JP6629242B2 - マルチチャネルｐｐｇ信号を使用するモーションアーチファクト低減 - Google Patents

Description

本発明は、対象被験者（ｓｕｂｊｅｃｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に関する生理学的情報成分（ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含む所望のバイタル信号（ｖｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ）をフォトプレチスモグラフィ（ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ）データから抽出するためのデータ処理装置に関する。また、本発明は、フォトプレチスモグラフィ装置、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号をフォトプレチスモグラフィデータから抽出するためのデータ処理方法、及びコンピュータプログラムにも関する。

血中酸素飽和度、心拍数、及び呼吸数などの心臓血管状況に関する情報は、接触覚センサなどのセンサ又はカメラなどの遠隔センサを使用して、フォトプレチスモグラフィ（ＰＰＧ）によって人目に付かずに取得することができる。遠隔センサを使用するＰＰＧ技法はリモートＰＰＧとも呼ばれる。

接触覚センサを使用するか遠隔センサを使用するかにかかわらず、ＰＰＧ技法は体動によって誘発される信号ひずみの影響を受けやすく、そのひずみは所望のバイタル信号に重畳される。ＰＰＧによって確認された信号のひずみは被験者の体動からも発生する。体動成分（ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の寄与率は所望のバイタル信号の寄与率を１桁分超える場合が多いので、検出されたＰＰＧ信号を表すＰＰＧデータにおけるモーションアーチファクト（ｍｏｔｉｏｎ ａｒｔｉｆａｃｔ）低減は大変難しい課題である。このアーチファクトは、間違った解釈を引き起こし、心臓血管パラメータの推定の正確さ及び信頼性を劣化させるものである。

幾つかの研究では、関連のＰＰＧセットアップは通常、被験者が静止していることを要求する条件下で操作されていた。この欠点は、現実の応用環境、例えば、病院及びスポーツにおいてこの技法の可能性を制限するものである。

米国特許出願公開第２０１３／００７０７９２Ａ１号では、生理学的信号のノイズ除去のための技法を開示している。少なくとも２つの信号チャネルを含む信号（例えば、生理学的信号）は、独立成分解析（ＩＣＡ）を使用して、少なくとも２つの独立成分に分解される。次に、独立成分（ＩＣ）のノイズ除去を適用し、少なくとも２つの信号チャネルに関連する統計メトリックを使用して、少なくとも２つの独立成分のうちのどちらが信号空間に属しており、少なくとも２つの独立成分のうちのどちらがノイズ空間に属しているかを推定する。信号空間に属している少なくとも２つの独立成分のうちの１つ以上の独立成分のみを信号内に保持することにより、信号のノイズ除去バージョンが生成される。

国際出願公開第２０１４／０２０４６３Ａ１号には、被験者によって放出又は反射された電磁放射線から生理学的情報を抽出するための装置及び方法が記載されている。検出された電磁放射線から導出されたデータストリームが受け取られる。このデータストリームは、様々なスペクトル部分を示す信号サンプルからなる第１のシーケンスを含む。このデータストリームは、登録された信号サンプルからなる少なくとも２つの演繹スタガーシーケンス（ｄｅｄｕｃｅｄ ｓｔａｇｇｅｒｅｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）に分割される。演繹スタガーシーケンスのそれぞれは、定義されたスペクトル部分を表し、一定の時間をあけた指示信号サンプルを含む。指示信号サンプル間の空白空間を少なくとも部分的に置き換えるために、近接指示信号サンプルを考慮して人工サンプルが生成される。このようにして、補足されたデータストリームが生成される。

国際出願公開第２０１３／０３８３２６Ａ１号は、遠隔で検出された特性信号から情報を抽出するための装置及び方法に関する。対象物によって放出又は反射された電磁放射線から導出可能なデータストリームが受け取られる。このデータストリームは、生理学的情報を含む連続又は離散特性信号と、妨害信号部分とを含む。生理学的情報は、少なくとも１つの少なくとも部分的に周期的なバイタル信号を表す。妨害信号部分は、対象物体動部分及び／又は非指示反射部分のうちの少なくとも１つを表す。データストリームの関連周波数帯域は、特性信号の確定部分を含む、少なくとも２つの定義されたサブバンドに分割され、そのそれぞれは潜在的に関心のある定義された時間的周波数部分を表す。サブバンドは最適化サブバンドを導出するように最適化され、この最適化サブバンドは少なくとも部分的にバイタル信号の存在を示す。最適化処理信号を構成するように、少なくとも２つの最適化サブバンドが結合される。

