手順の一例]
図12は、実施形態に係る生体信号計測システム1における生体信号処理システム12により行われる処理の手順の一例を示す図である。
図12の例では、生体信号処理システム12において、制御部114が、あらかじめ、時系列の生体信号の全体のデータを読み込む場合を示す。
なお、処理対象となる生体信号は、例えば、1種類の生体信号であってもよく、あるいは、2種類以上の生体信号であってもよい。具体例として、生体信号として、MRIの計測結果の信号と、磁気センサの計測結果の信号と、の一方または両方が用いられてもよい。
図12は、実施形態に係る生体信号計測システム1における生体信号処理システム12により行われる処理の手順の一例を示す図である。
図12の例では、生体信号処理システム12において、制御部114が、あらかじめ、時系列の生体信号の全体のデータを読み込む場合を示す。
なお、処理対象となる生体信号は、例えば、1種類の生体信号であってもよく、あるいは、2種類以上の生体信号であってもよい。具体例として、生体信号として、MRIの計測結果の信号と、磁気センサの計測結果の信号と、の一方または両方が用いられてもよい。
(ステップS1)
制御部114(例えば、区間特定部151)は、時系列の生体信号のデータ(生体データ)の全体を記憶部113から読み込む。この場合、当該生体データの全体は、既に、入力部111によって入力されて記憶部113に記憶されている。
そして、ステップS2の処理へ移行する。
制御部114(例えば、区間特定部151)は、時系列の生体信号のデータ(生体データ)の全体を記憶部113から読み込む。この場合、当該生体データの全体は、既に、入力部111によって入力されて記憶部113に記憶されている。
そして、ステップS2の処理へ移行する。
(ステップS2)
区間特定部151は、生体データに基づいて、区間分割部171により、生体信号の期間を複数の区間に分割する。
そして、ステップS3の処理へ移行する。
区間特定部151は、生体データに基づいて、区間分割部171により、生体信号の期間を複数の区間に分割する。
そして、ステップS3の処理へ移行する。
(ステップS3)
区間特定部151は、処理対象とする生体信号の時刻を選択する。
また、区間特定部151は、当該時刻が属する区間を特定する。
そして、ステップS4の処理へ移行する。
区間特定部151は、処理対象とする生体信号の時刻を選択する。
また、区間特定部151は、当該時刻が属する区間を特定する。
そして、ステップS4の処理へ移行する。
ここで、区間特定部151は、例えば、あらかじめ定められた規則に基づいて、処理対象とする生体信号の時刻を選択してもよく、あるいは、ユーザなどによる指示に基づいて、処理対象とする生体信号の時刻を選択してもよい。
当該規則は、例えば、あらかじめ設定された1つ以上の時刻(例えば、時刻の進みにしたがった複数の時刻など)を順番に選択していく規則であってもよい。
当該規則は、例えば、あらかじめ設定された1つ以上の時刻(例えば、時刻の進みにしたがった複数の時刻など)を順番に選択していく規則であってもよい。
(ステップS4)
生体信号処理部152は、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)に基づいて、処理を実行する。
そして、ステップS5の処理へ移行する。
生体信号処理部152は、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)に基づいて、処理を実行する。
そして、ステップS5の処理へ移行する。
ここで、例えば、生体信号処理部152は、処理制御部の機能によって、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)に基づいて、処理手法を選択し、処理実行部の機能によって、処理制御部の機能により選択された処理手法で、処理対象とする生体信号の処理を実行してもよい。
(ステップS5)
表示制御部153は、生体信号処理部152により実行された処理の結果に関する情報を、表示部141により表示する。この際、表示制御部153は、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)などに基づいて、表示方法(表示形態)を制御してもよい。
そして、本フローの処理が終了する。
表示制御部153は、生体信号処理部152により実行された処理の結果に関する情報を、表示部141により表示する。この際、表示制御部153は、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)などに基づいて、表示方法(表示形態)を制御してもよい。
そして、本フローの処理が終了する。
ここで、制御部114は、例えば、あらかじめ設定された複数の時刻の生体データを順番に処理していく場合には、ステップS5の処理が終了した後に、再びステップS3の処理へ移行してもよい。
