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胎児心電位信号抽出プログラム、胎児心電位信号判別装置及びこれを用いた妊婦見守りシステム

国内特許コード P150011201
掲載日 2015年1月28日
出願番号 特願2012-554691
登録番号 特許第6043920号
出願日 平成24年1月25日(2012.1.25)
登録日 平成28年11月25日(2016.11.25)
国際出願番号 JP2012000475
国際公開番号 WO2012102040
国際出願日 平成24年1月25日(2012.1.25)
国際公開日 平成24年8月2日(2012.8.2)
優先権データ
  • 特願2011-012886 (2011.1.25) JP
発明者
  • 小林 浩
  • 佐道 俊幸
  • 吉田 久
出願人
  • 公立大学法人奈良県立医科大学
  • 学校法人近畿大学
発明の名称 胎児心電位信号抽出プログラム、胎児心電位信号判別装置及びこれを用いた妊婦見守りシステム
発明の概要 胎児心電位信号抽出プログラムであって、複数の生体電位信号の中から、母体心電位信号の成分の大きい所定の生体電位信号を選択する選択機能と、複数の生体電位信号に対して独立成分分析を行う独立成分分析機能と、前記選択機能が選択した生体電位信号と独立成分分析の各出力信号とについて、周期的なピークを持つ信号をピークタイミング信号として検出する周期性信号検出機能と、前記選択機能が選択した生体電位信号のピークタイミング信号を基準入力とし、独立成分分析の出力信号のうちピークタイミング信号を比較入力とし、生体電位信号のピークタイミング信号とは異なるピークタイミングとなる出力信号を選択する出力信号選択機能と、選択した出力信号を出力する機能とをコンピュータに実現させる。
従来技術、競合技術の概要



妊娠中の母体から胎児の心拍を示す信号若しくは心電図そのものを検出することができれば、胎児の健康状態を観察することができる。また、これにより例えば、早産し易い状況を早期に発見することもできる。しかしながら、元々、胎児の信号は非常に微弱なものであり、それを、母体上で検出することは容易ではない。測定機器自身が持つノイズや、外来ノイズの影響も、さらに検出を困難にする。また、母体の腹部で検出できる胎児の信号は母体の信号と渾然一体となるので、胎児の信号を峻別することが難しい。





かかる困難を排除して胎児心電図信号を抽出するための方法・装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法・装置によれば、胎児の心拍の周期を検出する超音波センサを母体に取り付け、この超音波センサの出力から参照信号を生成する。また、母体の腹部及び胸部にもそれぞれ電極が取り付けられ、生体電位信号が検出される。そして、上記の参照信号に基づいて、生体電位信号から胎児心電図信号を抽出する、とされている。





なお、心電図ではないが、胎児の心拍を測定する装置として、一般に超音波ドップラー法に基づく測定装置が用いられている。このような測定装置は、妊婦の腹部に当てたプローブから超音波を発し、胎児の心臓の拍動を、ドップラー効果を利用して測定するよう構成されている。





また、妊婦の腹部において計測した生体電位データを独立成分分析することで、胎児心拍を特定する技術も開示されている(特許文献2参照)。特許文献2に開示されている技術では、心電位データを独立成分分析して得られた複数の独立信号の中から、それぞれの独立信号に見出される全エネルギーのパーセンテージを参照して、胎児心電位信号をオペレータが選択することが開示されている。





さらに別の技術として、妊婦の腹部において計測した生体電位データを独立成分分析し、母体心拍と胎児心拍とを心拍数の周波数帯域をもとに識別する技術や、母体心拍と胎児心拍とのそれぞれの心電位パターンのテンプレートとの相関をもとに母体心拍と胎児心拍とを識別する技術も提案されている(特許文献3参照)。