国際出願公開第９９／３２０３０号は、デジタル処理の前にモーションアーチファクトを除去することによるＰＰＧにおけるアーチファクト低減に関係する。少なくとも第１及び第２の異なる波長で組織から電磁放射線を放出するステップと、放射線が組織を通って透過されるか又は組織内で反射された後に当該異なる波長で放射線を受け取るステップと、受け取られた第１及び第２の放射線波長の対数尺度である少なくとも第１及び第２の信号を提供し、第１の信号から第２の信号を減算するステップと、減算の結果のＤＣ成分を除去し、ＡＣ成分をデジタルサンプリング手段に提供するステップと、組織の特性を表す所望の値を提供するためにデジタルサンプルを処理するステップとを含む、方法が開示されている。

米国特許出願第２００２／００７７５３６Ａ１号には、一次部分及び二次部分を含むものとしてモデリングされる２つの測定信号を解析するための方法及び装置が記載されている。係数はモデルに応じて２つの信号を関係づける。一実施形態では、この方法は、適切な係数を見つけるために複数の可能な信号係数を評価する変換を使用することを伴う。代替的に、この方法は、統計的関数又はフーリエ変換及びウィンドウ化技法を使用して、２つの測定信号に関連する係数を決定することを伴う。これらの方法は血中酸素飽和度測定に使用される。

本発明の一目的は、ＰＰＧデータの改善されたモーションアーチファクト低減を達成するデータ処理装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、確認されたＰＰＧデータの改善されたモーションアーチファクト低減を達成するＰＰＧ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＰＰＧデータの改善されたモーションアーチファクト低減を達成するデータ処理方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、ＰＰＧデータの改善されたモーションアーチファクト低減を達成するコンピュータプログラムを提供することにある。

本発明の第１の態様によると、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の第１のセンサデータを含み、１つ以上の空間次元（ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）において時間の関数として感知領域（ｓｅｎｓｅｄ ｒｅｇｉｏｎ）の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置が提供される。このデータ処理装置は、
−第２のセンサデータを受け取り、第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データ（ｍｏｔｉｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄａｔａ）を提供するように構成される分解ユニット（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）と、
−第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、第１のセンサデータと、体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成されるバイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するように構成されるアーチファクト除去ユニット（ａｒｔｉｆａｃｔ ｒｅｍｏｖａｌ ｕｎｉｔ）と、
を含む。

本発明の第１の態様のデータ処理装置は、第１及び第２のセンサデータの組み合わせを使用してモーションアーチファクトによるひずみが強固に低減されたバイタル信号を入手できるという認識に基づくものである。更に、このデータ処理装置は、ある組み合わせにより、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す第２のセンサデータを、分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解することに基づいて特に適切にこの効果を達成できるという追加の認識を使用する。

このデータ処理装置の他の利点は、第１のセンサデータにおけるモーションアーチファクトを低減するために、前に記録されたセンサデータ、換言すれば、センサデータ履歴の使用を必要としないことである。このようにして、現行センサデータのフィルタリングにおいて適応を行うために最近の過去を参照することを必要とする既知の適応フィルタリング技法とは特に区別される。しかし、対象被験者（例えば、ユーザ又は患者）によって実行される移動を高速加速移動によって引き起こされるセンサデータの予測不能な瞬時変化の存在下では、センサデータ履歴に対するこのような参照により、モーションアーチファクトの所望の除去について粗悪なフィルタリング結果がもたらされる。対照的に、本発明のデータ処理は、この点に関して改善された性能を有し、従って、病院又はスポーツにおいて使用するためにＰＰＧ装置と組み合わせて操作するのに特に適している。このようにして、本発明の第１の態様のデータ処理装置は、医療環境並びに日常生活におけるＰＰＧ装置の使用を増加するための鍵を形成する。

本質的にＰＰＧ技法から知られているように、感知領域は、例えば、対象被験者の皮膚の一領域である。特に、透過された電磁放射線を使用する場合、感知領域は対象被験者の皮膚の下に配置された組織及び血管も含む。

以下では、データ処理装置の諸実施形態について説明する。

このデータ処理装置の諸実施形態は、入力時間依存センサデータを、所定の時間帯に関するセンサデータを含むフレームに構造化するように構成され、分解ユニットはフレームごとに第２のセンサデータを分解するように構成され、アーチファクト除去ユニットはフレームごとに第１のセンサデータと体動基準データとの組み合わせを決定するように構成される。異なる実施形態では、フレームは時間的に重なり合うか又はばらばらの時間間隔にデータを厳密に区分する。特にリアルタイム処理に適した諸実施形態では、フレームは、入力センサデータと、最近の過去からの数秒分のセンサデータとの連結を表す。

