JPH1052409A - 電磁妨害除去のための濾波装置および濾波方法 - Google Patents
電磁妨害除去のための濾波装置および濾波方法Info
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- JPH1052409A JPH1052409A JP9065983A JP6598397A JPH1052409A JP H1052409 A JPH1052409 A JP H1052409A JP 9065983 A JP9065983 A JP 9065983A JP 6598397 A JP6598397 A JP 6598397A JP H1052409 A JPH1052409 A JP H1052409A
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
-
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】事象期間のうち注目信号が存在する事象区間か
らの電磁妨害（ＥＭＩ）を効果的に濾波する。 【解決手段】事象期間を注目信号の存在しない静穏区間
を決定し、静穏区間内での入力信号力をスペクトル分析
してＥＭＩ周波数を測定する。測定結果に基づき、ＥＭ
Ｉを推定し、推定したＥＭＩを事象区間の信号から差し
引き、ＥＭＩの減少している事象区間の信号を得る。
らの電磁妨害（ＥＭＩ）を効果的に濾波する。 【解決手段】事象期間を注目信号の存在しない静穏区間
を決定し、静穏区間内での入力信号力をスペクトル分析
してＥＭＩ周波数を測定する。測定結果に基づき、ＥＭ
Ｉを推定し、推定したＥＭＩを事象区間の信号から差し
引き、ＥＭＩの減少している事象区間の信号を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は信号の濾波に関するもの
であり、更に詳細には、各々が、意味のある信号を有す
る事象区間と信号が存在しない静穏区間を備えている事
象期間の信号から電磁妨害を除去することに関する。
であり、更に詳細には、各々が、意味のある信号を有す
る事象区間と信号が存在しない静穏区間を備えている事
象期間の信号から電磁妨害を除去することに関する。
【０００２】
【従来の技術】物体からの信号（たとえば、患者からの
ＥＣＧなどの生理学的信号）のディジタル記録にはしば
しば不要な電磁妨害（ＥＭＩ）が含まれている。濾波し
てＥＭＩを除去し、埋もれている信号（たとえば、生理
学的信号）を抽出し、続いて所期の処理ができるように
することが望ましい。
ＥＣＧなどの生理学的信号）のディジタル記録にはしば
しば不要な電磁妨害（ＥＭＩ）が含まれている。濾波し
てＥＭＩを除去し、埋もれている信号（たとえば、生理
学的信号）を抽出し、続いて所期の処理ができるように
することが望ましい。
【０００３】信号中の大きなＥＭＩは普通、正弦波電力
線（「本線」）のなす結果である。したがってＥＭＩの
大部分は記録波形内に電力線周波数と二、三の高調波の
正弦波として現われる。電力線妨害を除去する典型的方
法は波形をそのノッチ（阻止帯）が電力線周波数にある
ディジタル・ノッチ濾波装置で処理することである。電
力線周波数の高調波は一個の固定ノッチにより除去でき
ないから、周波数の異なる一連のノッチ濾波装置を有す
る「櫛形」濾波装置を用いることが多い。しかし、ノッ
チ濾波装置および櫛形濾波装置から成るディジタルおよ
びアナログの装置には共に多数の短所がある。第１に、
ノッチ濾波装置は「リンギングを発生」し、濾波プロセ
スそれ自身による不要な信号歪みが生ずる。加えて、ノ
ッチを狭くするにつれて、リングする傾向が大きくな
る。櫛形濾波装置はノッチ濾波装置のリンギング効果を
倍増する。
線（「本線」）のなす結果である。したがってＥＭＩの
大部分は記録波形内に電力線周波数と二、三の高調波の
正弦波として現われる。電力線妨害を除去する典型的方
法は波形をそのノッチ（阻止帯）が電力線周波数にある
ディジタル・ノッチ濾波装置で処理することである。電
力線周波数の高調波は一個の固定ノッチにより除去でき
ないから、周波数の異なる一連のノッチ濾波装置を有す
る「櫛形」濾波装置を用いることが多い。しかし、ノッ
チ濾波装置および櫛形濾波装置から成るディジタルおよ
びアナログの装置には共に多数の短所がある。第１に、
ノッチ濾波装置は「リンギングを発生」し、濾波プロセ
スそれ自身による不要な信号歪みが生ずる。加えて、ノ
ッチを狭くするにつれて、リングする傾向が大きくな
る。櫛形濾波装置はノッチ濾波装置のリンギング効果を
倍増する。
【０００４】ノッチ濾波装置の他の短所は、埋もれた注
目信号とＥＭＩとの間に周波数範囲の重なりがあると、
注目信号のなかのノッチ周波数成分をすべて除去すると
いうことである。ノッチ濾波装置または櫛形濾波装置の
なお他の短所はそれらが妨害の変化に適応しないという
ことである。電力線妨害はしばしば公称周波数の周りで
変化する。固定周波数ノッチ濾波装置は変化するＥＭＩ
周波数に適応しないから、広いノッチが必要である。し
かし、広いノッチは信号の歪みをより大きくする。
目信号とＥＭＩとの間に周波数範囲の重なりがあると、
注目信号のなかのノッチ周波数成分をすべて除去すると
いうことである。ノッチ濾波装置または櫛形濾波装置の
なお他の短所はそれらが妨害の変化に適応しないという
ことである。電力線妨害はしばしば公称周波数の周りで
変化する。固定周波数ノッチ濾波装置は変化するＥＭＩ
周波数に適応しないから、広いノッチが必要である。し
かし、広いノッチは信号の歪みをより大きくする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】加算ノイズまたは妨害
を各種形式の信号から除去する適応濾波方法が開発され
ている（Ｗidrow他の「適応ノイズ消去：原理と応用（A
daptive Noise Canceling: Principles and Applicatio
ns)」、Proc. IEEE、Vol.63,No.12,pp.1692-1716、197
5；Ｗidrow他著:「適応信号処理（Adaptive Signal Pro
cessing)」、New Jersey, Prentice-Hall、1985；Ｈayk
in, S.著:「適応濾波装置の理論(AdaptiveFilter Theor
y)」、New Jersey, Prentice-Hall、1985）。これらの
方法は変化する妨害周波数に適応するように設計されて
いる。多数の用途に適しているが、このような適応濾波
方法にも短所がある。適応ノイズ濾波装置は普通「空間
ダイバーシチ」に頼っている。すなわち、それらは参照
入力を作るのに信号に無関係の雑音/妨害「センサ」を
必要とする。この参照入力には妨害だけが入っていなけ
ればならず、これを一次入力に存在する妨害と関係付け
なければならない。多数の用途で 1）所要参照入力を作
ること2）参照入力を確実に一次雑音に関係付けるこ
と、または 3）参照入力に有意の量の一次信号を入れな
い（「混信させない」）こと、を実現することはできな
い。更に、妨害の振幅または周波数のおおきな短期変化
があれば、適応濾波装置の収束速度は妨害を追跡できな
い恐れがある。その結果、濾波装置の性能が不充分とな
り、実際に妨害を招いてしまうことがある。その他に、
このような適応濾波装置は多数の周波数から成る妨害に
対処することができない。多くの場合、適応濾波装置を
多数の周波数に対応するように修正することは容易でな
い。本発明の目的は、注目信号が存在する事象区間と意
味のある信号が存在しない静穏（「無信号」ともいう）
区間から成る事象期間の信号のＥＭＩ濾波方法を提供
し、前述の従来技術の方法の短所を克服することであ
る。
を各種形式の信号から除去する適応濾波方法が開発され
ている（Ｗidrow他の「適応ノイズ消去：原理と応用（A
daptive Noise Canceling: Principles and Applicatio
ns)」、Proc. IEEE、Vol.63,No.12,pp.1692-1716、197
5；Ｗidrow他著:「適応信号処理（Adaptive Signal Pro
cessing)」、New Jersey, Prentice-Hall、1985；Ｈayk
in, S.著:「適応濾波装置の理論(AdaptiveFilter Theor
y)」、New Jersey, Prentice-Hall、1985）。これらの
方法は変化する妨害周波数に適応するように設計されて
いる。多数の用途に適しているが、このような適応濾波
方法にも短所がある。適応ノイズ濾波装置は普通「空間
ダイバーシチ」に頼っている。すなわち、それらは参照
入力を作るのに信号に無関係の雑音/妨害「センサ」を
必要とする。この参照入力には妨害だけが入っていなけ
ればならず、これを一次入力に存在する妨害と関係付け
なければならない。多数の用途で 1）所要参照入力を作
ること2）参照入力を確実に一次雑音に関係付けるこ
と、または 3）参照入力に有意の量の一次信号を入れな
い（「混信させない」）こと、を実現することはできな
い。更に、妨害の振幅または周波数のおおきな短期変化
があれば、適応濾波装置の収束速度は妨害を追跡できな
い恐れがある。その結果、濾波装置の性能が不充分とな
り、実際に妨害を招いてしまうことがある。その他に、
このような適応濾波装置は多数の周波数から成る妨害に
対処することができない。多くの場合、適応濾波装置を
多数の周波数に対応するように修正することは容易でな
い。本発明の目的は、注目信号が存在する事象区間と意
味のある信号が存在しない静穏（「無信号」ともいう）
区間から成る事象期間の信号のＥＭＩ濾波方法を提供
