JP6038910B2 - 時間依存性圧力信号のフィルタリング - Google Patents
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Description
図1は、第1の流体含有サブシステムS1と第2の流体含有サブシステムS2との間に流体接続部Cが確立される流体含有システムを示す。流体接続部Cは、一方のサブシステムから他方のサブシステムに流体を送ることも、送らないこともできる。第1のパルス発生器3は、第1のサブシステムS1内の流体中で一連の圧力波を生成するように構成され、第2のパルス発生器3’は、第2のサブシステムS2内の流体中で一連の圧力波を生成するように構成されている。圧力センサ4aは、第1のサブシステムS1内の流体圧力を測定するように構成されている。第2のパルス発生器3’によって生成される圧力波は、第2のサブシステムS2から第1のサブシステムS1に、接続部Cを介して伝わり、したがって、第1のパルス発生器3から生じる第1のパルス(波形)に加えて、第2のパルス発生器3’から生じる第2のパルス(波形)が、圧力センサ4aによって検出される。第1のパルス発生器3と第2のパルス発生器3’のいずれか一方が複数のパルス発生デバイスを含みうることに留意されたい。さらに、任意のこのようなパルス発生デバイスは、それぞれのサブシステムS1、S2の一部であっても、一部でなくてもよい。
図2に示されるように、基準値は、圧力信号中の少なくとも1つの先行データサンプルを表す。したがって、「先行データサンプル」は、圧力信号中の、現在のデータサンプルより前のデータサンプルである。先行データサンプルは、たとえば、現在のデータサンプルの直前にあることがあり、または1つもしくは複数のパルス周期さかのぼることもある。「パルス周期」または「周期」は、第1のパルス発生器3の動作に関連して定義され、各周期は少なくとも1つの第1のパルスを含む。周期の定義はやや恣意的であることがあり、各第1のパルスが周期内の既知および/または予測可能な場所を有する限り、周期は任意の数の第1のパルスを含むことができることに留意されたい。一例では、第1の発生器は蠕動ポンプであり、周期は、回転子角度間隔に対応するポンプ部材の1つの完全な旋回またはポンプ部材の部分的な旋回を表すことができる(図4のポンプ3の回転子30を参照されたい)。蠕動ポンプは任意の数のローラを備えることができるが、典型的な数は2または3である。2つのローラを備えた蠕動ポンプに基づく以下の例では、当業者によく知られているように、各周期は、回転子およびそのローラのフル旋回(360度)と定義され、2つの第1のパルスを備え、各パルスは、2つのローラのうちの一方がチューブセグメントと係合して流体を押してチューブセグメントを通らせるときに生成される。ローラは円の周りに均等に分散させてもよく、対称性は、ローラの完全な回転を各ローラ間の周期に分割するために使用することができ、製造および設計上の違いにより、対称性に依拠するのではなくポンプ部材の完全な回転を使用することが有利になることがある。しかし、平衡のとれたローラを想定できる場合、周期は、単一の第1のパルスを含むように定義することができ、したがって、連続した周期は異なるローラと関連付けられる。
図3Bは、直前の先行パルス周期の対応する周期同期されたサンプルに基づく基準値が取得される第1の例を示す。図3Bは、現在のパルス周期中の第1の位置からの現在のデータサンプルC1と、現在のパルス周期中の現在のデータサンプルの相対的な場所に対応する、第1の先行パルス周期中の第1の位置からの1つの先行周期同期されたデータサンプルP11とを示す。蠕動ポンプを備えた例では、周期同期されたデータサンプルP11は、時間的に回転子の1つのフル回転前、すなわち360度前に対応するインスタンスで取得されている。
図3Dは第2の例を示し、複数の先行パルス周期の対応する周期同期されたサンプルは、基準値を取得するために使用される。図3Dは、現在のパルス周期中の第1の位置からの第1の現在のデータサンプルC1と、第1の現在のパルス周期中の第1の現在のデータサンプルの場所に対応する第1の先行パルス周期、第2の先行パルス周期、および第3の先行パルス周期中の位置からの、第1の先行周期同期されたデータサンプルP11、第2の先行周期同期されたデータサンプルP21、および第3の先行周期同期されたデータサンプルP31とを示す。基準値は、第1のデータサンプルP11、第2のデータサンプルP21、および第3のデータサンプルP31の集合として計算される。基準値を使用して、現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させ、第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない出力サンプルを生成する。
図3Hは、圧力信号中の現在のデータサンプルC1に隣接する2つの先行データサンプルP1NおよびP1N−1に基づいて基準値が取得される第3の例を示す。基準値は、2つの先行データサンプルP1NとP1N−1とを外挿することによって計算される。図9のフィルタ構造31は、M=2とΔ=1(すなわち、1時間ステップの遅延)とを設定することによって実施し、図3Hのデータ処理を達成することができる。乗算ブロックXにおいて、各先行データサンプルにそれぞれの重み係数(W1、…、WM)を乗じ、加算ブロックΣにおいて一括して加算し、外挿された基準値または予測された基準値
第4の例は、基準値の以前の計算からの平均値を第1の部分として、追加の値を第2の部分として共に再使用して新しい平均値を導出し、次に、この新しい平均値を現在のデータサンプルから減算する再帰的方法を含む。この手順は、各連続した時間ステップに対して繰り返し、圧力信号中に第2のパルスが存在する場合に第2のパルスを分離することができる。このような再帰型フィルタリングは、周期同期されたデータサンプルd(n−Δ)に基づいて各時点nに対してフィルタ32が基準値
カルマンフィルタは、概して、測定値から動的システムにおける状態を推定するために使用される。動的システムの構造によっては、システム構造についての知識を使用して1つの測定値だけから任意の数の状態を推定することが可能な場合がある。本明細書で用いる場合、mは状態の数を示す。状態空間形式で記述される離散時間における動的システムの概括的な構造(制御入力がなく、出力は1つ)は、