他の例として、制御部114は、ステップS5の処理が終了した後に、ユーザなどにより処理対象とする生体データの変更が指示されたときに、再びステップS3の処理へ移行してもよい。
他の例として、制御部114は、ステップS5の処理が終了した後に、ユーザなどにより処理対象とする生体データの変更が指示されたときに、再びステップS3の処理へ移行してもよい。
なお、ステップS4の処理の結果が、ステップS2の処理にフィードバックされてもよい。図12の例では、模式的に、このようなフィードバックFB11を示してあるが、このようなフィードバックFB11は行われなくてもよい。
<変形例>
図12に示される処理フローの変形例を示す。
生体信号処理システム12において、制御部114が、随時、時系列の生体信号のデータを読み込む構成が用いられてもよい。本変形例の処理は、例えば、時系列の生体信号のデータの全体のデータ量が大きい場合などに特に有効である。
図12に示される処理フローの変形例を示す。
生体信号処理システム12において、制御部114が、随時、時系列の生体信号のデータを読み込む構成が用いられてもよい。本変形例の処理は、例えば、時系列の生体信号のデータの全体のデータ量が大きい場合などに特に有効である。
本変形例では、まず、区間特定部151は、生体信号の期間を複数の区間に分割する。本変形例では、生体信号のデータの形式が定まっており、区間特定部151は、当該形式に基づいて、あらかじめ、区間の分割(区間の定義)を行う。
なお、他の構成例として、区間特定部151は、過去の処理で使用された生体データなどに基づいて、区間の分割を行ってもよく、あるいは、過去の処理で使用された区間と同じ区間を、区間の分割結果として、用いてもよい。
なお、他の構成例として、区間特定部151は、過去の処理で使用された生体データなどに基づいて、区間の分割を行ってもよく、あるいは、過去の処理で使用された区間と同じ区間を、区間の分割結果として、用いてもよい。
次に、区間特定部151は、処理対象とする生体信号(ここでは、生体信号において処理対象とする信号部分)を選択する。この選択は、例えば、生体信号の波形を用いて行われてもよい。また、この選択は、例えば、処理対象とする生体信号の時刻を用いて行われてもよい。
そして、制御部114(例えば、区間特定部151)は、時系列の生体信号のデータ(生体データ)のうちで選択された生体データ(処理対象とする生体信号の時刻に対応する生体データ)を記憶部113から読み込む。この場合、本変形例では、生体データの全体は、既に、入力部111によって入力されて記憶部113に記憶されている。
その後、制御部114は、図12に示されるステップS4、ステップS5の処理を行う。
そして、制御部114(例えば、区間特定部151)は、時系列の生体信号のデータ(生体データ)のうちで選択された生体データ(処理対象とする生体信号の時刻に対応する生体データ)を記憶部113から読み込む。この場合、本変形例では、生体データの全体は、既に、入力部111によって入力されて記憶部113に記憶されている。
その後、制御部114は、図12に示されるステップS4、ステップS5の処理を行う。
[生体信号処理システムにおける処理の手順の他の一例]
図13は、実施形態に係る生体信号計測システム1における生体信号処理システム12により行われる処理の手順の他の一例を示す図である。
図13の例では、生体信号処理システム12が、リアルタイムで、随時、時系列の生体信号(本実施形態では、心磁図信号)を生体信号計測装置11から読み込む場合を示す。
生体信号取得部131は、時系列の進みにしたがって、生体信号のデータ(生体データ)を取得する。例えば、記憶部113は、当該生体信号を記憶する。当該生体信号に関する情報は、これから処理対象となる情報である。
なお、処理対象となる生体信号としては、例えば、1種類の生体信号であってもよく、あるいは、2種類以上の生体信号であってもよい。具体例として、生体信号として、MRIの計測結果の信号と、磁気センサの計測結果の信号と、の一方または両方が用いられてもよい。
図13は、実施形態に係る生体信号計測システム1における生体信号処理システム12により行われる処理の手順の他の一例を示す図である。
図13の例では、生体信号処理システム12が、リアルタイムで、随時、時系列の生体信号(本実施形態では、心磁図信号)を生体信号計測装置11から読み込む場合を示す。
生体信号取得部131は、時系列の進みにしたがって、生体信号のデータ(生体データ)を取得する。例えば、記憶部113は、当該生体信号を記憶する。当該生体信号に関する情報は、これから処理対象となる情報である。
なお、処理対象となる生体信号としては、例えば、1種類の生体信号であってもよく、あるいは、2種類以上の生体信号であってもよい。具体例として、生体信号として、MRIの計測結果の信号と、磁気センサの計測結果の信号と、の一方または両方が用いられてもよい。
(ステップS21)
区間特定部151は、周期特定部172により、生体信号の周期を特定する。
本実施形態では、周期特定部172は、生体信号取得部131によって取得された生体信号に基づいて、当該生体信号の周期を特定する。