し、前述の従来技術の方法の短所を克服することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する装置は
事象期間の電気ディジタル信号を発生する手段、事象期
間のディジタル信号を受信し格納する記憶装置、ディジ
タル信号内の事象区間および静穏区間を決定する事象検
出器、少なくとも一つの事象期間のディジタル信号のパ
ワースペクトルを分析するスペクトラム分析器、静穏区
間のディジタル信号（すなわち、入力）およびスペクト
ル分析により得られた周波数に基づき、電磁妨害（ＥＭ
Ｉ）を推定する推定器、および推定したＥＭＩを事象区
間のディジタル信号から差し引き、得られる信号がＥＭ
Ｉの減少している事象区間の信号であるようにする減算
器、を備えている。
事象期間の電気ディジタル信号を発生する手段、事象期
間のディジタル信号を受信し格納する記憶装置、ディジ
タル信号内の事象区間および静穏区間を決定する事象検
出器、少なくとも一つの事象期間のディジタル信号のパ
ワースペクトルを分析するスペクトラム分析器、静穏区
間のディジタル信号（すなわち、入力）およびスペクト
ル分析により得られた周波数に基づき、電磁妨害（ＥＭ
Ｉ）を推定する推定器、および推定したＥＭＩを事象区
間のディジタル信号から差し引き、得られる信号がＥＭ
Ｉの減少している事象区間の信号であるようにする減算
器、を備えている。
【０００７】事象区間におけるＥＭＩを推定するには、
事象区間に隣接する静穏区間におけるＥＭＩを最初に推
定し、事象区間に及ぶように延長する。装置はスペクト
ル分析から決定された一つ以上の周波数での基底関数
（好適には正弦波ＥＭＩの場合にはＥＭＩ周波数の正弦
波および余弦波の組み合わせ）を使用し、静穏区間の信
号のデータを曲線に当てはめ（または近似させ）、ＥＭ
Ｉ推定値を発生する。線路周波数ＥＭＩを曲線に当ては
めるには、各ＥＭＩ周波数の唯一つの正弦波および唯一
つの余弦波を混合して静穏区間のデータを曲線に当ては
める。正弦波の振幅および余弦波の振幅を調節して静穏
区間の妨害を曲線に当てはめる。したがって両振幅は必
ずしも同じではない。
事象区間に隣接する静穏区間におけるＥＭＩを最初に推
定し、事象区間に及ぶように延長する。装置はスペクト
ル分析から決定された一つ以上の周波数での基底関数
（好適には正弦波ＥＭＩの場合にはＥＭＩ周波数の正弦
波および余弦波の組み合わせ）を使用し、静穏区間の信
号のデータを曲線に当てはめ（または近似させ）、ＥＭ
Ｉ推定値を発生する。線路周波数ＥＭＩを曲線に当ては
めるには、各ＥＭＩ周波数の唯一つの正弦波および唯一
つの余弦波を混合して静穏区間のデータを曲線に当ては
める。正弦波の振幅および余弦波の振幅を調節して静穏
区間の妨害を曲線に当てはめる。したがって両振幅は必
ずしも同じではない。
【０００８】線路ＥＭＩに対する更に高い周波数の高調
波を同様に推定することができる。本発明の「基底関数
濾波装置」濾波法の実施例（即ち「正弦波トレンド濾波
装置（ＳＴＦ（sinusoidal trend filter)と略称す
る）」）を使用してライン周波数ＥＭＩの他にその調波
（す調波とは、ここでは基本周波数より高いものを言
う）をも高解像度ディジタル記録から除去することがで
きる。ここで使用するかぎり、「除去する」という用語
は部分的にまたは実質的に除去することを意味する。
波を同様に推定することができる。本発明の「基底関数
濾波装置」濾波法の実施例（即ち「正弦波トレンド濾波
装置（ＳＴＦ（sinusoidal trend filter)と略称す
る）」）を使用してライン周波数ＥＭＩの他にその調波
（す調波とは、ここでは基本周波数より高いものを言
う）をも高解像度ディジタル記録から除去することがで
きる。ここで使用するかぎり、「除去する」という用語
は部分的にまたは実質的に除去することを意味する。
【０００９】本発明の濾波装置および方法にはＥＭＩに
対する現在の濾波装置および濾波方法より優れた長所が
ある。たとえば、ＳＴＦは線路周波数およびその高調波
をリンギングを生じないで除去する。濾波装置をＥＭＩ
周波数での注目事象の信号エネルギをそのままにしてＥ
ＭＩを除去するのに使用することができる。ＥＭＩはし
ばしば短期定常波形（たとえば、正弦波）として現われ
るから、事象信号にＥＭＩと同じ周波数のエネルギが入
っていれば、二つを分離することができる。
対する現在の濾波装置および濾波方法より優れた長所が
ある。たとえば、ＳＴＦは線路周波数およびその高調波
をリンギングを生じないで除去する。濾波装置をＥＭＩ
周波数での注目事象の信号エネルギをそのままにしてＥ
ＭＩを除去するのに使用することができる。ＥＭＩはし
ばしば短期定常波形（たとえば、正弦波）として現われ
るから、事象信号にＥＭＩと同じ周波数のエネルギが入
っていれば、二つを分離することができる。
【００１０】濾波は時間領域で行なわれるから、最小１
ノルム（least one-norm)および最小トリム二乗(least-
trimmed-square)のような頑健な方法を使用することが
できる。これらの方法を使用すると、従来の方法では信
号を歪ませる可能性がある（たとえば、静穏区間中雑音
スパイクが後続事象区間中ノッチ濾波装置にリンギング
を生ぜしめることがある）波形の孤立部（たとえば、イ
ンパルス性雑音スパイク）にあまり敏感でなくできる。
ＥＭＩを短い静穏区間にわたり推定するので、基底関数
濾波装置（たとえば、ＳＴＦ）は妨害の位相および振幅
の跳躍に急速に適応することができる。例示として、Ｓ
ＴＦ濾波装置は60Hzの線路周波数ＥＭＩおよびその優勢
な180Hzおよび300Hzの高調波を高解像度の心電図（ＥＣ
Ｇ）記録から除去するのに効果的に使用されてきた。静
穏区間および事象区間のあるＳＴＦ濾波した心搏「期
間」（たとえば、時間間隔）を図１に示す。一般的基底
関数濾波装置を適用して各種周波数の短期定常ＥＭＩ
（正弦波または非正弦波）を事象区間および静穏区間を
含む事象期間の生理学的および非生理学的信号から除去
することができる。
ノルム（least one-norm)および最小トリム二乗(least-
trimmed-square)のような頑健な方法を使用することが
できる。これらの方法を使用すると、従来の方法では信
号を歪ませる可能性がある（たとえば、静穏区間中雑音
スパイクが後続事象区間中ノッチ濾波装置にリンギング
を生ぜしめることがある）波形の孤立部（たとえば、イ
ンパルス性雑音スパイク）にあまり敏感でなくできる。
ＥＭＩを短い静穏区間にわたり推定するので、基底関数
濾波装置（たとえば、ＳＴＦ）は妨害の位相および振幅
の跳躍に急速に適応することができる。例示として、Ｓ
ＴＦ濾波装置は60Hzの線路周波数ＥＭＩおよびその優勢
な180Hzおよび300Hzの高調波を高解像度の心電図（ＥＣ
Ｇ）記録から除去するのに効果的に使用されてきた。静
穏区間および事象区間のあるＳＴＦ濾波した心搏「期
間」（たとえば、時間間隔）を図１に示す。一般的基底
関数濾波装置を適用して各種周波数の短期定常ＥＭＩ
（正弦波または非正弦波）を事象区間および静穏区間を
含む事象期間の生理学的および非生理学的信号から除去
することができる。
【００１１】本発明の実施例を示す図を本発明の装置お
よび方法を更に良く理解するために挿入してある。これ
らの図で、類似数字は幾つかのの図で類似特徴を表す。
よび方法を更に良く理解するために挿入してある。これ
らの図で、類似数字は幾つかのの図で類似特徴を表す。
【００１２】
【好適実施例の説明】本発明は一つ以上の周波数の基底
関数を静穏区間の少なくとも一部を含む期間中に収集さ
れた信号のスペクトル分析により同定して静穏区間中の
ＥＭＩ信号に合わせる「基底関数濾波装置」を提供す
る。図１は本発明の基底関数濾波装置（線路ＥＭＩに対
するＳＴＦ）により濾波された信号（ＥＣＧ）の一例を
示す。ＥＣＧは例示の目的で示したものであり、本発明
の方法および装置を使用して他の形式の信号を濾波でき
ることを理解する。この例では、各心搏（その時間間隔
を事象期間という）にはＰで示したＰ波、ＱＲＳで示し
たＱＲＳ複合波、およびＴで示したＴ波がある。先行心
搏のＴ波の終りと心搏のＰ波の始まりとの間の間隔Ｑに
は有意の「事象情報」（すなわち、心臓の活動を表す情
報）は入っていないと考えられる。この間隔は「無信
号」であり本質的に電磁妨害しかないので、この間隔を
「静穏区間」という。（心搏の）間隔の残りを「事象区
間」、Ｅ、と云い、ＰＱＲＳＴ複合波に対応する。
関数を静穏区間の少なくとも一部を含む期間中に収集さ
れた信号のスペクトル分析により同定して静穏区間中の
ＥＭＩ信号に合わせる「基底関数濾波装置」を提供す
る。図１は本発明の基底関数濾波装置（線路ＥＭＩに対
するＳＴＦ）により濾波された信号（ＥＣＧ）の一例を
示す。ＥＣＧは例示の目的で示したものであり、本発明
の方法および装置を使用して他の形式の信号を濾波でき
ることを理解する。この例では、各心搏（その時間間隔
を事象期間という）にはＰで示したＰ波、ＱＲＳで示し
たＱＲＳ複合波、およびＴで示したＴ波がある。先行心
搏のＴ波の終りと心搏のＰ波の始まりとの間の間隔Ｑに
は有意の「事象情報」（すなわち、心臓の活動を表す情
報）は入っていないと考えられる。この間隔は「無信
号」であり本質的に電磁妨害しかないので、この間隔を
「静穏区間」という。（心搏の）間隔の残りを「事象区
間」、Ｅ、と云い、ＰＱＲＳＴ複合波に対応する。
【００１３】濾波装置の好適実施例 図２は本発明の基底関数濾波装置10の実施例を概略示し
ている。信号源12（たとえば、患者）により発生された
信号は、信号を記憶装置16が受信し格納できる形に変換
する装置14により集められる。装置14は電気信号（すな