パルス周期内の各データサンプルdは、推定されるべきモデル内の1つの状態と関連付けられる。各時点において、これらのデータサンプルのうちの1つが、第2のパルスの影響も含む誤差と共に測定される。
上記の続きで、AとCの両方が一定のモデルを見つけることも可能である。このモデルは、次に行列PおよびベクトルKが上述のように前もって計算されうる一定値に収束するので、有利であろう。これは、どの点を測定するかを変更するにつれて状態の番号付けを連続して変化させることによって達成される。たとえば、現在測定されている状態は、一貫してx1と表記することができる。それぞれの新しいデータサンプルに対して、その後で、状態を再度番号付けする。たとえば、次の時間間隔において、第2の状態は第1の状態に設定され、第3の状態は第2の状態に設定され、最後の状態に至るまで以下同様であり、最後の状態は第1の状態に設定される。m=4(一例として)の場合、これは、
先の説明によれば、最後の要素を除くK個のベクトル要素はすべてゼロである。したがって、最後の推定値を除くすべての推定値は、更新されることなく再び番号付けされる。状態番号1は次の時間間隔における最後の状態であり、次の時間間隔では、現在の状態番号2が状態番号1になり、次いで次の時間間隔で更新されるので、最後の状態の次の値のみが、測定値dによって更新される。したがって、第1のパルス内の各点は、すべての状態の完全な1組の測定値ごとに1回更新される。Kベクトルが収束すると、
第1のパルス発生器および第2のパルス発生器からのパルスを備えることに加えて、たとえば透析器(図4の6を参照されたい)の透析液側からの影響または血液ラインおよび圧力センサの動きからの低速ドリフトに起因する成分も存在することがある。この低速ドリフトは、カルマンフィルタで1つまたは2つの余分な状態を使用することによって、モデルに含まれることができる。1つの余分な状態は、ドリフトの現在の大きさを表すために使用することができ、モデルは、その場合、このパラメータを他の状態と同じように状態として調整することができる。各ステップで白色雑音(v)を追加することによって、この余分な状態がやや変動すると仮定することも可能である。この雑音の共分散は、他の状態の共分散よりかなり大きく設定することができる。というのは、第1のパルスは、変化するドリフトより一定である可能性が高いからである。その場合、この余分な状態xm+1のモデルは、
上記で説明したカルマンフィルタ技法では、第1のパルスプロファイルのドリフトは別個の状態として推定され、第1のパルスに結合されない。この状態は、あらゆる測定雑音も組み込んでいるので、あまりすばやく変化させることはできない。さらに、P行列は、余分な状態をモデルに含めるとき、初期値が対角であったとしても、もはや対角ではなく、計算はより複雑になり、プロセッサを必要とする。
ポンプ回転のタイミングは、完全な回転とポンプローラ間の間隔の両方について、常に一定とは限らないことがあるので、先行データサンプルは、常に周期内で現在のデータサンプルと同じタイミングを有するとは限らないことがある。本明細書において「類似同期サンプリング」と表記される一実施形態では、これは、それぞれの周期上での現在のデータサンプルおよび先行データサンプルのアライメントを取得するために、タイムスケールを調整するように後処理によって、すなわちデータサンプルをリサンプリングすることによって、修正される。言い換えれば、ポンプ回転と同期することなく(または不十分に同期して)圧力信号から取得される(サンプリングされる)第1のデータサンプルは、第1のデータサンプル間の内挿を使用して各周期内のそれぞれの所与のタイミング(場所)における信号値を生成するリサンプリングに供される。
以下では、体外血流回路は、図1の第1のサブシステムS1の一例として図4を参照して示される。図4では、体外血流回路20は、透析に使用するタイプのものである。体外血流回路20は、接続システムCによってヒト被験者(患者)の心血管系に接続される。心血管系は、図1の第2のサブシステムS2に相当する。接続システムCは、血液抽出のための動脈アクセスデバイス1(本明細書では、動脈針の形をとる)と、接続チューブセグメント2aと、コネクタC1aとを備える。接続システムCは、血液を再び戻すための静脈アクセスデバイス14(本明細書では、静脈針の形をとる)と、接続チューブセグメント12bと、コネクタC2aも備える。コネクタC1a、C2aはそれぞれ、回路20と動脈針1および静脈針14との間の血流路を形成するように回路20内の対応するコネクタC1b、C2bとの着脱可能なまたは恒久的な係合を提供するように構成されている。コネクタC1a、C1b、C2a、C2bは、いかなる既知のタイプであってもよい。
以下に、本出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記1] 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から取得される時間依存性圧力信号を処理するためのデバイスであって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記デバイスが、
前記圧力信号に対する入力(28)と、
前記入力(28)に接続され、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得すること、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、前記圧力信号中の1つまたは複数の他のパルス周期内の周期同期されたデータサンプルの関数として基準値を計算することであって、前記周期同期されたデータサンプルが、前記現在のパルス周期内の前記現在のデータサンプルの場所に対応する前記1つまたは複数の他のパルス周期内の場所を有するために取得される、計算すること、および
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して取得される前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させること
を行うように構成された信号処理器(25a)と
を備える、デバイス。
[付記2] 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、隣接するパルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルの関数として計算するように構成されている、付記1に記載のデバイス。