ここで、生体信号の周期が既知であって、当該周期を表す情報があらかじめ記憶部113に記憶されている場合には、当該周期を特定する処理は省略されてもよい。
そして、区間特定部151は、区間分割部171により、周期特定部172によって特定された周期に基づいて、生体信号の期間を複数の区間に分割する。当該区間の分割は、動的に行われる。
そして、ステップS22の処理へ移行する。
区間特定部151は、周期特定部172により、生体信号の周期を特定する。
本実施形態では、周期特定部172は、生体信号取得部131によって取得された生体信号に基づいて、当該生体信号の周期を特定する。
ここで、生体信号の周期が既知であって、当該周期を表す情報があらかじめ記憶部113に記憶されている場合には、当該周期を特定する処理は省略されてもよい。
そして、区間特定部151は、区間分割部171により、周期特定部172によって特定された周期に基づいて、生体信号の期間を複数の区間に分割する。当該区間の分割は、動的に行われる。
そして、ステップS22の処理へ移行する。
ここで、生体信号の周期および区間が既知であって、当該周期を表す情報および当該区間を表す情報があらかじめ記憶部113に記憶されている場合には、ステップS21の処理は省略されてもよい。
また、生体信号の区間の分割の仕方が既知であって、周期が特定された場合に区間の分割結果が特定される場合であって、当該区間の分割の仕方を表す情報があらかじめ記憶部113に記憶されている場合には、当該区間を分割する処理は省略されてもよい。
また、生体信号の区間の分割の仕方が既知であって、周期が特定された場合に区間の分割結果が特定される場合であって、当該区間の分割の仕方を表す情報があらかじめ記憶部113に記憶されている場合には、当該区間を分割する処理は省略されてもよい。
(ステップS22)
区間特定部151は、処理対象とする生体信号の位置(時間的な位置であり、時刻などでもよい)を選択する。
また、区間特定部151は、当該位置が属する区間を特定する。
そして、ステップS23の処理へ移行する。
区間特定部151は、処理対象とする生体信号の位置(時間的な位置であり、時刻などでもよい)を選択する。
また、区間特定部151は、当該位置が属する区間を特定する。
そして、ステップS23の処理へ移行する。
ここで、区間特定部151は、例えば、あらかじめ定められた規則に基づいて、処理対象とする生体信号の位置を選択してもよく、あるいは、ユーザなどによる指示に基づいて、処理対象とする生体信号の位置を選択してもよい。
当該規則は、例えば、あらかじめ設定された1つ以上の位置(例えば、時刻の進みにしたがった複数の位置など)を順番に選択していく規則であってもよい。
当該規則は、例えば、あらかじめ設定された1つ以上の位置(例えば、時刻の進みにしたがった複数の位置など)を順番に選択していく規則であってもよい。
(ステップS23)
生体信号処理部152は、区間特定部151によって選択された位置の生体信号のデータ(生体データ)を読み込む。
そして、ステップS24の処理へ移行する。
生体信号処理部152は、区間特定部151によって選択された位置の生体信号のデータ(生体データ)を読み込む。
そして、ステップS24の処理へ移行する。
(ステップS24)
生体信号処理部152は、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)に基づいて、処理を実行する。
そして、ステップS25の処理へ移行する。
生体信号処理部152は、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)に基づいて、処理を実行する。
そして、ステップS25の処理へ移行する。
ここで、例えば、生体信号処理部152は、処理制御部の機能によって、区間特定部151によって特定された区間(選択時刻の属する区間)に基づいて、処理手法を選択し、処理実行部の機能によって、処理制御部の機能により選択された処理手法で、処理対象とする生体信号の処理を実行してもよい。
(ステップS25)
表示制御部153は、生体信号処理部152により実行された処理の結果に関する情報を、表示部141により表示する。この際、表示制御部153は、区間特定部151によって特定された区間(選択位置の属する区間)などに基づいて、表示方法(表示形態)を制御してもよい。
そして、本フローの処理が終了する。
表示制御部153は、生体信号処理部152により実行された処理の結果に関する情報を、表示部141により表示する。この際、表示制御部153は、区間特定部151によって特定された区間(選択位置の属する区間)などに基づいて、表示方法(表示形態)を制御してもよい。
そして、本フローの処理が終了する。
ここで、制御部114は、例えば、あらかじめ設定された複数の位置(時刻)の生体データを順番に処理していく場合には、ステップS25の処理が終了した後に、再びステップS22の処理へ移行してもよい。