わち、入力）を信号源12から集めるセンサ（たとえば、
ＥＣＧ電極）を備えることができる。装置14は他の信号
（たとえば、振動、音、光、などを変換する変換器、光
検出器、および類似のもの）を電気信号に変換する装置
を備えることもできる。装置14はセンサからの信号を増
幅する増幅器を備えることもでき、アナログ信号をディ
ジタル信号に変換するアナログ−ディジタル（Ａ/Ｄ）
変換器を備えることもできる。
ている。信号源12（たとえば、患者）により発生された
信号は、信号を記憶装置16が受信し格納できる形に変換
する装置14により集められる。装置14は電気信号（すな
わち、入力）を信号源12から集めるセンサ（たとえば、
ＥＣＧ電極）を備えることができる。装置14は他の信号
（たとえば、振動、音、光、などを変換する変換器、光
検出器、および類似のもの）を電気信号に変換する装置
を備えることもできる。装置14はセンサからの信号を増
幅する増幅器を備えることもでき、アナログ信号をディ
ジタル信号に変換するアナログ−ディジタル（Ａ/Ｄ）
変換器を備えることもできる。
【００１４】記憶装置16からのディジタル信号はスペク
トラム分析器20により分析され、信号内のＥＭＩのより
優勢な周波数（優勢周波数）に関する情報を得る。記憶
装置16からのディジタル信号は事象検出器24によっても
分析され、各静穏区間のおよび各事象区間の始まりおよ
び終わりを決定する。優勢周波数、および事象区間およ
び静穏区間の始まりおよび終わりについての情報は事象
区間のＥＭＩを推定する推定器26に伝えられる。
トラム分析器20により分析され、信号内のＥＭＩのより
優勢な周波数（優勢周波数）に関する情報を得る。記憶
装置16からのディジタル信号は事象検出器24によっても
分析され、各静穏区間のおよび各事象区間の始まりおよ
び終わりを決定する。優勢周波数、および事象区間およ
び静穏区間の始まりおよび終わりについての情報は事象
区間のＥＭＩを推定する推定器26に伝えられる。
【００１５】推定器26は、スペクトル分析により得られ
た優勢周波数に基づき、注目静穏区間の収集信号（記憶
装置16にディジタル信号として格納されている）の振幅
および位相に整合する基底関数を発生するのに使用され
る。これら基底関数はその静穏区間のＥＭＩ推定値とな
るように重み付けされる。これら基底関数はその静穏区
間に隣接する（たとえば、追随する）事象区間に及ぶよ
うに延長され、それによりその事象区間のＥＭＩ推定値
を生ずる。
た優勢周波数に基づき、注目静穏区間の収集信号（記憶
装置16にディジタル信号として格納されている）の振幅
および位相に整合する基底関数を発生するのに使用され
る。これら基底関数はその静穏区間のＥＭＩ推定値とな
るように重み付けされる。これら基底関数はその静穏区
間に隣接する（たとえば、追随する）事象区間に及ぶよ
うに延長され、それによりその事象区間のＥＭＩ推定値
を生ずる。
【００１６】減算器30はＥＭＩ推定値を収集信号から差
し引いてＥＭＩの少ない濾波信号を得るのに使用され
る。事象区間のＥＭＩ推定値はその事象区間の対応する
収集信号から差し引かれる。必要なら、静穏区間のＥＭ
Ｉ推定値をその静穏区間中の対応する収集信号から差し
引くことができる。このようにして、事象期間（たとえ
ば、心搏）、または一連の事象期間（たとえば、複数の
心搏に対応するＥＣＧ信号の数分間）に対する濾波信号
を得ることができる。
し引いてＥＭＩの少ない濾波信号を得るのに使用され
る。事象区間のＥＭＩ推定値はその事象区間の対応する
収集信号から差し引かれる。必要なら、静穏区間のＥＭ
Ｉ推定値をその静穏区間中の対応する収集信号から差し
引くことができる。このようにして、事象期間（たとえ
ば、心搏）、または一連の事象期間（たとえば、複数の
心搏に対応するＥＣＧ信号の数分間）に対する濾波信号
を得ることができる。
【００１７】好適には、一旦ディジタル信号が（たとえ
ばＡ/Ｄ変換器から）得られると、信号は電子計算機に
より処理されて濾波信号を生ずる。この場合には、記憶
装置、スペクトラム分析器、推定器、および減算器はす
べて電子計算機の一部である。しかし、個別電子装置ま
たは回路を使用して記憶装置、スペクトラム分析器、推
定器、減算器、またはそれらを組合せた機能を行なわせ
ることも当然できる。
ばＡ/Ｄ変換器から）得られると、信号は電子計算機に
より処理されて濾波信号を生ずる。この場合には、記憶
装置、スペクトラム分析器、推定器、および減算器はす
べて電子計算機の一部である。しかし、個別電子装置ま
たは回路を使用して記憶装置、スペクトラム分析器、推
定器、減算器、またはそれらを組合せた機能を行なわせ
ることも当然できる。
【００１８】図３は本発明による濾波方法を示す。最初
に、注目事象に対応するディジタル信号を得る（ブロッ
ク40）。これは信号源から電気信号（すなわち、入力）
を集め、または非電気信号（たとえば、超音波）を電気
信号に変換し、次に電気信号をディジタル化することに
より行なうことができる。ディジタル信号は記憶装置に
格納される（ブロック42）。
に、注目事象に対応するディジタル信号を得る（ブロッ
ク40）。これは信号源から電気信号（すなわち、入力）
を集め、または非電気信号（たとえば、超音波）を電気
信号に変換し、次に電気信号をディジタル化することに
より行なうことができる。ディジタル信号は記憶装置に
格納される（ブロック42）。
【００１９】ディジタル信号を次にスペクトル分析して
優勢なＥＭＩ周波数を得る。加えて、信号を分析して各
事象期間の静穏区間および事象区間を決定する（ブロッ
ク44）。記憶装置からのディジタル信号をこの事象分析
用コンピュータ・アルゴリズムにより電子的に分析する
ことが望ましいが、このような分析をアナログ的に、ま
たは人手によって行うことも考えられている。
優勢なＥＭＩ周波数を得る。加えて、信号を分析して各
事象期間の静穏区間および事象区間を決定する（ブロッ
ク44）。記憶装置からのディジタル信号をこの事象分析
用コンピュータ・アルゴリズムにより電子的に分析する
ことが望ましいが、このような分析をアナログ的に、ま
たは人手によって行うことも考えられている。
【００２０】優勢なＥＭＩ周波数に基づき、これら周波
数（一つ以上の周波数である可能性がある）における基
底関数を静穏区間の収集信号に整合させることにより静
穏区間のＥＭＩ推定値を得る（ブロック46）。基底関数
を静穏区間から隣接事象区間まで延長することにより事
象区間のＥＭＩ推定値を得る（ブロック48）。最後に、
ＥＭＩ推定値を対応する収集信号から差し引くことによ
り濾波信号を得る。
数（一つ以上の周波数である可能性がある）における基
底関数を静穏区間の収集信号に整合させることにより静
穏区間のＥＭＩ推定値を得る（ブロック46）。基底関数
を静穏区間から隣接事象区間まで延長することにより事
象区間のＥＭＩ推定値を得る（ブロック48）。最後に、
ＥＭＩ推定値を対応する収集信号から差し引くことによ
り濾波信号を得る。
【００２１】基底関数ィルタについて：基底関数濾波装
置を信号および雑音の「時間ダイバーシチ」を有する波
形に適用することができる。「時間ダイバーシチ」を有
するとは時間沿った信号（すなわち、入力）を、信号お
よび雑音（すなわち、無信号）の個別区間に分割するこ
とができるということを意味する。「無信号」区間は
「静穏区間」であり、その時間中は注目信号（すなわ
ち、有意の信号）が存在しない（または本質的に存在し
ないかまたは、たとえば、注目信号をこのような静穏区
間から濾波し去ることによりそのように見えるようにす
ることができる）が、なお妨害は存在する。これら時間
を、考察中の信号の信号内容に関して静かであるから
「静穏区間」という。これら静穏区間は、不要な妨害に
より汚染されているが、注目信号が存在する時間を取り
囲んでいる。注目事象の信号を含んでいる時間を「事象
区間」という。ＥＣＧはこのような信号の一例である。
各心搏（検査すべき「事象」）に関連する電気的活動は
普通、図１に示すように、妨害だけが存在して心臓の電
気的活動を欠く短い期間（すなわち「静穏区間）により
取り囲まれている。他の例は脈動流を駆動するポンプが
発生する音である。基底関数濾波装置を多様な信号に適
応させることができる。例示の目的で、ＥＣＧ信号の濾
波に適用して線路ＥＭＩを除去することについて以下に
説明する。当業者はこの濾波装置をこの開示に基づき他
の用途用に修正することができる。
置を信号および雑音の「時間ダイバーシチ」を有する波
形に適用することができる。「時間ダイバーシチ」を有
するとは時間沿った信号（すなわち、入力）を、信号お
よび雑音（すなわち、無信号）の個別区間に分割するこ
とができるということを意味する。「無信号」区間は
「静穏区間」であり、その時間中は注目信号（すなわ
ち、有意の信号）が存在しない（または本質的に存在し
ないかまたは、たとえば、注目信号をこのような静穏区
間から濾波し去ることによりそのように見えるようにす
ることができる）が、なお妨害は存在する。これら時間
を、考察中の信号の信号内容に関して静かであるから
「静穏区間」という。これら静穏区間は、不要な妨害に
より汚染されているが、注目信号が存在する時間を取り
囲んでいる。注目事象の信号を含んでいる時間を「事象
区間」という。ＥＣＧはこのような信号の一例である。
各心搏（検査すべき「事象」）に関連する電気的活動は
普通、図１に示すように、妨害だけが存在して心臓の電
気的活動を欠く短い期間（すなわち「静穏区間）により
取り囲まれている。他の例は脈動流を駆動するポンプが
発生する音である。基底関数濾波装置を多様な信号に適
応させることができる。例示の目的で、ＥＣＧ信号の濾
波に適用して線路ＥＭＩを除去することについて以下に