[付記3] 前記信号処理器(25a)が、前記隣接するパルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルに等しい前記基準値を設定するように構成されている、付記2に記載のデバイス。
[付記4] 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、前記周期同期されたデータサンプルと、隣接するパルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルに隣接する1つまたは複数のデータサンプルの集合として計算するように構成されている、付記1または2に記載のデバイス。
[付記5] 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、少なくとも2つの他のパルス周期内の周期同期されたデータサンプルの集合として計算するように構成されている、付記1または2に記載のデバイス。
[付記6] 前記信号処理器(25a)が、前記少なくとも2つの他のパルス周期内の各周期同期されたデータサンプルに隣接する1つまたは複数のデータサンプルを含むように前記集合を計算するように構成されている、付記5に記載のデバイス。
[付記7] 前記信号処理器(25a)が、前記集合を、データサンプルの加算として計算するように構成されている、付記4から6のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記8] 前記信号処理器(25a)が、前記加算において各データサンプルに重み係数を適用するように構成されている、付記7に記載のデバイス。
[付記9] 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルと前記現在の出力サンプルとの差に基づいて各重み係数を適応的に決定するように構成された適応フィルタ(36)を備える、付記8に記載のデバイス。
[付記10] 前記信号処理器(25a)が、前記基準値に対応し先行パルス周期において計算される先行基準値を更新することによって、前記集合を再帰的に計算するように構成されている、付記5に記載のデバイス。
[付記11] 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、前記先行基準値および前記先行パルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルと前記先行基準値との差の関数として計算するように構成されている、付記10に記載のデバイス。
[付記12] 前記現在のパルス周期内で取得される現在のデータサンプルの時系列を入力として受け取って前記現在のパルス周期における基準値の時系列を表す1組の状態を推定するように構成されたカルマンフィルタ(32)をさらに備える、付記5、10、または11に記載のデバイス。
[付記13] 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルと前記周期同期されたデータサンプルとの差値を計算し、前記現在のパルス周期内の前記現在のデータサンプルの場所に対応する1つまたは複数の先行パルス周期内の場所を有するために取得される周期同期された出力サンプルに重み係数を適用することによって重み付けされたフィードバック値を生成し、前記現在の出力サンプルを、前記差値と前記重み付けされたフィードバック値の合計として生成するように構成され、前記重み係数が、前記信号処理器(25a)が前記カルマンフィルタを実施するように選択される、付記12に記載のデバイス。
[付記14] 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルを、前記圧力信号中の近接する圧力値間の差として取得するように構成されている、付記10から13のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記15] 前記信号処理器(25a)が、前記圧力信号から第1のデータサンプルを取得し、前記現在のパルス周期内のそれぞれの場所に関する前記第1のデータサンプル間の内挿によってそれぞれの現在のデータサンプルを取得するように構成されている、付記1から14のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記16] 前記信号処理器(25a)が、前記パルス周期と同期する前記現在のデータサンプルを取得するように構成されている、付記1から15のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記17] 前記第1のパルス発生器(3)の前記パルス周期を表す同期信号に対する入力(28)をさらに備え、前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルを取得すること、前記基準値を計算すること、および前記減算アルゴリズムを動作させることのうちの少なくとも1つにおいて、前記同期信号に応答する、付記1から16のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記18] 前記流体含有システムが、体外血液処理装置、ヒト被験者の心血管系、および前記体外処理装置と前記心血管系との間の流体接続部(C)を備え、前記第1のパルス発生器(3)が前記体外処理装置に結び付けられ、前記第2のパルス発生器(3’)が前記ヒト被験者に結び付けられる、付記1から17のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記19] 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルを繰り返し取得し、前記現在のパルス周期内の前記少なくとも1つの第1のパルスの推定される時間的プロファイルを形成する基準値の時系列を生成するために前記基準値を計算するように構成されている、付記1から18のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記20] 前記信号処理器(25a)が、前記第2のパルスの時間的プロファイルを形成する現在の出力サンプルの時系列を生成するために前記減算アルゴリズムを動作させるように構成されている、付記1、2、4から19のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記21] 