産業上の利用分野



本発明は、妊婦の母体から非侵襲的(痛みや危険を伴わず)に胎児の心拍を示す電位信号を判別し、取得する装置・方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の生体電位信号の中から、母体心電位信号の成分の大きい所定の生体電位信号を選択する選択機能と、
複数の生体電位信号に対して独立成分分析を行う独立成分分析機能と、
前記選択機能が選択した生体電位信号と独立成分分析の各出力信号とについて、周期的なピークを持つ信号をピークタイミング信号として検出する周期性信号検出機能と、
前記選択機能が選択した生体電位信号のピークタイミング信号を基準入力とし、独立成分分析の出力信号のうちピークタイミング信号を比較入力とし、前記選択機能が選択した生体電位信号のピークタイミング信号とは異なるピークタイミングとなる出力信号を選択する出力信号選択機能と、
選択した出力信号を出力する機能とをコンピュータに実現させるための胎児心電位信号抽出プログラム。

【請求項2】
前記周期性信号検出機能は、
選択した生体電位信号のエネルギー信号を取得する機能と、
エネルギー信号の所定のウィンドウ幅による移動平均信号を取得する機能と、
エネルギー信号のうち、移動平均信号よりも大きな値となる領域の信号をもとにピークを検出する機能と、
各ピーク間隔の分散が所定の基準分散値以下となる出力信号を、周期性があるピークタイミング信号とすることを特徴とする請求項1に記載のプログラム。

【請求項3】
前記出力信号選択機能は、
基準入力のピークタイミングを第1のピークタイミングとして各ピーク間隔の平均値である第1の平均値を取得する機能と、
比較入力された周期性がある出力信号のピークタイミングの各ピーク間隔の平均値である第2の平均値を取得する機能と、
第1の平均値と第2の平均値との差が所定の基準値以上となる信号を第1のピークタイミングとは異なるピークタイミングの出力信号として選択する機能とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載のプログラム。

【請求項4】
前記出力信号選択機能は、
第1の平均値と第2の平均値との差が所定の基準値以上となる信号が存在しない場合、比較入力された周期性がある出力信号のピークタイミングの位相が、基準入力のピークタイミングである第1のピークタイミングの位相と所定の基準位相差以上となる出力信号を、第1のピークタイミングとは異なるピークタイミングの出力信号として選択する機能をさらに含むことを特徴とする請求項に記載のプログラム。

【請求項5】
前記独立成分分析機能は、
複数の生体電子信号を独立成分に分離するための分離行列を計算する分離行列取得機能と、
分離行列を複数の生体電子信号に乗算して出力信号を取得する乗算機能とを含み、
分離行列が既知の場合は、分離行列を計算することなく、既知の分離行列を複数の生体電子信号に乗算して出力信号を取得することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のプログラム。

【請求項6】
母体及び胎児の双方に基づく複数の生体電位信号を取得するための複数の電極が取り付けられた妊婦帯と、
請求項1から5のいずれかに記載のプログラムを実行する携帯型情報処理装置であって前記妊婦帯を取り付ける妊婦が携帯可能な携帯型情報処理装置とを備え、
前記携帯型情報処理装置は、前記出力信号選択機能が選択した出力信号を表示することを特徴とする妊婦見守りシステム。

【請求項7】
母体及び胎児の双方に基づく複数の生体電位信号を取得するための複数の電極が取り付けられた妊婦帯と、
請求項1から5のいずれかに記載のプログラムを実行する情報処理装置であって、前記妊婦帯を取り付ける妊婦の家に設置される情報処理装置と、
通信回線を介して前記情報処理装置と接続するサーバーとを含むことを特徴とする妊婦見守りシステム。

【請求項8】
妊娠中の母体に取り付けられた複数の電極から、母体及び胎児の双方に基づく生体電位信号を取得する測定装置と、
前記生体電位信号の波形から母体心電位信号の周期を検出し、かつ、前記生体電位信号に独立成分分析を施して互いに周期が異なる複数の電位信号を取得し、当該複数の電位信号の周期を前記母体心電位信号の周期と比較して、より大きく異なる周期を持つ電位信号を胎児心電位信号とする情報処理装置と
を備えていることを特徴とする胎児心電位信号判別装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012554691thum.jpg
出願権利状態 登録


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