説明する。当業者はこの濾波装置をこの開示に基づき他
の用途用に修正することができる。
【００２２】ＥＭＩ周波数を最初に波形のパワースペク
トル（収集した信号のデータ）から測定する。たとえ
ば、線路周波数を約60Hzとしても、電力線周波数はしば
しば0.1％も変化するので、電力線の周波数およびその
高調波をスペクトル分析する。これら測定した周波数に
おける基底関数（線路ＥＭＩの場合には正弦波）を静穏
区間に当てはめてＥＭＩの回帰推定値を作る。このＥＭ
Ｉ推定値を正弦波ＥＭＩに対する「正弦波トレンド」と
いう。基底関数は他のＥＭＩ波形、たとえば、方形波な
どに対しては更に複雑なこともある。しかし、通常の波
形を備えた多数の種類のＥＭＩの基底関数を当業者は決
定することができる（たとえば、方形波を正弦波の組合
せにより決定することができる）。ＥＭＩを局所定常
（すなわち、一事象区間内で有意に変化しない）と仮定
し、基底関数（たとえば、線路ＥＭＩに対する数個の正
弦波）の線形組合せでＥＭＩを表すことができる。この
妨害推定値を次に静穏区間から隣接事象区間を横断して
延長し、そこで収集信号から差し引き、それによりそこ
にある本質的にＥＭＩ無の信号を残す。ＥＭＩが局所的
に時間について定常という特性のため、好適には注目事
象期間を含む期間（これは、たとえば、１心搏の期間で
ある）にわたり収集された信号をスペクトル分析してＥ
ＭＩ周波数を決定する場合、その一部分だけを含む期間
や、注目事象の無い期間さえ使用することができる。た
とえば、事象区間に近い時間に収集された信号は事象区
間でのＥＭＩ周波数の妥当な推定値を与えると思われ
る。
トル（収集した信号のデータ）から測定する。たとえ
ば、線路周波数を約60Hzとしても、電力線周波数はしば
しば0.1％も変化するので、電力線の周波数およびその
高調波をスペクトル分析する。これら測定した周波数に
おける基底関数（線路ＥＭＩの場合には正弦波）を静穏
区間に当てはめてＥＭＩの回帰推定値を作る。このＥＭ
Ｉ推定値を正弦波ＥＭＩに対する「正弦波トレンド」と
いう。基底関数は他のＥＭＩ波形、たとえば、方形波な
どに対しては更に複雑なこともある。しかし、通常の波
形を備えた多数の種類のＥＭＩの基底関数を当業者は決
定することができる（たとえば、方形波を正弦波の組合
せにより決定することができる）。ＥＭＩを局所定常
（すなわち、一事象区間内で有意に変化しない）と仮定
し、基底関数（たとえば、線路ＥＭＩに対する数個の正
弦波）の線形組合せでＥＭＩを表すことができる。この
妨害推定値を次に静穏区間から隣接事象区間を横断して
延長し、そこで収集信号から差し引き、それによりそこ
にある本質的にＥＭＩ無の信号を残す。ＥＭＩが局所的
に時間について定常という特性のため、好適には注目事
象期間を含む期間（これは、たとえば、１心搏の期間で
ある）にわたり収集された信号をスペクトル分析してＥ
ＭＩ周波数を決定する場合、その一部分だけを含む期間
や、注目事象の無い期間さえ使用することができる。た
とえば、事象区間に近い時間に収集された信号は事象区
間でのＥＭＩ周波数の妥当な推定値を与えると思われ
る。
【００２３】基底関数濾波装置および方法は記録波形の
後処理を含む用途に最も良く適しているが、充分な処理
パワーを利用できて、かつ濾波装置出力の遅れを許容で
きれば、リアルタイムでの実施を行なうこともできる。
後処理を含む用途に最も良く適しているが、充分な処理
パワーを利用できて、かつ濾波装置出力の遅れを許容で
きれば、リアルタイムでの実施を行なうこともできる。
【００２４】ＥＭＩ周波数の推定値：しばしば、ＥＭＩ
周波数（たとえば、電力線周波数）は時間的に非定常で
ある。濾波装置性能を良くするには、ＥＭＩ周波数を
（観測入力の隣接領域のパワースペクトルｙを検査する
ことにより）繰り返し推定する。これら領域の持続時間
の選択はサンプル速度、所定の記録場所におけるＥＭＩ
周波数（たとえば、公称線路周波数）からの予想変化、
および所要ＥＭＩ濾波の程度によって変わる。ＥＭＩ周
波数がある持続時間にわたり定常であるという仮定にた
ち、持続時間を選択する（たとえば、5、10、30、60
秒、など）。次にＥＭＩ周波数をスペクトル分析から決
定する。同様にして、方形波形式のＥＭＩが存在する疑
いのある信号を適切に分析することによりＥＭＩ周波数
を決定することができる。
周波数（たとえば、電力線周波数）は時間的に非定常で
ある。濾波装置性能を良くするには、ＥＭＩ周波数を
（観測入力の隣接領域のパワースペクトルｙを検査する
ことにより）繰り返し推定する。これら領域の持続時間
の選択はサンプル速度、所定の記録場所におけるＥＭＩ
周波数（たとえば、公称線路周波数）からの予想変化、
および所要ＥＭＩ濾波の程度によって変わる。ＥＭＩ周
波数がある持続時間にわたり定常であるという仮定にた
ち、持続時間を選択する（たとえば、5、10、30、60
秒、など）。次にＥＭＩ周波数をスペクトル分析から決
定する。同様にして、方形波形式のＥＭＩが存在する疑
いのある信号を適切に分析することによりＥＭＩ周波数
を決定することができる。
【００２５】たとえば、線路周波数のＥＭＩ周波数を見
いだすのに、公称電力線周波数（たとえば、60Hz）およ
びその高調波（たとえば、第３高調波：180Hz、第５高
調波：300Hz）の近くのパワースペクトルのピークをサ
ーチする。60秒間のＥＣＧから計算したスペクトルの一
例を図４に示す。普通数個の高調波（たとえば、ＥＣＧ
のＥＭＩの基本線路周波数60Hzの奇数次高調波）だけが
優勢である。これらは電力線の基本線路周波数自身より
エネルギを多く持っている。
いだすのに、公称電力線周波数（たとえば、60Hz）およ
びその高調波（たとえば、第３高調波：180Hz、第５高
調波：300Hz）の近くのパワースペクトルのピークをサ
ーチする。60秒間のＥＣＧから計算したスペクトルの一
例を図４に示す。普通数個の高調波（たとえば、ＥＣＧ
のＥＭＩの基本線路周波数60Hzの奇数次高調波）だけが
優勢である。これらは電力線の基本線路周波数自身より
エネルギを多く持っている。
【００２６】例示として、これら同定されたピークに対
応する周波数の正弦波ＥＭＩを本発明の濾波方法で排除
する。これら所定の周波数をfiとする。ただしｉ＝1、
2、…、m 。
応する周波数の正弦波ＥＭＩを本発明の濾波方法で排除
する。これら所定の周波数をfiとする。ただしｉ＝1、
2、…、m 。
【００２７】ＥＭＩ周波数および信号のスペクトル内容
が重なる場合には、ＥＭＩピークの幾つか（たとえば、
60Hzにおけるピーク）をパワースペクトル内で見分ける
ことができないことがある。これらの場合には、最も優
勢なＥＭＩ高調波（たとえば、180Hzにおける）の周波
数をサーチすることができる。その場合、業界で既知の
サーチ方法を使用することができる。優勢な高調波のピ
ークが見つかったら（たとえば、180.3Hzにある第３高
調波）、適切に増減することにより主（または基本）周
波数を（たとえば、3で割って60.1Hzを得る）および他
の高調波を（たとえば、第５高調波に5/3を乗じて300.5
Hzを得るなどして）決定することができる。
が重なる場合には、ＥＭＩピークの幾つか（たとえば、
60Hzにおけるピーク）をパワースペクトル内で見分ける
ことができないことがある。これらの場合には、最も優
勢なＥＭＩ高調波（たとえば、180Hzにおける）の周波
数をサーチすることができる。その場合、業界で既知の
サーチ方法を使用することができる。優勢な高調波のピ
ークが見つかったら（たとえば、180.3Hzにある第３高
調波）、適切に増減することにより主（または基本）周
波数を（たとえば、3で割って60.1Hzを得る）および他
の高調波を（たとえば、第５高調波に5/3を乗じて300.5
Hzを得るなどして）決定することができる。
【００２８】ＥＭＩ周波数のパワーおよび位相の推定
値：次に基底関数を信号データに合わせてＥＭＩを推定
する。たとえば、各ＥＭＩ周波数における振幅および位
相を推定する曲線当てはめ法（たとえば、回帰法）によ
りＥＭＩの「正弦波トレンド」を得る。最初に、入力ｙ
eのある事象区間（この区間に注目事象の信号が存在す
る）を観測入力ｙ（電圧の単位で表されている）のなか
で同定される。次に、入力ｙψを有し、該事象時間に先
行隣接するしている、静穏区間を同定する。この静穏区
間には最も多くのＥＭＩが入っている。事象を同定する
多くの方法（標準的方法を含む）を使用することができ
る。たとえば、ＥＣＧ信号中で、ＱＲＳ複合波はその大
きい振幅により同定することができる。次にＰ波および
Ｔ波をそれらのＱＲＳ複合波との関係に基づき同定する
ことができる。事象区間の始めおよび終わりをＰ波の前
およびＴ波の後の曲線の屈折に基づき同定することがで
きる。
値：次に基底関数を信号データに合わせてＥＭＩを推定
する。たとえば、各ＥＭＩ周波数における振幅および位
相を推定する曲線当てはめ法（たとえば、回帰法）によ
りＥＭＩの「正弦波トレンド」を得る。最初に、入力ｙ
eのある事象区間（この区間に注目事象の信号が存在す
る）を観測入力ｙ（電圧の単位で表されている）のなか
で同定される。次に、入力ｙψを有し、該事象時間に先
行隣接するしている、静穏区間を同定する。この静穏区
間には最も多くのＥＭＩが入っている。事象を同定する
多くの方法（標準的方法を含む）を使用することができ
る。たとえば、ＥＣＧ信号中で、ＱＲＳ複合波はその大
きい振幅により同定することができる。次にＰ波および
Ｔ波をそれらのＱＲＳ複合波との関係に基づき同定する
ことができる。事象区間の始めおよび終わりをＰ波の前
およびＴ波の後の曲線の屈折に基づき同定することがで
きる。
【００２９】次に、基底関数（たとえば、正弦波）が静