他の例として、制御部114は、ステップS25の処理が終了した後に、ユーザなどにより処理対象とする生体データの変更が指示されたときに、再びステップS21の処理へ移行してもよい。
他の例として、制御部114は、ステップS25の処理が終了した後に、ユーザなどにより処理対象とする生体データの変更が指示されたときに、再びステップS21の処理へ移行してもよい。
なお、ステップS24の処理の結果が、ステップS21の処理にフィードバックされてもよい。図13の例では、模式的に、このようなフィードバックFB12を示してあるが、このようなフィードバックFB12は行われなくてもよい。
ここで、ステップS21の処理において周期の特定および区間の分割が行われる場合、これらは、固定的に用いられてもよく、あるいは、任意のタイミングで、更新されてもよい。
具体的には、周期特定部172は、任意のタイミングで、生体信号の周期を特定し、既に特定されている周期を新たに特定された周期に更新してもよい。
一構成例として、周期特定部172は、前回に生体信号の周期を特定したときに用いた生体データとは異なるデータ(生体データ)に基づいて、生体信号の周期を特定する。前回に生体信号の周期を特定したときに用いた生体データとは異なるデータ(生体データ)は、例えば、前回に生体信号の周期を特定したときに用いた生体データよりも時系列的に新しいデータである。
他の構成例として、周期特定部172は、所定の回数の特定した周期を平均化し、その平均値を新たな周期とするように、周期の更新を行ってもよい。当該所定の回数は、任意の回数であってもよい。当該所定の回数は、例えば、最新の1回分と、それよりも過去の連続した定められた回数分(当該所定の回数よりも1つ少ない回数分)であってもよい。本実施形態に係る生体信号処理システム12では、このような平均化により、周期の安定化が図られてもよい。
具体的には、周期特定部172は、任意のタイミングで、生体信号の周期を特定し、既に特定されている周期を新たに特定された周期に更新してもよい。
一構成例として、周期特定部172は、前回に生体信号の周期を特定したときに用いた生体データとは異なるデータ(生体データ)に基づいて、生体信号の周期を特定する。前回に生体信号の周期を特定したときに用いた生体データとは異なるデータ(生体データ)は、例えば、前回に生体信号の周期を特定したときに用いた生体データよりも時系列的に新しいデータである。
他の構成例として、周期特定部172は、所定の回数の特定した周期を平均化し、その平均値を新たな周期とするように、周期の更新を行ってもよい。当該所定の回数は、任意の回数であってもよい。当該所定の回数は、例えば、最新の1回分と、それよりも過去の連続した定められた回数分(当該所定の回数よりも1つ少ない回数分)であってもよい。本実施形態に係る生体信号処理システム12では、このような平均化により、周期の安定化が図られてもよい。
また、区間分割部171は、周期特定部172によって更新された周期に基づいて、生体信号の期間を複数の区間に分割し、前回における区間の分割結果を新たな区間の分割結果に更新してもよい。
他の構成例として、区間分割部171は、所定の回数の区間の分割結果を平均化し、その平均結果を新たな区間とするように、区間の更新を行ってもよい。当該所定の回数は、任意の回数であってもよい。当該所定の回数は、例えば、最新の1回分と、それよりも過去の連続した定められた回数分(当該所定の回数よりも1つ少ない回数分)であってもよい。本実施形態に係る生体信号処理システム12では、このような平均化により、区間の分割の安定化が図られてもよい。
他の構成例として、区間分割部171は、所定の回数の区間の分割結果を平均化し、その平均結果を新たな区間とするように、区間の更新を行ってもよい。当該所定の回数は、任意の回数であってもよい。当該所定の回数は、例えば、最新の1回分と、それよりも過去の連続した定められた回数分(当該所定の回数よりも1つ少ない回数分)であってもよい。本実施形態に係る生体信号処理システム12では、このような平均化により、区間の分割の安定化が図られてもよい。
なお、図13に示される処理フローの初期において、生体信号の周期として、仮の初期値が設定されてもよく、その後に当該初期値が更新されることで周期の精度を向上させてもよい。この場合、ステップS21の処理において初期的な周期の特定は省略されてもよい。
また、このような場合、図13に示される処理フローの初期において、区間の分割結果についても、仮の初期値が設定されてもよく、その後に当該初期値が更新されることで区間の分割の精度を向上させてもよい。この場合、ステップS21の処理は省略されてもよい。
また、このような場合、図13に示される処理フローの初期において、区間の分割結果についても、仮の初期値が設定されてもよく、その後に当該初期値が更新されることで区間の分割の精度を向上させてもよい。この場合、ステップS21の処理は省略されてもよい。
以上のように、本実施形態に係る生体信号処理システム12では、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
