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公開番号2024058689
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-26
出願番号2024018860,2022501984
出願日2024-02-09,2021-02-18
発明の名称信号復元システム、信号復元方法、及びコンピュータに信号復元方法を実行させるためのプログラム
出願人データソリューションズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A61B 5/11 20060101AFI20240419BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】心拍の動作を示す信号を精度よく復元する。
【解決手段】本信号復元システムは、心拍の動作を示す第1心拍信号を取得する信号取得部1F11と、前記第1心拍信号に対して第1バンドパスフィルタ処理を行って第1信号を生成する第1バンドパスフィルタ部1F12と、前記第1信号が示す前記心拍の周波数強度を積分して積分値を計算する積分計算部1F13と、時間に対して前記積分値を示す第2信号に対して第2バンドパスフィルタ処理を行って第3信号を生成する第2バンドパスフィルタ部1F14と、前記第3信号を所定時間ごとに区切って生成される第1データに基づいて、心拍の動作を示す復元信号を生成する復元信号生成部1F17とを含む。
【選択図】図20
特許請求の範囲【請求項１】
心拍の動作を示す第１心拍信号を取得する信号取得部と、
前記第１心拍信号に対して第１バンドパスフィルタ処理を行って第１信号を生成する第１バンドパスフィルタ部と、
前記第１信号が示す前記心拍の周波数強度を積分して積分値を計算する積分計算部と、
時間に対して前記積分値を示す第２信号に対して第２バンドパスフィルタ処理を行って第３信号を生成する第２バンドパスフィルタ部と、
前記第３信号を所定時間ごとに区切って生成される第１データに基づいて、心拍の動作を示す復元信号を生成する復元信号生成部と
を含む信号復元システム。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記復元信号生成部は、心拍の１周期におけるＱ波、Ｒ波、Ｓ波、及び、Ｔ波を復元又は強調する前記復元信号を生成する
請求項１に記載の信号復元システム。
【請求項３】
前記信号取得部は、ドップラーレーダによって前記第１心拍信号を取得する
請求項１又は２に記載の信号復元システム。
【請求項４】
前記第１信号に基づいて、時間と前記第１信号に含まれる周波数強度との関係を示すスペクトログラムを生成するスペクトログラム変換部を更に含み、
前記積分計算部は、前記スペクトログラムが示す前記周波数強度を積分して前記積分値を計算する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号復元システム。
【請求項５】
前記第１バンドパスフィルタ処理は、前記第２バンドパスフィルタ処理より減衰の対象外とする周波数帯が広く設定される
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号復元システム。
【請求項６】
前記第１バンドパスフィルタ処理は、８乃至３０Ｈｚの周波数帯以外を減衰させ、
前記第２バンドパスフィルタ処理は、０．５乃至１０．０Ｈｚの周波数帯以外を減衰させる
請求項５に記載の信号復元システム。
【請求項７】
前記復元信号生成部は、ＬＳＴＭを含むことを特徴とする
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号復元システム。
【請求項８】
前記ＬＳＴＭは、３層の構造である
請求項７に記載の信号復元システム。
【請求項９】
前記ＬＳＴＭは、双方向の構成であるＢｉ－ＬＳＴＭである
請求項７又は８に記載の信号復元システム。
【請求項１０】
前記ＬＳＴＭを用いた機械学習により前記復元信号生成部のパラメータを設定するパラメータ設定部を更に含む
請求項７乃至９のいずれか１項に記載の信号復元システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＩを用いた信号復元システム、信号復元方法、プログラム、及び、信号生成システムに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＡＩ（ＡｒｔｉｆｉｃｉａｌＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を用いて、被験者を計測したデータから、心拍の動作等の生体情報を示す信号を復元する方法が知られている。
【０００３】
例えば、まず、システムは、Ｇｅｏｐｈｏｎｅｓｅｎｓｏｒを用いて被験者を計測し、信号を生成する。そして、システムは、生成する信号に対して、ＲＮＮ（ＲｅｃｕｒｒｅｎｔＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋ）を適用する。このようにして、心臓の動きを示す電気的な信号を復元する方法が知られている（例えば、非特許文献１等）。
【０００４】
ほかにも、計測システムが、ドップラーレーダによって計測する大動脈脈波に基づいて、ｐｕｌｓｅｔｒａｎｓｉｔｔｉｍｅ（以下「ＰＴＴ」いう。）を計算する。特に、血圧と相関の高い頸動脈－大腿骨間のＰＴＴ（ｃａｒｏｔｉｄ－ｆｅｍｏｒａｌＰＴＴ、以下「ＰＴＴ
ｃｆ