穏区間につなげるため発生される。線路ＥＭＩの場合、
上述の手順（スペクトル分析による）で同定したｍ個の
ＥＭＩ周波数の各々について、静穏区間の信号および持
続時間と同じサンプル割合（信号をディジタル化するた
めの）を持つ余弦波および正弦波を作る。（図５を参
照。）各周波数で余弦波および正弦波の双方を備えれ
ば、二つの線形結合を使用して任意の位相の正弦波を作
ることができるから、この方法でＥＭＩの位相を合わせ
ることができる。（例示の目的で、第１の優勢周波数の
余弦波Ｃ１および正弦波Ｓ１の他に、第２の優勢周波数
の余弦波Ｃ２および正弦波Ｓ２をも図５に示してある。
対象ＥＭＩの性格についての知識を持つことは適用可能
な基底関数を同定する上で有益である。線路ＥＭＩの場
合、基底関数は正弦波および余弦波である。方形ＥＭＩ
波の場合、方形波関数を発生する基底関数を使用するこ
とができる。
穏区間につなげるため発生される。線路ＥＭＩの場合、
上述の手順（スペクトル分析による）で同定したｍ個の
ＥＭＩ周波数の各々について、静穏区間の信号および持
続時間と同じサンプル割合（信号をディジタル化するた
めの）を持つ余弦波および正弦波を作る。（図５を参
照。）各周波数で余弦波および正弦波の双方を備えれ
ば、二つの線形結合を使用して任意の位相の正弦波を作
ることができるから、この方法でＥＭＩの位相を合わせ
ることができる。（例示の目的で、第１の優勢周波数の
余弦波Ｃ１および正弦波Ｓ１の他に、第２の優勢周波数
の余弦波Ｃ２および正弦波Ｓ２をも図５に示してある。
対象ＥＭＩの性格についての知識を持つことは適用可能
な基底関数を同定する上で有益である。線路ＥＭＩの場
合、基底関数は正弦波および余弦波である。方形ＥＭＩ
波の場合、方形波関数を発生する基底関数を使用するこ
とができる。
【００３０】線路ＥＭＩの例において、各基底関数に対
するサンプル値をne×2m行列Ψの隣接列に置く。ここで
nψは静穏区間内のサンプル点の数であり、2mは基底関
数の数（正弦波および余弦波の双方を含んでいるので濾
波すべきＥＭＩ周波数の数の２倍）である。m の値をよ
り優勢なＥＭＩ周波数を含むように選択する。たとえ
ば、ＥＣＧ濾波において、優勢な三つののＥＭＩ周波数
（60Hz、180Hz 、および300Hz）が存在する。他の信号
測定の場合には、他の優勢なＥＭＩ周波数が存在する可
能性があることが考えられる。たとえば、信号測定を発
振器（たとえば、通信機器では、テレビジョンセットな
ど）の近くで行なう場合には、その発振器は考察中の信
号を邪魔するＥＭＩを発生する可能性がある。
するサンプル値をne×2m行列Ψの隣接列に置く。ここで
nψは静穏区間内のサンプル点の数であり、2mは基底関
数の数（正弦波および余弦波の双方を含んでいるので濾
波すべきＥＭＩ周波数の数の２倍）である。m の値をよ
り優勢なＥＭＩ周波数を含むように選択する。たとえ
ば、ＥＣＧ濾波において、優勢な三つののＥＭＩ周波数
（60Hz、180Hz 、および300Hz）が存在する。他の信号
測定の場合には、他の優勢なＥＭＩ周波数が存在する可
能性があることが考えられる。たとえば、信号測定を発
振器（たとえば、通信機器では、テレビジョンセットな
ど）の近くで行なう場合には、その発振器は考察中の信
号を邪魔するＥＭＩを発生する可能性がある。
【００３１】静穏区間のnψ個のディジタルサンプルは
「観測」ベクトル「ｙψ」を備えている。線路ＥＭＩを
推定するのに、ＥＭＩ角周波数ωの基底関数の線形結合
はＡcosωt＋Ｂsinωtの形を備えている。ただしtは時
間であり、ＡおよびＢは振幅である。
「観測」ベクトル「ｙψ」を備えている。線路ＥＭＩを
推定するのに、ＥＭＩ角周波数ωの基底関数の線形結合
はＡcosωt＋Ｂsinωtの形を備えている。ただしtは時
間であり、ＡおよびＢは振幅である。
【００３２】次に、下記方程式を最もよく解くように解
推定値ベクトルｘの2m個の係数（または「重み」）を計
算する。 Ψｘ＝ｙψ …………………・・ 式１ この方程式でｘについて解くのに多数の回帰法を採用す
ることができる。よく使用されている一つの方法は妨害
推定値{iψ}と静穏区間内の観測値との間の二乗誤差ε2
を最小にする方法である（なおＴはベクトルや行列の転
置を表わす）。 ε2=({iψ}-yψ)T({iψ}-yψ) ……・式２
推定値ベクトルｘの2m個の係数（または「重み」）を計
算する。 Ψｘ＝ｙψ …………………・・ 式１ この方程式でｘについて解くのに多数の回帰法を採用す
ることができる。よく使用されている一つの方法は妨害
推定値{iψ}と静穏区間内の観測値との間の二乗誤差ε2
を最小にする方法である（なおＴはベクトルや行列の転
置を表わす）。 ε2=({iψ}-yψ)T({iψ}-yψ) ……・式２
【００３３】形式的な解{x}は疑似逆行列ΨIを用いて与
えられる。 {x}=ΨIyψ=(ΨTΨ)-1ΨTyψ ……・・式３
えられる。 {x}=ΨIyψ=(ΨTΨ)-1ΨTyψ ……・・式３
【００３４】次に2m個の基底関数に解係数を乗じ、共に
加算して静穏区間内の妨害の推定値{iψ}を形成する。 {iψ}=Ψ{x} ………………・式４
加算して静穏区間内の妨害の推定値{iψ}を形成する。 {iψ}=Ψ{x} ………………・式４
【００３５】収集信号からＥＭＩを除去して事象信号を
回復すること：静穏区間から作られた「静穏区間」ＥＭ
Ｉ推定値（例えば正弦波トレンド）を隣接事象区間を横
断して拡張し、事象区間のＥＭＩ推定値を作る。この
「事象区間」ＥＭＩ推定値を次に事象区間の信号から差
し引き、ＥＭＩ信号を効果的に濾波して事象信号を回復
する。
回復すること：静穏区間から作られた「静穏区間」ＥＭ
Ｉ推定値（例えば正弦波トレンド）を隣接事象区間を横
断して拡張し、事象区間のＥＭＩ推定値を作る。この
「事象区間」ＥＭＩ推定値を次に事象区間の信号から差
し引き、ＥＭＩ信号を効果的に濾波して事象信号を回復
する。
【００３６】上で作ったＥＭＩ推定値ベクトル{iψ}
は、事象区間中ＥＭＩの推定値として直接使用すること
はできない。その基底関数（たとえば、正弦波ＥＭＩに
対する余弦トレンド）が事象区間中ＥＭＩのものと同相
にないことがあるらしいからである。したがって、静穏
区間であてはめられたＥＭＩと事象区間でのＥＭＩ推定
値との間の位相関係を維持するには、図６に示すよう
に、基底関数をその元の出発点から静穏区間および事象
区間の双方に及ぶように延長する。
は、事象区間中ＥＭＩの推定値として直接使用すること
はできない。その基底関数（たとえば、正弦波ＥＭＩに
対する余弦トレンド）が事象区間中ＥＭＩのものと同相
にないことがあるらしいからである。したがって、静穏
区間であてはめられたＥＭＩと事象区間でのＥＭＩ推定
値との間の位相関係を維持するには、図６に示すよう
に、基底関数をその元の出発点から静穏区間および事象
区間の双方に及ぶように延長する。
【００３７】上の回帰法を使用する正弦波トレンドのた
めに、それ故、Ψの列に正弦波を延長するｎe個の別の
行を入れ新しい行列Ψ'を作る。ここでｎeは事象区間に
及ぶのに必要な点の数である。この新しい行列は二つの
部分を備えていると見ることができる。静穏区間に及ぶ
基底関数を備えている上部Ψ、および事象区間に及ぶ基
底関数の継続を備えている下部Ｅである。したがって
Ψ'は下記の形式を成している。 Ψ'=[Ψ Ｅ］T …………… 式５
めに、それ故、Ψの列に正弦波を延長するｎe個の別の
行を入れ新しい行列Ψ'を作る。ここでｎeは事象区間に
及ぶのに必要な点の数である。この新しい行列は二つの
部分を備えていると見ることができる。静穏区間に及ぶ
基底関数を備えている上部Ψ、および事象区間に及ぶ基
底関数の継続を備えている下部Ｅである。したがって
Ψ'は下記の形式を成している。 Ψ'=[Ψ Ｅ］T …………… 式５
【００３８】次に事象区間に対する妨害推定値{ie}を事
象区間に及ぶように延長された基底関数Ｅの部分に、上
で見いだされた係数{ｘ}を乗ずることにより見いだすこ
とができる。 {ie}=E{ｘ}……………・ 式６
象区間に及ぶように延長された基底関数Ｅの部分に、上
で見いだされた係数{ｘ}を乗ずることにより見いだすこ
とができる。 {ie}=E{ｘ}……………・ 式６
【００３９】最後に、濾波事象信号SeはＥＭＩ推定値{i
e}を元の観測事象波形yeから一点一点差し引くことによ
り見いだされる。 Se=ye-{ie}…………… 式７ ここでは減算を事象区間にわたってのみ行なう。
e}を元の観測事象波形yeから一点一点差し引くことによ
り見いだされる。 Se=ye-{ie}…………… 式７ ここでは減算を事象区間にわたってのみ行なう。
【００４０】各事象に対する方法の反復：ＥＭＩ推定値
および減算による除去をパワースペクトルからＥＭＩ周
波数を決定するのに使用した波形の領域内の各事象区間
について繰り返す。この領域の端に達すると、プロセス
全体を他のデータ領域について繰り返す。
および減算による除去をパワースペクトルからＥＭＩ周
波数を決定するのに使用した波形の領域内の各事象区間
について繰り返す。この領域の端に達すると、プロセス
全体を他のデータ領域について繰り返す。
【００４１】ＥＭＩを事象期間中に収集信号から除去す
る有効性は静穏区間および事象区間を通じてＥＭＩの定
常性によって決まる。ＥＭＩの振幅、位相、または周波
数の変動はこれら時間間隔中に濾波装置性能の低下を生
ずる。このような発生は好適に同定されるのでこの事象
区間を以後の分析から削除することができる。これは先
行する静穏区間から決定されたＥＭＩ推定値を濾波して
いる事象区間に続く静穏区間から計算したＥＭＩ推定値
と比較することにより達成することができる。これら二