本実施形態に係る生体信号処理システム12では、生体における所定箇所(所定部分)の位置の変動と形状の変動との一方または両方に基づく区間ごとに、区間に応じた処理を行うことができる。
本実施形態に係る生体信号処理システム12では、生体における所定箇所(所定部分)の位置の変動と形状の変動との一方または両方に基づく区間ごとに、区間に応じた処理を行うことができる。
具体例として、本実施形態に係る生体信号処理システム12では、心臓の位置あるいは心臓の形状などの生体信号(生体情報)を時間的な区間ごとに処理することで、心磁計による計測結果あるいは解析結果をより正確な情報に改善することが可能であり、これにより、例えば、システムの付加価値を高めることができる。
つまり、心磁計測等で良好な解析結果を得るためには、心磁計による計測結果あるいは解析結果だけでなく、心臓の位置あるいは心臓の形状などの精度が重要となる場合がある。
特に、心磁計による計測では、心電計による計測と比べて、三次元に分布した多様な情報の表示および解析が期待され、空間上に分布した情報をより的確に演算した解析が要求される。そこで、本実施形態に係る生体信号処理システム12では、1種類以上の生体信号(生体情報)を時間的な区間ごとに適宜処理することで、三次元空間分布推定などに使用する信号(情報)の解析結果の精度を向上することが可能である。
つまり、心磁計測等で良好な解析結果を得るためには、心磁計による計測結果あるいは解析結果だけでなく、心臓の位置あるいは心臓の形状などの精度が重要となる場合がある。
特に、心磁計による計測では、心電計による計測と比べて、三次元に分布した多様な情報の表示および解析が期待され、空間上に分布した情報をより的確に演算した解析が要求される。そこで、本実施形態に係る生体信号処理システム12では、1種類以上の生体信号(生体情報)を時間的な区間ごとに適宜処理することで、三次元空間分布推定などに使用する信号(情報)の解析結果の精度を向上することが可能である。
具体例として、本実施形態に係る生体信号処理システム12では、MRIまたはCTの計測結果と磁気センサの計測結果との位置合わせが可能である。
例えば、解析に必要な心臓の位置は、MRIまたはCTで取得された心臓の情報をセンサ座標系(例えば、磁気センサに関して設定された座標系)に合わせ込むことで得られる。位置合わせの簡便な手法として、所定のマーカーを用いて、MRIまたはCTの座標系とセンサ座標系とを合わせ込む手法を用いることが可能である。
心磁図の解析において、心臓の位置は非常に重要な情報であるが、実際には呼吸による体動などにより心臓の位置などが時間的に変動しており、高精度の解析を実現するためには、このような変動が問題となり得る場合がある。また、同様に、心拍の周期での心臓の形状の変動も、問題となり得る場合がある。
本実施形態に係る生体信号処理システム12では、例えば、位置合わせに使用されるマーカーの特性(特徴)を、各種の周期に対応した時間的な区間ごとの特性(特徴)に分割し、2種類以上の生体信号(生体情報)を座標系により正確に合わせ込むことにより、心磁解析の高精度化を図ることが可能である。
例えば、解析に必要な心臓の位置は、MRIまたはCTで取得された心臓の情報をセンサ座標系(例えば、磁気センサに関して設定された座標系)に合わせ込むことで得られる。位置合わせの簡便な手法として、所定のマーカーを用いて、MRIまたはCTの座標系とセンサ座標系とを合わせ込む手法を用いることが可能である。
心磁図の解析において、心臓の位置は非常に重要な情報であるが、実際には呼吸による体動などにより心臓の位置などが時間的に変動しており、高精度の解析を実現するためには、このような変動が問題となり得る場合がある。また、同様に、心拍の周期での心臓の形状の変動も、問題となり得る場合がある。
本実施形態に係る生体信号処理システム12では、例えば、位置合わせに使用されるマーカーの特性(特徴)を、各種の周期に対応した時間的な区間ごとの特性(特徴)に分割し、2種類以上の生体信号(生体情報)を座標系により正確に合わせ込むことにより、心磁解析の高精度化を図ることが可能である。
ここで、本実施形態では、MRIおよび磁気センサによって検出することが可能なマーカーが用いられる場合を示したが、例えば、位置または移動量を特定することが可能な情報を検出するセンサがマーカーとして用いられてもよい。
具体例として、マーカーとして加速度センサが用いられてもよく、この場合、各マーカー(加速度センサ)により検出される信号に基づいて、当該各マーカーの移動量(位置の変動の量)を特定することが可能である。
生体信号計測装置11は、例えば、このような各マーカーの移動量の情報を含む生体信号(生体情報)を生体信号処理システム12に出力してもよい。
具体例として、マーカーとして加速度センサが用いられてもよく、この場合、各マーカー(加速度センサ)により検出される信号に基づいて、当該各マーカーの移動量(位置の変動の量)を特定することが可能である。