前記信号処理器(25a)が、それぞれの現在のパルス周期に対して少なくとも3つの出力サンプルを生成するように構成されている、付記1から20のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記22] 前記第1のパルス発生器(3)が、少なくとも1つのローラ(3a、3b)を有する回転子(30)を備える蠕動ポンプを備え、各パルス周期が前記回転子(30)のフル回転に相当する、付記1から21のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記23] 前記第1のパルス発生器(3)が、いくつかのローラ(3a、3b)を有する回転子(30)を備える蠕動ポンプを備え、前記回転子(30)の各フル回転が、ローラ(3a、3b)の数と同じ数のパルス周期を生成する、付記1から22のいずれか一項に記載のデバイス。
[付記24] 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理するためのデバイスであって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記デバイスが、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得するための手段(28、25a)と、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、前記圧力信号中の1つまたは複数の他のパルス周期内の周期同期されたデータサンプルの関数として基準値を計算するための手段(32;36)であって、前記周期同期されたデータサンプルが、前記現在のパルス周期内の前記現在のデータサンプルの場所に対応する前記1つまたは複数の他のパルス周期内の場所を有するために取得される、手段(32;36)と、
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して取得される前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させるための手段(31)と
を備えるデバイス。
[付記25] 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理するためのデバイスであって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記デバイスが、
前記圧力信号に対する入力(28)と、
前記入力(28)に接続され、
前記圧力信号中の前記現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得すること、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、基準値を前記現在のデータサンプルの推定値として計算することであって、前記推定値が、前記圧力信号中の前記現在のデータサンプル近傍の少なくとも2つのデータサンプルに基づく予測によって計算される、計算すること、および
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させること
を行うように構成された信号処理器(25a)と
を備えるデバイス。
[付記26] 前記信号処理器(25a)が、前記少なくとも2つのデータサンプルのそれぞれに重み係数を適用することによって前記予測を計算するように構成されている、付記25に記載のデバイス。
[付記27] 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルと前記現在の出力サンプルとの差に基づいて各重み係数を適応的に決定するように構成された適応フィルタ(36)を備える、付記26に記載のデバイス。
[付記28] 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理するためのデバイスであって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記デバイスが、
前記圧力信号中の前記現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得するための手段(28、25a)と、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、基準値を前記現在のデータサンプルの推定値として計算するための手段(32;36)であって、前記推定値が、前記圧力信号中の前記現在のデータサンプル近傍の少なくとも2つのデータサンプルに基づく予測によって計算される、手段(32;36)と、
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させるための手段(31)と
を備えるデバイス。
[付記29] ヒト被験者の血管アクセス部(3)と流体連通して接続され、前記ヒト被験者の心血管系から血液処理デバイス(6)を通して前記心血管系に戻す血液を循環させるように動作可能であるように構成された体外流体回路(1)を備え、付記1から28のいずれか一項に記載のデバイスをさらに備える、血液処理のための装置。
[付記30] 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理する方法であって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記方法が、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得することと、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、前記圧力信号中の1つまたは複数の他のパルス周期内の周期同期されたデータサンプルの関数として基準値を計算することであって、前記周期同期されたデータサンプルが、前記現在のパルス周期内の前記現在のデータサンプルの場所に対応する前記1つまたは複数の他のパルス周期内の場所を有するために取得される、計算することと、
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させることと
を備える方法。