つの推定値の間の合致の程度はＥＭＩの定常性の指標で
ある。
る有効性は静穏区間および事象区間を通じてＥＭＩの定
常性によって決まる。ＥＭＩの振幅、位相、または周波
数の変動はこれら時間間隔中に濾波装置性能の低下を生
ずる。このような発生は好適に同定されるのでこの事象
区間を以後の分析から削除することができる。これは先
行する静穏区間から決定されたＥＭＩ推定値を濾波して
いる事象区間に続く静穏区間から計算したＥＭＩ推定値
と比較することにより達成することができる。これら二
つの推定値の間の合致の程度はＥＭＩの定常性の指標で
ある。
【００４２】各事象区間に対するＥＭＩ推定値を決定す
るのに各事象区間に先行する静穏区間一つだけを説明し
たが、各推定値の決定に別の静穏区間を使用することに
より濾波方法を一層頑健にすることができる。たとえ
ば、図７に示すように、各事象区間（たとえば、Ｅ１）
をはさむ二つの静穏区間（たとえば、Ψ１およびΨ２）
を使用することができる。
るのに各事象区間に先行する静穏区間一つだけを説明し
たが、各推定値の決定に別の静穏区間を使用することに
より濾波方法を一層頑健にすることができる。たとえ
ば、図７に示すように、各事象区間（たとえば、Ｅ１）
をはさむ二つの静穏区間（たとえば、Ψ１およびΨ２）
を使用することができる。
【００４３】この場合、その列が第１の（先行する）静
穏区間、事象区間、および第２の（後続の）静穏区間に
及ぶのに充分な長さの基底関数で行列が作りだされる。
この行列には三つの要素がある。 [ Ψ1 Ｅ Ψ2 ]T ……………・・ 式８ ここでＥは事象区間を張る基底関数の部分である。解く
べき回帰方程式はしたがって次式で与えられる。 [ Ψ1 Ｅ Ψ2 ]Tx=[ｙψ1 ｙψ2]T …… 式９ ここで ｙψ1およびｙψ2 は二つの静穏区間の入力波形
の部分であり、観測ベクトルを形成するように連結され
ている。基底関数および観測ベクトルの双方の事象区間
に対応する行を削除する。この方程式を{ｘ}ついて解く
のにどんな回帰法を用いてもよく、これら要素を削除し
たことによる悪影響はない。従って囲まれた事象区間に
おける妨害推定値は次式で与えられる。 {ie}=E[x] …………… 式１０
穏区間、事象区間、および第２の（後続の）静穏区間に
及ぶのに充分な長さの基底関数で行列が作りだされる。
この行列には三つの要素がある。 [ Ψ1 Ｅ Ψ2 ]T ……………・・ 式８ ここでＥは事象区間を張る基底関数の部分である。解く
べき回帰方程式はしたがって次式で与えられる。 [ Ψ1 Ｅ Ψ2 ]Tx=[ｙψ1 ｙψ2]T …… 式９ ここで ｙψ1およびｙψ2 は二つの静穏区間の入力波形
の部分であり、観測ベクトルを形成するように連結され
ている。基底関数および観測ベクトルの双方の事象区間
に対応する行を削除する。この方程式を{ｘ}ついて解く
のにどんな回帰法を用いてもよく、これら要素を削除し
たことによる悪影響はない。従って囲まれた事象区間に
おける妨害推定値は次式で与えられる。 {ie}=E[x] …………… 式１０
【００４４】信号の性格（たとえば、静穏区間および事
象区間の持続時間）により、各事象区間を囲むどんな数
の静穏区間をも同様に使用することができる。たとえ
ば、事象区間に先行する二つの静穏区間および事象区間
に続く二つの静穏区間を使用することができる。
象区間の持続時間）により、各事象区間を囲むどんな数
の静穏区間をも同様に使用することができる。たとえ
ば、事象区間に先行する二つの静穏区間および事象区間
に続く二つの静穏区間を使用することができる。
【００４５】ディジタル信号が得られると、スペクトル
の分析、ＥＭＩの推定、および推定ＥＭＩのディジタル
信号（データ）からの減算を、コンピュータプログラム
の指令のもとにあるどんな電子機構またはこのような動
作を行なう同等の電子装置によっても行なうことができ
る。たとえば、電子計算機はディジタルデータの入力を
受けてスペクトル分析、ＥＭＩの推定、およびディジタ
ル信号からの推定ＥＭＩの減算を上述の数学的記述また
は同様の方法と矛盾しないで行なうコンピュータプログ
ラムを備えることができる。当業者はこのようなコンピ
ュータプログラムをＥＭＩを濾波する上述の方法に基づ
き書くことができる。また、このようなコンピュータプ
ログラムをプログラム記憶媒体に格納することができ
る。たとえば、このようなコンピュータプログラムをコ
ンピュータの記憶装置に格納することができ、またはハ
ードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ、コン
パクトディスク、および類似のもののような外部プログ
ラム記憶媒体に格納することができる。このようなプロ
グラムをコンピュータ（または同様の装置）にロードし
（または読み込み）、コンピュータがディジタル信号か
らＥＭＩを濾波することができるようにすることができ
る。
の分析、ＥＭＩの推定、および推定ＥＭＩのディジタル
信号（データ）からの減算を、コンピュータプログラム
の指令のもとにあるどんな電子機構またはこのような動
作を行なう同等の電子装置によっても行なうことができ
る。たとえば、電子計算機はディジタルデータの入力を
受けてスペクトル分析、ＥＭＩの推定、およびディジタ
ル信号からの推定ＥＭＩの減算を上述の数学的記述また
は同様の方法と矛盾しないで行なうコンピュータプログ
ラムを備えることができる。当業者はこのようなコンピ
ュータプログラムをＥＭＩを濾波する上述の方法に基づ
き書くことができる。また、このようなコンピュータプ
ログラムをプログラム記憶媒体に格納することができ
る。たとえば、このようなコンピュータプログラムをコ
ンピュータの記憶装置に格納することができ、またはハ
ードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ、コン
パクトディスク、および類似のもののような外部プログ
ラム記憶媒体に格納することができる。このようなプロ
グラムをコンピュータ（または同様の装置）にロードし
（または読み込み）、コンピュータがディジタル信号か
らＥＭＩを濾波することができるようにすることができ
る。
【００４６】他の実施例：或る用途ではＥＭＩだけが存
在し、事象信号が存在しない静穏区間を見分けるのが困
難なことがある。しかし、事象信号は存在するが、それ
にも拘らず通常の濾波方法を使用してＥＭＩから分離す
ることができる波形の短い部分があることがある。たと
えば、各事象（たとえば、ＰＱＲＳＴ ＥＣＧ波）の始
まりまたは終わりには最低ＥＭＩ周波数より実質的に低
い周波数の信号内容が入っていることがある。通常の高
域濾波装置は信号のこの部分を制限することができる。
ロールオフの鈍いディジタル有限インパルス応答（ＦＩ
Ｒ）高域濾波装置は観測波形を濾波して静穏区間を作る
のに使用することができ、この濾波装置はこれらＥＭＩ
周波数推定値に対して小さい係数を生じ、事象区間にわ
たりこれら周波数でのパワーを過小評価するＥＭＩ推定
値を発生する。ひとつの解法はこれら係数を高域濾波装
置が対応する周波数で発生する減衰の量だけ拡大するこ
とである。これら増減因数は固定であるから、あらかじ
め計算することができる。静穏区間の高域濾波は低周波
妨害（たとえば、ドリフトまたは基線のふらつき）を除
去することもできる。
在し、事象信号が存在しない静穏区間を見分けるのが困
難なことがある。しかし、事象信号は存在するが、それ
にも拘らず通常の濾波方法を使用してＥＭＩから分離す
ることができる波形の短い部分があることがある。たと
えば、各事象（たとえば、ＰＱＲＳＴ ＥＣＧ波）の始
まりまたは終わりには最低ＥＭＩ周波数より実質的に低
い周波数の信号内容が入っていることがある。通常の高
域濾波装置は信号のこの部分を制限することができる。
ロールオフの鈍いディジタル有限インパルス応答（ＦＩ
Ｒ）高域濾波装置は観測波形を濾波して静穏区間を作る
のに使用することができ、この濾波装置はこれらＥＭＩ
周波数推定値に対して小さい係数を生じ、事象区間にわ
たりこれら周波数でのパワーを過小評価するＥＭＩ推定
値を発生する。ひとつの解法はこれら係数を高域濾波装
置が対応する周波数で発生する減衰の量だけ拡大するこ
とである。これら増減因数は固定であるから、あらかじ
め計算することができる。静穏区間の高域濾波は低周波
妨害（たとえば、ドリフトまたは基線のふらつき）を除
去することもできる。
【００４７】ＥＭＩが長い期間にわたり比較的定常であ
ると予想され、また時間境界決定誤差または他の妨害が
存在すると予想される用途では、頑健さを付加する別の
方法により推定ＥＭＩ係数の区間ー区間変動を制限す
る。許容変動の大きさを制限すれば非ＥＭＩ源からの過
渡妨害に対する感度が減少する。これを行なうには、た
とえば、各周波数における推定値の余弦および正弦の係
数の二乗の和を変わり得る量に制限することができる。
各周波数に対する余弦および正弦の係数がＥＭＩ位相の
変動を処理するため区間につれて変化するので、各周波
数におけるパワーは、正確に各個別係数にはならない
が、制限されなければならない。制限パワーが決定され
ると、二つの対応する係数は制限値のパワーに対する元
の推定値のパワーの比に比例して増減する。
ると予想され、また時間境界決定誤差または他の妨害が
存在すると予想される用途では、頑健さを付加する別の
方法により推定ＥＭＩ係数の区間ー区間変動を制限す
る。許容変動の大きさを制限すれば非ＥＭＩ源からの過
渡妨害に対する感度が減少する。これを行なうには、た
とえば、各周波数における推定値の余弦および正弦の係
数の二乗の和を変わり得る量に制限することができる。
各周波数に対する余弦および正弦の係数がＥＭＩ位相の
変動を処理するため区間につれて変化するので、各周波