生体信号計測装置11は、例えば、このような各マーカーの移動量の情報を含む生体信号(生体情報)を生体信号処理システム12に出力してもよい。
また、生体における所定箇所(所定部分)である測定対象としては、任意の箇所が用いられてもよく、例えば、心臓ばかりでなく、脳などが用いられてもよい。
また、生体としては、例えば、人間ばかりでなく、人間以外の動物が用いられてもよい。
また、生体としては、例えば、人間ばかりでなく、人間以外の動物が用いられてもよい。
また、本実施形態では、生体信号の一例として、三次元のMRIの画像または三次元のCTの画像が用いられる場合を示したが、例えば、2次元のX線画像が用いられてもよい。
また、本実施形態では、磁気センサが用いられる場合を示したが、例えば、電界センサなどが用いられてもよい。
また、本実施形態では、磁気センサが用いられる場合を示したが、例えば、電界センサなどが用いられてもよい。
<構成例>
一構成例として、生体信号処理システム(図1の例では、生体信号処理システム12)は、生体における所定対象(例えば、心臓、脳など)に関する計測結果を取得する取得部(図1の例では、生体信号取得部131)と、当該所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する区間特定部(図1の例では、区間特定部151)と、取得部によって取得された計測結果について、区間特定部によって特定された区間に応じた処理を行う処理部(図1の例では、生体信号処理部152)と、を備える。
したがって、生体信号処理システムでは、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
一構成例として、生体信号処理システム(図1の例では、生体信号処理システム12)は、生体における所定対象(例えば、心臓、脳など)に関する計測結果を取得する取得部(図1の例では、生体信号取得部131)と、当該所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する区間特定部(図1の例では、区間特定部151)と、取得部によって取得された計測結果について、区間特定部によって特定された区間に応じた処理を行う処理部(図1の例では、生体信号処理部152)と、を備える。
したがって、生体信号処理システムでは、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
一構成例として、生体信号処理システムにおいて、区間特定部は、取得部によって取得された計測結果またはそれに関連する他の信号における所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、区間を特定する。
したがって、生体信号処理システムでは、所定対象に関する計測結果またはそれに関連する他の信号の変動に基づいて区間を特定し、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
したがって、生体信号処理システムでは、所定対象に関する計測結果またはそれに関連する他の信号の変動に基づいて区間を特定し、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
一構成例として、生体信号処理システムにおいて、計測結果または他の信号は、生体以外の指標(例えば、マーカーなど)の情報を含み、区間特定部は、当該指標の情報に基づいて、所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方を特定する。
したがって、生体信号処理システムでは、生体以外の指標を用いて、所定対象の時間的な変動を精度良く特定することが可能である。
したがって、生体信号処理システムでは、生体以外の指標を用いて、所定対象の時間的な変動を精度良く特定することが可能である。
一構成例として、生体信号処理システムにおいて、処理部は、計測結果と、所定対象に関する他の計測結果であって指標の情報を含む第2計測結果とで、所定対象の位置を合わせる処理を行う。
したがって、生体信号処理システムでは、所定対象に関する2つの計測結果について、当該所定対象の位置合わせを行うことができる。
なお、生体信号処理システムでは、所定対象に関する3つ以上の計測結果について、当該所定対象の位置合わせを行ってもよい。
したがって、生体信号処理システムでは、所定対象に関する2つの計測結果について、当該所定対象の位置合わせを行うことができる。
なお、生体信号処理システムでは、所定対象に関する3つ以上の計測結果について、当該所定対象の位置合わせを行ってもよい。
一構成例として、生体信号処理システムにおいて、計測結果と第2計測結果との一方は、MRIの計測結果、CTの計測結果、または、X線の計測結果である。計測結果と第2計測結果との他方は、磁気センサによる計測結果である。