[付記31] 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理する方法であって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記方法が、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得することと、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、基準値を前記現在のデータサンプルの推定値として計算することであって、前記推定値が、前記圧力信号中の前記現在のデータサンプル近傍の少なくとも2つのデータサンプルに基づく予測によって計算される、計算することと
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が本質的にない現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させることと
を備える方法。
[付記32] プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに付記30または31に記載の方法を実行させるコンピュータ命令を備えるコンピュータ可読媒体。
Claims (21)
- 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から取得される時間依存性圧力信号を処理するためのデバイスであって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記デバイスが、
前記圧力信号に対する入力(28)と、
前記入力(28)に接続され、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得すること、ここで前記圧力信号は前記第1のパルスに重ねられた第2のパルスを含む、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルについて、前記圧力信号中の1つまたは複数の周期同期されたデータサンプルを取得することと、ここで、各周期同期されたデータサンプルは前記圧力信号中の先行するまたは後続のパルス周期中で取得され、前記現在のパルス周期中の前記現在のデータサンプルの位置に対応する前記先行するまたは後続のパルス周期中の位置を有する、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、前記1つまたは複数の周期同期されたデータサンプルの関数として基準値を計算すること、および
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が抑制された現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して取得される前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させること
を行うように構成された信号処理器(25a)と
を備える、デバイス。 - 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、隣接するパルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルの関数として計算するように構成されている、請求項1に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、前記周期同期されたデータサンプルと、隣接するパルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルに隣接する1つまたは複数のデータサンプルの集合として計算するように構成されている、請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、少なくとも2つの他のパルス周期内の周期同期されたデータサンプルの集合として計算するように構成されている、請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記少なくとも2つの他のパルス周期内の各周期同期されたデータサンプルに隣接する1つまたは複数のデータサンプルを含むように前記集合を計算するように構成されている、請求項4に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記集合を、データサンプルの加算として計算し、前記加算において各データサンプルに重み係数を適用するように構成されている、請求項3から5のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルと前記現在の出力サンプルとの差に基づいて各重み係数を適応的に決定するように構成された適応フィルタ(36)を備える、請求項6に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記基準値に対応し先行パルス周期において計算される先行基準値を更新することによって、前記集合を再帰的に計算するように構成されている、請求項4に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記基準値を、前記先行基準値および前記先行パルス周期内の前記周期同期されたデータサンプルと前記先行基準値との差の関数として計算するように構成されている、請求項8に記載のデバイス。
- 前記現在のパルス周期内で取得される現在のデータサンプルの時系列を入力として受け取って前記現在のパルス周期における基準値の時系列を表す1組の状態を推定するように構成されたカルマンフィルタ(32)をさらに備える、請求項4、8、または9に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルと前記周期同期されたデータサンプルとの差値を計算し、前記現在のパルス周期内の前記現在のデータサンプルの場所に対応する1つまたは複数の先行パルス周期内の場所を有するために取得される周期同期された出力サンプルに重み係数を適用することによって重み付けされたフィードバック値を生成し、前記現在の出力サンプルを、前記差値と前記重み付けされたフィードバック値の合計として生成するように構成され、前記重み係数が、前記信号処理器(25a)が前記カルマンフィルタを実施するように選択される、請求項10に記載のデバイス。