従って、ＰＰＧデータ及び／又は加速度計データなどのセンサデータの１つのフレームは、時間基準の所定の間隔（時間ウィンドウ）に関する時間依存センサデータを含むデータ構造として理解するべきである。例えば、１つのフレームは、数秒、特に１０秒未満、好ましくは５秒未満、例えば、少なくとも２秒を包含する。これらの所与の値は模範的なものであり、センサデータのサンプリングレートに依存して変更される。

特にこの実施形態では、分解ユニット内で現行フレームを分解するために、前に（即ち、現在処理されているフレームの前に）記録されたセンサデータに対する参照を行わない。分解ユニットは第２のセンサデータを処理するので、好ましくは所与のフレームに関する第１のセンサデータを受け取らないか又は当該第１のセンサデータを無視する。

好ましくは、このような実施形態では、アーチファクト除去ユニットも、第１のセンサデータと、分解ユニットによって提供され、所与のフレームに属する少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルとを使用して、フレームごとにその動作を実行するように構成される。

第１の態様のデータ処理装置は、入力センサデータのデータ処理をリアルタイムで実行する実現例に特に適している。このデータ処理装置の諸実施形態は、上記のデータ処理をリアルタイムで実行するように構成される。

一実施形態においてアーチファクト除去ユニットによって決定され提供される、第１のセンサデータと、体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせは、一実施形態では線形結合である。第１のセンサデータと、体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとのその他の形式の組み合わせも可能であり、当該組み合わせは異なる実施形態を形成する。

一実施形態では、第１のセンサデータは、感知領域内の血液量変動に敏感な少なくとも１つの第１のスペクトルチャネルにおいて感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示すＰＰＧデータである。好ましくは、少なくとも１つの第１のスペクトルチャネルは５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する電磁放射線を含む。この実施形態の幾つかの変形例では、少なくとも１つのスペクトルチャネルは、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍ又は５４０ｎｍ〜５６０ｎｍのスペクトル間隔内の波長を包含する。好ましい諸実施形態は５５０ｎｍの波長を含み、これは血液量変動に対して特に高い感度を提供する。

前述のように１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す第２のセンサデータは、第２のセンサデータを記録するために使用される技法（複数も可）次第で、１つ以上の異なる数量を示すものとして受け取られる。２つの模範的なグループの実施形態について以下に説明する。

一方のグループの諸実施形態では、第２のセンサデータもＰＰＧデータである。このような一実施形態では、第２のセンサデータは、第１のスペクトルチャネルより感知領域内の血液量変動に敏感ではない少なくとも１つの第２のスペクトルチャネルにおいて当該感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示すＰＰＧデータを含む。第２のスペクトルチャネルは、例えば、６５０ｎｍの波長あたりの波長間隔（例えば、６１０〜７００ｎｍ）を含み、これは皮膚内の血液量変動により比較的低い拍動性を有する。このタイプのその他の諸実施形態では、ＰＰＧデータは２つ以上の第２のスペクトルチャネルにおいて、例えば、２つ又は３つのスペクトルチャネルにおいて第２のセンサデータを含む。６５０ｎｍの波長あたりの波長間隔を包含する前述の適切なスペクトルチャネルに加えて、例えば、４５０ｎｍの中心波長など、５５０ｎｍより短い中心波長あたりの波長間隔を包含する、更に他のスペクトルチャネルが第２のセンサデータに含まれる。

第２のグループの諸実施形態では、第２のセンサデータは、対象被験者の感知領域内に位置する加速度計の位置、速度、又は加速度の変化を示す加速度計データを含む。

少なくとも１つの第２のスペクトルチャネル内のＰＰＧデータ及び加速度計データなど、異なるタイプのデータを含む第２のセンサデータが一実施形態で使用され、これにより、分解ユニットによって決定されるように体動基準データによって提供される体動情報の信頼性を更に増すことができる。

更に他の複数グループの諸実施形態は、分解ユニットによって使用される信号分解技法の種々の実現例を提供する。以下では、４つの模範的なグループについて説明する。この場合も、種々の実施形態、即ち、種々の信号分解技法の組み合わせが可能である。