したがって、生体信号処理システムでは、例えば、MRIの計測結果と磁気センサによる計測結果との位置合わせ、CTの計測結果と磁気センサによる計測結果との位置合わせ、X線の計測結果と磁気センサによる計測結果との位置合わせが可能である。
したがって、生体信号処理システムでは、例えば、MRIの計測結果と磁気センサによる計測結果との位置合わせ、CTの計測結果と磁気センサによる計測結果との位置合わせ、X線の計測結果と磁気センサによる計測結果との位置合わせが可能である。
一構成例として、生体信号処理システムにおいて、所定対象は、心臓、または、脳である。
したがって、生体信号処理システムでは、心臓または脳について、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
したがって、生体信号処理システムでは、心臓または脳について、生体信号の特徴的な区間ごとに適切な処理が行われることを可能とすることができる。
生体信号処理システムにおいて行われる処理を実現するプログラム(コンピュータープログラム)を実施することが可能である。
一構成例として、プログラムは、生体における所定対象に関する計測結果を取得する機能と、当該所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する機能と、取得された計測結果について、特定された区間に応じた処理を行う機能と、をコンピューターに実現させるためのプログラムである。
一構成例として、プログラムは、生体における所定対象に関する計測結果を取得する機能と、当該所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する機能と、取得された計測結果について、特定された区間に応じた処理を行う機能と、をコンピューターに実現させるためのプログラムである。
なお、以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能を実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、オペレーティングシステムあるいは周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD(Compact Disc)-ROM(Read Only Memory)等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーあるいはクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。当該揮発性メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)であってもよい。記録媒体は、例えば、非一時的記録媒体であってもよい。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイルであってもよい。差分ファイルは、差分プログラムと呼ばれてもよい。
また、以上に説明した任意の装置における任意の構成部の機能は、プロセッサーにより実現されてもよい。例えば、実施形態における各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサーと、プログラム等の情報を記憶するコンピューター読み取り可能な記録媒体により実現されてもよい。ここで、プロセッサーは、例えば、各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよく、あるいは、各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサーはハードウェアを含み、当該ハードウェアは、デジタル信号を処理する回路およびアナログ信号を処理する回路のうちの少なくとも一方を含んでもよい。例えば、プロセッサーは、回路基板に実装された1または複数の回路装置、あるいは、1または複数の回路素子のうちの一方または両方を用いて、構成されてもよい。回路装置としてはIC(Integrated Circuit)などが用いられてもよく、回路素子としては抵抗あるいはキャパシターなどが用いられてもよい。
ここで、プロセッサーは、例えば、CPUであってもよい。ただし、プロセッサーは、CPUに限定されるものではなく、例えば、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)等のような、各種のプロセッサーが用いられてもよい。また、プロセッサーは、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)によるハードウェア回路であってもよい。また、プロセッサーは、例えば、複数のCPUにより構成されていてもよく、あるいは、複数のASICによるハードウェア回路により構成されていてもよい。また、プロセッサーは、例えば、複数のCPUと、複数のASICによるハードウェア回路と、の組み合わせにより構成されていてもよい。また、プロセッサーは、例えば、アナログ信号を処理するアンプ回路あるいはフィルタ回路等のうちの1以上を含んでもよい。
