JP5864766B2 - 信号処理装置、医療装置及び信号処理方法 - Google Patents
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Description
液体が流れるチューブに装着される気泡センサと接続され、該気泡センサから出力される出力信号を処理する信号処理装置であって、
前記液体が流れる方向と交差する方向に送信された信号を前記チューブを介して受信することにより得られる受信信号を、前記気泡センサより取得する取得手段と、
前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出するための傾斜信号を、前記気泡センサより取り込むことにより、前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出し、該算出した各軸の傾斜角度に基づいて、前記気泡センサの前記チューブに対する装着状態を判定する判定手段と、
前記取得手段により取得された受信信号と、前記判定手段により判定された装着状態に応じて予め定められた補正値とを用いることにより、気泡の大きさを算出する算出手段とを備える。
<1.体外循環装置の全体構成>
図1の1Aは、本発明の第1の実施形態に係る信号処理装置を備える体外循環装置100の全体構成の一例を示す図である。
次に、図2を用いて、図1に示すコントローラ110の機能構成の一例について説明する。
次に、気泡センサ114の構成及び姿勢(装着状態)について説明する。図3は、気泡センサ114の構成及び装着状態を説明するための図である。ここで、この実施形態では、体外循環装置100において、気泡センサ114およびチューブは、図3の3a、3b、3cに例示される3つの姿勢のいずれかの姿勢になるように配置されることを想定している。
次に、傾斜測定部における処理の概要について説明する。図4A、4Bは傾斜測定部における処理の概要を説明するための図である。上述したように、気泡センサ114は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向それぞれの加速度が検出できるよう構成されており、それぞれの軸が、例えば水平方向に対して何度傾斜しているのかを算出することができる。ただし、以下では、説明の簡略化のため、X軸の傾斜角度についてのみ説明する。
次に、気泡断面積算出部212における処理の概要について説明する。図5は、同一の体積を有する気泡がチューブ内を流れた場合の、気泡センサ114の傾斜角度と気泡断面積との関係を示す図である。図5の5aに示すように、水平方向に対するX軸の傾斜角度が0度、水平方向に対するY軸の傾斜角度が0度、水平方向に対するZ軸の傾斜角度が90度の場合、信号受信部232からの気泡信号に基づいて気泡断面積算出部212において算出される気泡断面積Sa(気泡信号が所定レベル以上減衰している範囲。つまり、信号が送信される方向に垂直な面に向かって気泡を投影させた場合の気泡の面積)は補正の必要がない。
また、図5の5cに示すように、水平方向に対するX軸の傾斜角度が90度、水平方向に対するY軸の傾斜角度が0度、水平方向に対するZ軸の傾斜角度が0度の場合、信号受信部232からの気泡信号に基づいて気泡断面積算出部212において算出される気泡断面積Sc(気泡信号が所定レベル以上減衰している範囲。つまり、信号が送信される方向に垂直な面に向かって気泡を投影させた場合の気泡の面積)は、図5の5aに示す気泡断面積Saよりも小さくなる。このため、補正値βを用いて下式に従って補正を行う。
補正気泡断面積Sc’=β×Sc ただし、β>1
このように、気泡断面積算出部212では、気泡センサ114の装着状態に応じて、算出された気泡断面積の補正を行う。
次に信号処理部210における気泡判定処理の流れについて説明する。図6は、信号処理部210における気泡判定処理の流れを示すフローチャートである。
上記第1の実施形態では、気泡センサ114の傾斜角度を算出するにあたり、気泡センサに加速度検出部を設ける構成としたが、本発明はこれに限定されず、他の検出手段を用いるようにしてもよい。
上記第1の実施形態では、信号処理部210における気泡判定処理として、個々の気泡に関する処理について説明したが、本発明はこれに限定されず、個々の気泡に関する処理の結果を用いて、複数の気泡について処理を実行するように構成してもよい。
上記第1の実施形態では、補正された気泡断面積を出力する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、補正された気泡断面積に基づいて、気泡体積を算出するように構成してもよい。なお、補正された気泡断面積と気泡体積との関係を、変換テーブル221として記憶部に格納しておき、当該変換テーブル221を用いて気泡体積を算出するように構成してもよい。なお、このときの変換テーブルは、実験的に求めてもよいし、計算(シミュレーション等)により求めてもよい。
以上が本発明の代表的な実施形態の例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
Claims (9)
- 液体が流れるチューブに装着される気泡センサから出力される出力信号を処理する信号処理装置であって、
前記液体が流れる方向と交差する方向に送信された信号を前記チューブを介して受信することにより得られる受信信号を、前記気泡センサより取得する取得手段と、
前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出するための傾斜信号を、前記気泡センサより取り込むことにより、前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出し、該算出した各軸の傾斜角度に基づいて、前記気泡センサの前記チューブに対する装着状態を判定する判定手段と、
前記取得手段により取得された受信信号と、前記判定手段により判定された装着状態に応じて予め定められた補正値とを用いることにより、気泡の大きさを算出する算出手段と
を備えることを特徴とする信号処理装置。 - 前記算出手段は、
前記取得手段により取得された受信信号に基づいて、前記送信された信号と略直交する面に気泡を投影した場合の、該気泡の断面積を算出し、該算出した断面積と、前記判定手段において判定された装着状態に応じて予め定められた補正値とを用いることにより、前記気泡の大きさを算出することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記算出手段は、前記受信信号が、所定のレベル以下に低下している状態が連続している場合において、当該連続している範囲を算出することにより、前記気泡の断面積を算出することを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。
- 前記算出手段は、前記受信信号が、所定のレベル以下に低下している長さを、前記液体が流れる方向に積分していくことにより、前記連続している範囲を算出することを特徴とする請求項3に記載の信号処理装置。
- 前記傾斜信号は、前記気泡センサの各軸の加速度を検出する加速度検出部の加速度信号であり、
前記判定手段は、垂直方向の重力加速度に対する、前記各軸の加速度の比を算出することにより、前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の信号処理装置。 - 前記算出手段は、前記判定された装着状態と、補正値との関係を規定した変換テーブルに基づいて、前記気泡の大きさを算出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の信号処理装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の信号処理装置を備える医療装置。
- 液体が流れるチューブに装着される気泡センサと接続され、該気泡センサから出力される出力信号を処理する信号処理装置における信号処理方法であって、
前記液体が流れる方向と交差する方向に送信された信号を前記チューブを介して受信することにより得られる受信信号を、前記気泡センサより取得する取得工程と、
前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出するための傾斜信号を、前記気泡センサより取り込むことにより、前記気泡センサの各軸の傾斜角度を算出し、該算出した各軸の傾斜角度に基づいて、前記気泡センサの前記チューブに対する装着状態を判定する判定工程と、
前記取得工程において取得された受信信号と、前記判定工程において判定された装着状態に応じて予め定められた補正値とを用いることにより、気泡の大きさを算出する算出工程と
を備えることを特徴とする信号処理方法。 - 液体が流れるチューブに装着される気泡センサからの信号を処理する信号処理装置であって、
前記気泡センサは、前記チューブを挟むように配置される信号送信部および信号受信部を含み、前記信号送信部から送信され前記チューブおよびその内部を透過した信号を前記信号受信部が受信し、受信した信号に応じた信号を出力し、
前記処理装置は、
前記気泡センサから出力される信号を取得する取得手段と、
前記気泡センサの姿勢を判定する判定手段と、
前記取得手段が取得した前記信号と、前記判定手段が判定した前記気泡センサの前記姿勢とに基づいて、前記チューブを流れる液体の中の気泡の大きさを算出する算出手段と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
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