数におけるパワーは、正確に各個別係数にはならない
が、制限されなければならない。制限パワーが決定され
ると、二つの対応する係数は制限値のパワーに対する元
の推定値のパワーの比に比例して増減する。
【００４８】係数の偏移を制限するのに採用される方法
は予想される測定誤差、妨害、および典型的ＥＭＩ変動
によって変わる。制限方法の例は、1）所定周波数にお
けるパワー推定値を先行区間のものから10％以内に制限
する、および２）単純な濾波装置を使用してパワー推定
値を低域濾波する、ものである。
は予想される測定誤差、妨害、および典型的ＥＭＩ変動
によって変わる。制限方法の例は、1）所定周波数にお
けるパワー推定値を先行区間のものから10％以内に制限
する、および２）単純な濾波装置を使用してパワー推定
値を低域濾波する、ものである。
【００４９】連続して濾波出力流を発生するのに唯一つ
必要なことは静穏区間中に決定したＥＭＩ推定値 {iψ}
を静穏区間のサンプルから差し引くことである。ＥＭＩ
を推定するのに「中心」静穏区間自身の他に多数のそれ
を取り囲む静穏区間をも使用することができる。このよ
うな実施において、静穏区間の濾波は事象区間の濾波と
交互になる。二つの形の区間は、中心事象区間が回帰方
程式から削除されるが中心静穏区間が含まれることをの
ぞき、同様に処理される。
必要なことは静穏区間中に決定したＥＭＩ推定値 {iψ}
を静穏区間のサンプルから差し引くことである。ＥＭＩ
を推定するのに「中心」静穏区間自身の他に多数のそれ
を取り囲む静穏区間をも使用することができる。このよ
うな実施において、静穏区間の濾波は事象区間の濾波と
交互になる。二つの形の区間は、中心事象区間が回帰方
程式から削除されるが中心静穏区間が含まれることをの
ぞき、同様に処理される。
【００５０】正弦波トレンド濾波装置は信号の時間ダイ
バーシチを利用している。基底関数濾波装置が事象区間
から隔てられたＥＭＩ内の突然の短いバーストのため不
十分である事象区間を検出するのに空間ダイバーシチを
使用することもできる。図８に示す患者の肩および胸を
横断する誘導性ループ62のような、ＥＭＩ検出センサ
（主信号から分離されている）からの信号の同時記録を
使用して、本方法の各繰り返しにおいて静穏区間および
事象区間の双方を通じてＥＭＩの定常性および非定常性
を確認することができる。これはこれらのチャンネルに
関して、信号と並列に（すなわち、同じ時間境界を使用
することにより）、濾波装置を同時に実施することによ
り行なうことができる。事象区間にわたるＥＭＩ残余を
検査することができるが、それらはＥＭＩが定常で正確
に推定されていれば、小さい（理想的には０）はずであ
る。大きい残余は事象区間を正しく濾波していないとし
て、すなわち、方法が過渡的に不成功で、この期間を以
後のデータ分析から削除する必要があるとして、警告す
る。このような警告はコンピュータにより行なうことが
できる。図８の実施例はループ62およびＥＣＧ電極72、
74、76からの信号を増幅する増幅器64、66、68、70を備
えることができる。次に信号はＡ/Ｄ変換器78、80、8
2、84を通過し、本発明の基底関数法を使用する濾波を
行なう電子計算機88により処理されることができる。
バーシチを利用している。基底関数濾波装置が事象区間
から隔てられたＥＭＩ内の突然の短いバーストのため不
十分である事象区間を検出するのに空間ダイバーシチを
使用することもできる。図８に示す患者の肩および胸を
横断する誘導性ループ62のような、ＥＭＩ検出センサ
（主信号から分離されている）からの信号の同時記録を
使用して、本方法の各繰り返しにおいて静穏区間および
事象区間の双方を通じてＥＭＩの定常性および非定常性
を確認することができる。これはこれらのチャンネルに
関して、信号と並列に（すなわち、同じ時間境界を使用
することにより）、濾波装置を同時に実施することによ
り行なうことができる。事象区間にわたるＥＭＩ残余を
検査することができるが、それらはＥＭＩが定常で正確
に推定されていれば、小さい（理想的には０）はずであ
る。大きい残余は事象区間を正しく濾波していないとし
て、すなわち、方法が過渡的に不成功で、この期間を以
後のデータ分析から削除する必要があるとして、警告す
る。このような警告はコンピュータにより行なうことが
できる。図８の実施例はループ62およびＥＣＧ電極72、
74、76からの信号を増幅する増幅器64、66、68、70を備
えることができる。次に信号はＡ/Ｄ変換器78、80、8
2、84を通過し、本発明の基底関数法を使用する濾波を
行なう電子計算機88により処理されることができる。
【００５１】頑健（Robust)回帰推定法：異常値（すな
わち、定常正弦波の一部ではない静穏区間内のデータ
点）に対する基底関数濾波装置の感度を下げる一つの方
法は頑健回帰法を使用することである。最小１ノルム
（残余の絶対値の最小和）（Ｂioomfield他、最小絶対
偏差：理論、応用、およびアルゴリズム(Least Absolut
e Deviation: Theory, Applications, and Algorithm )
、Ｂoston、 Ｂirkauser、1983）および最小トリム二乗
（残余の最小半数の最小和）（Ｒousseeuw,Ａ.Ｌ.、頑
健回帰および異常値検出(Robust Regression and Outli
er Detection)、Ｗiley,Ｎew Ｙork,1987）はこのよう
な頑健法の例である。
わち、定常正弦波の一部ではない静穏区間内のデータ
点）に対する基底関数濾波装置の感度を下げる一つの方
法は頑健回帰法を使用することである。最小１ノルム
（残余の絶対値の最小和）（Ｂioomfield他、最小絶対
偏差：理論、応用、およびアルゴリズム(Least Absolut
e Deviation: Theory, Applications, and Algorithm )
、Ｂoston、 Ｂirkauser、1983）および最小トリム二乗
（残余の最小半数の最小和）（Ｒousseeuw,Ａ.Ｌ.、頑
健回帰および異常値検出(Robust Regression and Outli
er Detection)、Ｗiley,Ｎew Ｙork,1987）はこのよう
な頑健法の例である。
【００５２】それにも拘らず、回帰法の選択は用途依存
であり、波形に存在する妨害全体の性格に影響される。
たとえば、ＥＭＩの他にひとつの妨害だけがガウス分布
（たとえば、生理学的記録の中の筋肉の震え）を備えて
いれば、最小二乗誤差法（数式をもちいて上述した）が
最良の結果を与えるであろう。加えて、最小二乗誤差回
帰は直裁的で、そのアルゴリズムも幾つかの頑健法のそ
れに比較して効率良く実施できる。
であり、波形に存在する妨害全体の性格に影響される。
たとえば、ＥＭＩの他にひとつの妨害だけがガウス分布
（たとえば、生理学的記録の中の筋肉の震え）を備えて
いれば、最小二乗誤差法（数式をもちいて上述した）が
最良の結果を与えるであろう。加えて、最小二乗誤差回
帰は直裁的で、そのアルゴリズムも幾つかの頑健法のそ
れに比較して効率良く実施できる。
【００５３】当業者は特許請求の範囲の範囲および精神
から逸脱せずに修正を行い得ることが理解される。たと
えば、記述した各種実施例に基づきＥＭＩを濾波するた
めのコンピュータプログラムをコンピュータまたは同様
の装置に載せるべきプログラム格納媒体に格納すること
ができる。以下に、本発明の実施態様を例示する。
から逸脱せずに修正を行い得ることが理解される。たと
えば、記述した各種実施例に基づきＥＭＩを濾波するた
めのコンピュータプログラムをコンピュータまたは同様
の装置に載せるべきプログラム格納媒体に格納すること
ができる。以下に、本発明の実施態様を例示する。
【００５４】（実施態様１）事象区間（Ｅ）および静穏
区間（Ψ）を含む事象期間の信号を濾波する装置（10）
において、（ａ）事象期間の電気ディジタル信号を発生
するための手段（14）、（ｂ）前記手段に接続され、前
記ディジタル信号を受信し格納するための記憶装置（1
6）、（ｃ）ディジタル信号内の事象区間（Ｅ）および
静穏区間（Ψ）を決定するように接続されている事象検
出器（24）、（ｄ）少なくとも一つの事象区間のディジ
タル信号のパワースペクトルを分析するように接続され
たスペクトラム分析器（20）、（ｅ）少なくとも一つの
事象期間の静穏区間（Ψ）のディジタル信号に基づき、
スペクトラム分析器（20）により同定された一つ以上の
周波数における基底関数を使用して電磁妨害（以下ＥＭ
Ｉと称する）の推定値（以下ＥＭＩ推定値と称する）を
推定するように接続された推定器（26）、および（ｆ）
ＥＭＩ推定値を事象区間（Ｅ）のディジタル信号から差
し引き、得られた事象区間に対する信号のＥＭＩが減少
しているように接続された減算器（30）、とを備えてい
る装置（10）。
区間（Ψ）を含む事象期間の信号を濾波する装置（10）
において、（ａ）事象期間の電気ディジタル信号を発生
するための手段（14）、（ｂ）前記手段に接続され、前
記ディジタル信号を受信し格納するための記憶装置（1
6）、（ｃ）ディジタル信号内の事象区間（Ｅ）および
静穏区間（Ψ）を決定するように接続されている事象検
出器（24）、（ｄ）少なくとも一つの事象区間のディジ
タル信号のパワースペクトルを分析するように接続され
たスペクトラム分析器（20）、（ｅ）少なくとも一つの
事象期間の静穏区間（Ψ）のディジタル信号に基づき、
スペクトラム分析器（20）により同定された一つ以上の
周波数における基底関数を使用して電磁妨害（以下ＥＭ
Ｉと称する）の推定値（以下ＥＭＩ推定値と称する）を
推定するように接続された推定器（26）、および（ｆ）