- 前記第1のパルス発生器(3)の前記パルス周期を表す同期信号に対する入力(28)をさらに備え、前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルを取得すること、前記基準値を計算すること、および前記減算アルゴリズムを動作させることのうちの少なくとも1つにおいて、前記同期信号に応答する、請求項1から11のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルを繰り返し取得し、前記現在のパルス周期内の前記少なくとも1つの第1のパルスの推定される時間的プロファイルを形成する基準値の時系列を生成するために前記基準値を計算するように構成されている、請求項1から12のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記第2のパルスの時間的プロファイルを形成する現在の出力サンプルの時系列を生成するために前記減算アルゴリズムを動作させるように構成されている、請求項1から13のいずれか一項に記載のデバイス。
- 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理するためのデバイスであって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記デバイスが、
前記圧力信号に対する入力(28)と、
前記入力(28)に接続され、
前記圧力信号中の前記現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得すること、ここで前記圧力信号は前記第1のパルスに重ねられた第2のパルスを含む、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、基準値を前記現在のデータサンプルの推定値として計算することであって、前記推定値が、前記圧力信号中の前記現在のデータサンプルに隣接した少なくとも2つのデータサンプルに基づく予測によって計算される、計算すること、および
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が抑制された現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させること
を行うように構成された信号処理器(25a)と
を備えるデバイス。 - 前記信号処理器(25a)が、前記少なくとも2つのデータサンプルのそれぞれに重み係数を適用することによって前記予測を計算するように構成されている、請求項15に記載のデバイス。
- 前記信号処理器(25a)が、前記現在のデータサンプルと前記現在の出力サンプルとの差に基づいて各重み係数を適応的に決定するように構成された適応フィルタ(36)を備える、請求項16に記載のデバイス。
- ヒト被験者の血管アクセス部(3)と流体連通して接続され、前記ヒト被験者の心血管系から血液処理デバイス(6)を通して前記心血管系に戻す血液を循環させるように動作可能であるように構成された体外流体回路(1)を備え、請求項1から28のいずれか一項に記載のデバイスをさらに備える、血液処理のための装置。
- 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理する方法であって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記方法が、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得することと、ここで前記圧力信号は前記第1のパルスに重ねられた第2のパルスを含む、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルについて、前記圧力信号中の1つまたは複数の周期同期されたデータサンプルを取得することと、ここで、各周期同期されたデータサンプルは前記圧力信号中の先行するまたは後続のパルス周期中で取得され、前記現在のパルス周期中の前記現在のデータサンプルの位置に対応する前記先行するまたは後続のパルス周期中の位置を有する、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、前記1つまたは複数の周期同期されたデータサンプルの関数として基準値を計算すること、および
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が抑制された現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させることと
を備える方法。 - 第1のパルス発生器(3)と第2のパルス発生器(3’)とに結び付けられた流体含有システム内の圧力センサ(4a〜4d)から得られる時間依存性圧力信号を処理する方法であって、前記圧力センサ(4a〜4d)が、前記第1のパルス発生器(3)から生じる第1のパルスと前記第2のパルス発生器(3’)から生じる第2のパルスとを検出するように前記流体含有システムにおいて構成され、前記第1のパルス発生器(3)がパルス周期の系列において動作し、各パルス周期の結果として少なくとも1つの第1のパルスが生じ、前記方法が、
前記圧力信号中の現在のパルス周期内の現在のデータサンプルを繰り返し取得することと、ここで前記圧力信号は前記第1のパルスに重ねられた第2のパルスを含む、
前記現在のパルス周期内のそれぞれの現在のデータサンプルに対して、基準値を前記現在のデータサンプルの推定値として計算することであって、前記推定値が、前記圧力信号中の前記現在のデータサンプルに隣接した少なくとも2つのデータサンプルに基づく予測によって計算される、計算することと
前記少なくとも1つの第1のパルスに起因する信号成分が抑制された現在の出力サンプルを生成するように、前記現在のデータサンプルに対して得られる前記基準値を入力として使用して、前記現在のデータサンプルに対して減算アルゴリズムを動作させることと
を備える方法。 - プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに請求項19または20に記載の方法を実行させるコンピュータ命令を備えるコンピュータ可読媒体。
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