」という。）を計算して、収縮期血圧（ｓｙｓｔｏｌｉｃｂｌｏｏｄｐｒｅｓｓｕｒｅ、以下「ＳＢＰ」という。）を求める方法が知られている（例えば、非特許文献２等）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
Ｐｏｓｔｅｒ：ＤｅｅｐＥＣＧＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＵｓｉｎｇａＢｅｄ－ａｔｔａｃｈｅｄＧｅｏｐｈｏｎｅ，ＪａｅＹｅｏｎＰａｒｋ，ＨｙｅｏｎＣｈｏ１，ＷｏｎｊｕｎＨｗａｎｇ，ＲａｊｅｓｈＫｒｉｓｈｎａＢａｌａｎ，ａｎｄＪｅｏｎｇＧｉｌＫｏ，ＭｏｂｉＳｙｓ'１９，Ｊｕｎｅ１７―２１,２０１９，Ｓｅｏｕｌ，Ｋｏｒｅａ
Ｎｏｎ―ｃｏｎｔａｃｔＢｅａｔ－ｔｏ－ｂｅａｔＢｌｏｏｄＰｒｅｓｓｕｒｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｓｉｎｇＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅＤｏｐｐｌｅｒＲａｄａｒ，ＨｅｎｇＺｈａｏ，ＸｕＧｕ，ＨｏｎｇＨｏｎｇ，ＹｕｓｈｅｎｇＬｉ，ＸｉａｏｈｕａＺｈｕ，ａｎｄＣｈａｎｇｚｈｉＬｉ，２０１８ＩＥＥＥ／ＭＴＴ―ＳＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｉｃｒｏｗａｖｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，２０Ａｕｇｕｓｔ２０１８.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、心拍の動作（「心拍」又は「心臓の動作」と表現される場合もある。以下「心拍の動作」という。）を示す信号を精度よく復元することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本信号復元システムは、
心拍の動作を示す第１心拍信号を取得する信号取得部と、
前記第１心拍信号に対して第１バンドパスフィルタ処理を行って第１信号を生成する第１バンドパスフィルタ部と、
前記第１信号が示す前記心拍の周波数強度を積分して積分値を計算する積分計算部と、
時間に対して前記積分値を示す第２信号に対して第２バンドパスフィルタ処理を行って第３信号を生成する第２バンドパスフィルタ部と、
前記第３信号を所定時間ごとに区切って生成される第１データに基づいて、心拍の動作を示す復元信号を生成する復元信号生成部と
を含むことを要件とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、心拍の動作を示す信号を精度よく復元できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態の全体構成例を示す図である。
ドップラーレーダの例を示す図である。
情報処理装置の例を示す図である。
第１実施形態の全体処理例を示す図である。
第１心拍信号の例を示す図である。
スペクトログラムの例を示す図である。
積分値の例を示す図である。
学習モデルのネットワーク構造例を示す図である。
入力値の例を示す図である。
出力値の例を示す図である。
復元信号の生成例を示す図である。
心拍の１周期におけるＱ波、Ｒ波、Ｓ波、及び、Ｔ波の例を示す図である。
０．５Ｈｚ乃至２．０Ｈｚのバンドパスフィルタを適用した例を示す図である。
０．５Ｈｚ乃至１０．０Ｈｚのバンドパスフィルタを適用した例を示す図である。
第１実施形態の実験諸元を示す表である。
実験における比較例を示す図である。
ピークの誤差平均を示す図である。
ＱＲＳ間隔、ＱＴ間隔、及び、ＲＲＩの比較例を示す図である。
ＱＲＳ間隔、及び、ＱＴ間隔における誤差を示す図である。
第１実施形態における機能構成例を示す図である。
大動脈脈波の例を示す図である。
「ＰＴＴ
ｃｆ
」と血圧の関係例を示す図である。
理想状態における大動脈脈波信号の例を示す図である。
第２実施形態の全体処理例を示す図である。
第２学習データの生成に用いるノイズ成分の例を示す図である。
第２実施形態の学習データを生成した条件を示す表である。
第２実施形態の実行用のデータを生成した条件を示す表である。
血圧と「ＰＴＴ
ｃｆ
」の散布図及び近似直線を示す図である。
第１区間「Ｔ
１
」及び第２区間「ＥＤ」を計算できない波形の割合を計算した結果及び相関係数の計算結果を示す図である。
「真値」の血圧と推定結果が示す血圧の誤差を実験した結果を示す図である。
「真値」の血圧と推定結果が示す血圧の誤差を実験した結果を示す図である。
第２実施形態における機能構成例を示す図である。
ドップラーレーダで計測するＩＱデータの例である。
ＥＣＧ信号との比較した結果の例を示す図である。
第１推定結果を示す図である。
第２推定結果を示す図である。
第３推定結果を示す図である。
第４推定結果を示す図である。
第５推定結果を示す図である。
第６推定結果を示す図である。
第７推定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための最適かつ最小限な形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一の符号を付す場合には、同様の構成であることを示し、重複する説明を省略する。また、図示する具体例は、例示であり、図示する以外の構成が更に含まれる構成であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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