以上、この開示の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1…生体信号計測システム、11…生体信号計測装置、12…生体信号処理システム、111…入力部、112…出力部、113…記憶部、114…制御部、131…生体信号取得部、141…表示部、151…区間特定部、152…生体信号処理部、153…表示制御部、171…区間分割部、172…周期特定部、201、2011、2111…生体信号、211…周期、231…第1期間、232…第2期間、233…第3期間、234…第4期間、235…第5期間、236…第6期間、311、321、331、711~714…生体情報、411…計測対象、511~515…マーカー、611~616、621、631、641、651、661…磁気センサ、2021、2121…所定パターン信号、3011、3111、3211…基準枠
Claims (7)
- 生体における所定対象に関する計測結果を取得する取得部と、
前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する区間特定部と、
前記取得部によって取得された前記計測結果について、前記区間特定部によって特定された区間に応じた処理を行う処理部と、
を備える生体信号処理システム。 - 前記区間特定部は、前記取得部によって取得された前記計測結果またはそれに関連する他の信号における前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、前記区間を特定する、
請求項1に記載の生体信号処理システム。 - 前記計測結果または前記他の信号は、前記生体以外の指標の情報を含み、
前記区間特定部は、前記指標の情報に基づいて、前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方を特定する、
請求項2に記載の生体信号処理システム。 - 前記処理部は、前記計測結果と、前記所定対象に関する他の計測結果であって前記指標の情報を含む第2計測結果とで、前記所定対象の位置を合わせる処理を行う、
請求項3に記載の生体信号処理システム。 - 前記計測結果と前記第2計測結果との一方は、MRIの計測結果、CTの計測結果、または、X線の計測結果であり、
前記計測結果と前記第2計測結果との他方は、磁気センサによる計測結果である、
請求項4に記載の生体信号処理システム。 - 前記所定対象は、心臓、または、脳である、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の生体信号処理システム。 - 生体における所定対象に関する計測結果を取得する機能と、
前記所定対象の時間的な位置の変動または時間的な形状の変動の少なくとも一方に基づいて、時間的な区間を特定する機能と、
取得された前記計測結果について、特定された区間に応じた処理を行う機能と、
をコンピューターに実現させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022052337A JP2023145063A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 生体信号処理システムおよびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022052337A JP2023145063A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 生体信号処理システムおよびプログラム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2023145063A true JP2023145063A (ja) | 2023-10-11 |
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ID=88253442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2022052337A Pending JP2023145063A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 生体信号処理システムおよびプログラム |
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Country | Link |
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-
2022
- 2022-03-28 JP JP2022052337A patent/JP2023145063A/ja active Pending
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