ＥＭＩ推定値を事象区間（Ｅ）のディジタル信号から差
し引き、得られた事象区間に対する信号のＥＭＩが減少
しているように接続された減算器（30）、とを備えてい
る装置（10）。
【００５５】（実施態様２）推定器（26）はスペクトル
分析から決定されたＥＭＩ周波数の正弦波および余弦波
を組み合わせて静穏区間（Ψ）の信号のデータを近似
し、ＥＭＩ推定値を発生するようになっている実施態様
１に記載の装置。 （実施態様３）ＥＭＩ周波数の正弦波および余弦波を結
合してＥＭＩ周波数における静穏区間（Ψ）のデータに
あてはめ、前記正弦波および余弦波の振幅は異なること
ができ、前記振幅の各々は前記正弦波および前記余弦波
がＥＭＩ周波数でＥＭＩ推定値を発生するように選択さ
れている実施態様１に記載の装置。 （実施態様４）推定器（26）は基本周波数および一つ以
上のその高調波周波数を有するＥＭＩ推定値を発生する
ようになっている実施態様１から３までのいずれかに記
載の装置。
分析から決定されたＥＭＩ周波数の正弦波および余弦波
を組み合わせて静穏区間（Ψ）の信号のデータを近似
し、ＥＭＩ推定値を発生するようになっている実施態様
１に記載の装置。 （実施態様３）ＥＭＩ周波数の正弦波および余弦波を結
合してＥＭＩ周波数における静穏区間（Ψ）のデータに
あてはめ、前記正弦波および余弦波の振幅は異なること
ができ、前記振幅の各々は前記正弦波および前記余弦波
がＥＭＩ周波数でＥＭＩ推定値を発生するように選択さ
れている実施態様１に記載の装置。 （実施態様４）推定器（26）は基本周波数および一つ以
上のその高調波周波数を有するＥＭＩ推定値を発生する
ようになっている実施態様１から３までのいずれかに記
載の装置。
【００５６】（実施態様５）記憶装置（16）、事象検出
器（24）、推定器（26）、および減算器（30）は電子計
算機の一部である実施態様１から４までのいずれかに記
載の装置。 （実施態様６）電気ディジタル信号を発生する手段（1
4）は信号源から事象期間の信号を収集するセンサ（た
とえば、72）に接続し得るアナログ−ディジタル変換器
（たとえば、78）を備えている実施態様１から５までの
いずれかに記載の装置。 （実施態様７）電気ディジタル信号を発生する手段（1
4）は信号源（12）から事象期間の信号を収集するよう
になっているセンサ（たとえば、72）を備えている実施
態様１から６までのいずれかに記載の装置。
器（24）、推定器（26）、および減算器（30）は電子計
算機の一部である実施態様１から４までのいずれかに記
載の装置。 （実施態様６）電気ディジタル信号を発生する手段（1
4）は信号源から事象期間の信号を収集するセンサ（た
とえば、72）に接続し得るアナログ−ディジタル変換器
（たとえば、78）を備えている実施態様１から５までの
いずれかに記載の装置。 （実施態様７）電気ディジタル信号を発生する手段（1
4）は信号源（12）から事象期間の信号を収集するよう
になっているセンサ（たとえば、72）を備えている実施
態様１から６までのいずれかに記載の装置。
【００５７】（実施態様８）センサ（たとえば、72）は
患者に取り付けるための心電図（ＥＣＧ）電極（たとえ
ば、72、74、76）を備えている実施態様１から７までの
いずれかに記載の装置。 （実施態様９）更にセンサ（たとえば、72）とは異なる
位置で患者に設置し、静穏区間（Ψ）中のＥＭＩ信号収
集器のＥＭＩ信号を事象区間（Ｅ）中に収集したそのＥ
ＭＩ信号と比較して異常ＥＭＩ信号が発生する期間中の
事象区間を捨てることができるようにしたＥＭＩ信号収
集器（62）を備えている実施態様１から８までのいずれ
かに記載の装置。
患者に取り付けるための心電図（ＥＣＧ）電極（たとえ
ば、72、74、76）を備えている実施態様１から７までの
いずれかに記載の装置。 （実施態様９）更にセンサ（たとえば、72）とは異なる
位置で患者に設置し、静穏区間（Ψ）中のＥＭＩ信号収
集器のＥＭＩ信号を事象区間（Ｅ）中に収集したそのＥ
ＭＩ信号と比較して異常ＥＭＩ信号が発生する期間中の
事象区間を捨てることができるようにしたＥＭＩ信号収
集器（62）を備えている実施態様１から８までのいずれ
かに記載の装置。
【００５８】（実施態様１０）後記（ａ）乃至（ｃ）の
ステップを有し、事象区間（Ｅ）および静穏区間（Ψ）
を含む事象期間の信号を濾波する濾波方法： （ａ）少なくとも一つの事象期間のディジタル信号のパ
ワースペクトルを分析するステップ； （ｂ）少なくとも一つの事象期間の静穏区間（Ψ）の信
号を、前記分析により同定した一つ以上の周波数の基底
関数に整合させせることにより事象区間（Ｅ）の電磁妨
害（ＥＭＩ）を推定するステップ；および （ｃ）ＥＭＩ推定値を事象区間（Ｅ）の信号から差し引
いて、ＥＭＩが減少した事象区間（Ｅ）の信号を得るス
テップ。
ステップを有し、事象区間（Ｅ）および静穏区間（Ψ）
を含む事象期間の信号を濾波する濾波方法： （ａ）少なくとも一つの事象期間のディジタル信号のパ
ワースペクトルを分析するステップ； （ｂ）少なくとも一つの事象期間の静穏区間（Ψ）の信
号を、前記分析により同定した一つ以上の周波数の基底
関数に整合させせることにより事象区間（Ｅ）の電磁妨
害（ＥＭＩ）を推定するステップ；および （ｃ）ＥＭＩ推定値を事象区間（Ｅ）の信号から差し引
いて、ＥＭＩが減少した事象区間（Ｅ）の信号を得るス
テップ。
【図１】静穏区間および事象区間を備えた典型的ＥＣＧ
線図を示す。
線図を示す。
【図２】本発明の濾波装置の概略ブロック図である。
【図３】本発明に従ってＥＭＩを濾波する方法を示す流
れ図である。
れ図である。
【図４】時間軸に沿って収集したＥＣＧ信号の典型的パ
ワースペクトルを示す図である。
ワースペクトルを示す図である。
【図５】ＥＣＧの事象期間の信号と事象期間の静穏区間
中の妨害にあてはめる基底関数とを示すグラフである。
中の妨害にあてはめる基底関数とを示すグラフである。
【図６】図５の事象期間の信号とおよび事象区間を張る
ように拡張されている静穏区間で妨害にあてはまる基底
関数を示す図である。
ように拡張されている静穏区間で妨害にあてはまる基底
関数を示す図である。
【図７】事象区間に隣接する静穏区間および事象区間の
ＥＭＩを推定して重み付き基底関数を生ずるのに使用さ
れている静穏区間を含む事象期間の部分の信号と基底関
数とを示す図である。
ＥＭＩを推定して重み付き基底関数を生ずるのに使用さ
れている静穏区間を含む事象期間の部分の信号と基底関
数とを示す図である。
【図８】事象信号を収集するセンサの位置とは異なる位
置にあってＥＭＩ信号を収集するＥＭＩセンサを使用す
る本発明の一実施例の方法を実施するシステムを示す図
である。
置にあってＥＭＩ信号を収集するＥＭＩセンサを使用す
る本発明の一実施例の方法を実施するシステムを示す図
である。
10…信号濾波装置 12…信号源 14…電気ディジタル信号発生手段 16…記憶装置 20…スペクトラム分析器 24…事象検出器 26…推定器 30…減算器 62…信号コレクタ 72、74、76…センサ 78…Ａ/Ｄ変換器 Ｅ…事象区間 Ψ…静穏区間
Claims (1)
- 【請求項１】 事象区間および静穏区間を含む事象期間
の信号を濾波する装置において、 （ａ）事象期間の電気ディジタル信号を発生するための
手段、 （ｂ）前記手段に接続され、前記ディジタル信号を受信
し格納するための記憶装置、 （ｃ）ディジタル信号内の事象区間および静穏区間を決
定するように接続されている事象検出器、 （ｄ）少なくとも一つの事象区間のディジタル信号のパ
ワースペクトルを分析するように接続されたスペクトラ
ム分析器、 （ｅ）少なくとも一つの事象期間の静穏区間のディジタ
ル信号に基づき、スペクトラム分析器により同定された
一つ以上の周波数における基底関数を使用して電磁妨害
（以下ＥＭＩと称する）の推定値（以下ＥＭＩ推定値と
称する）を推定するように接続された推定器、および （ｆ）ＥＭＩ推定値を事象区間のディジタル信号から差
し引き、得られた事象区間に対する信号のＥＭＩが減少
しているように接続された減算器、とを備えている装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US624,194 | 1996-03-28 | ||
| US08/624,194 US5687735A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Robust time-diversity filter and method for removing electromagnetic interference |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1052409A true JPH1052409A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=24501054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9065983A Pending JPH1052409A (ja) | 1996-03-28 | 1997-03-19 | 電磁妨害除去のための濾波装置および濾波方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5687735A (ja) |
| JP (1) | JPH1052409A (ja) |
| DE (1) | DE19703403C2 (ja) |
| GB (1) | GB2311676B (ja) |
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