第１のこのようなグループの諸実施形態では、分解ユニットは、第２のセンサデータの少なくとも２つのそれぞれの周波数成分又は少なくとも２つのそれぞれの位相成分の形で分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を提供するために、その周波数成分又は位相成分について第２のセンサデータをフィルタ処理するように構成される。この第１のグループの一実施形態では、第２のセンサデータは、モーションアーチファクトを低減するために少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルが異なる周波数領域に対応するように、当該チャネル内の少なくとも２つの異なるセットの体動基準データに分解される。この形の分解により、決定される体動基準データは、最も顕著なモーションアーチファクト、例えば、第２のセンサデータの最も強い高調波を低減できるだけでなく、その他のアーチファクト、例えば、第２のセンサデータの弱い高調波によって引き起こされるものも低減することができる。適切に機能するように示されている分解ユニットの特定の一実現例は、第２のセンサデータを受け取る低域フィルタを含む。従って、体動基準データの１つのチャネル内で提供される低域フィルタ処理された信号は第２のセンサデータの低い方の周波数範囲を包含する。この実施形態の１つの形式では、分解ユニットは、時間基準における同じポイントに関する第２のセンサデータと低域フィルタ処理された体動基準データとの差を計算することにより、第２のセンサデータの高い方の周波数範囲を包含する、体動基準データの第２のチャネルを決定するように構成される。適用例として、例えば、ジョギングなど、強い周期移動が行われる身体運動では、モーションアーチファクトの第１及び第２の高調波が顕著であり、心拍数トレースの範囲内にある。加速度計データの形の第２のセンサデータに適用される上記の手法を使用するデータ処理装置の一実現例は、これら２つの高調波を効果的に低減するように示されており、心拍数の信頼できる決定に使用できる心拍数トレースを回復することができる。

異なる位相成分を提供するという点で第１のグループの特定のケースとして理解される、第２のこのようなグループの諸実施形態では、分解ユニットは、第２のセンサデータ又は第２のセンサデータの周波数成分若しくは位相成分のうちの１つを入力データとして受け取るヒルベルト変換ステージ（Ｈｉｌｂｅｒｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｕｎｉｔ）を含み、入力データのヒルベルト変換を形成するヒルベルト変換データをその出力で提供するように構成される。このグループの諸実施形態は、ＰＰＧ信号（複数も可）間の周波数について位相のシフトが発生し、その結果、あまり最適ではないアーチファクト低減をもたらす体動基準データが得られるという認識に基づくものである。この問題に取り組むために、体動基準信号がヒルベルト変換ステージに供給され、周波数について−π／２ラジアンだけ位相がシフトした追加の信号を生成する。次に、ヒルベルト変換データ及び元の第２のセンサデータはアーチファクト低減ユニットに入力として提供することができる。これにより、ＰＰＧ信号（複数も可）間の周波数について位相のシフトを補償し、従って、このような不要な位相効果がないアーチファクト低減を入手することができる。

第３のこのようなグループの諸実施形態では、分解ユニットは、特異スペクトル解析（ＳＳＡ）を使用して時間の関数として第２のセンサデータを、分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を形成する種々のコンポーネントの和に分解するように構成される特異スペクトル解析ユニット（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｎｉｔ）を含む。ＳＳＡは、第２のセンサデータを、振動成分、変動傾向、及びノイズを含む幾つかの体動基準データチャネルに分解する。これらのチャネルによって表される成分の和はこの場合も元の信号になる。固有値スペクトル次第で、異なる実施形態は、アーチファクト低減のために元の第１及び第２のセンサデータと組み合わせて異なる数の再構成成分を使用する。このグループの諸実施形態による特定の例については、図面に関して以下に更に説明する。

第４のこのようなグループの諸実施形態では、第２のセンサデータが一連の時間基準値のそれぞれ１つにサンプルそれぞれが割り当てられた一連のサンプルを形成し、分解ユニットは、第２のセンサデータから複数のタイムシフト成分（ｔｉｍｅ−ｓｈｉｆｔｅｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を生成することにより第２のセンサデータを分解するように構成され、それぞれのタイムシフト成分は時間基準値への割り当てをそれぞれの所定の数のサンプル分だけシフトすることによって第２のセンサデータから決定される。例えば、８つの信号の分解は、第２のセンサデータを形成するＰＰＧデータを、−４、−３、−２、−１、１、２、３、及び４サンプル分だけシフトすることによって実現される。適切に機能することが証明されている他の例では、分解ユニットは、ＰＰＧデータを−７、−５、−３、−１、１、３、５、及び７サンプル分だけシフトすることによってＰＰＧデータの形の第２のセンサデータからタイムシフト成分を生成するように構成される。

これら４つのグループの諸実施形態のうちの異なる実施形態において上記の異なるタイプの信号分解の組み合わせも可能であり、それによりデータ処理装置の性能を更に増すことができる。このような組み合わせは、種々の実施形態の選択された組み合わせにより異なる信号分解ステージを含む。これは、例えば、種々のタイプの２つ以上の異なる信号分解ステージを順次配置することによって実現される。

以下では、アーチファクト除去ユニットの種々の実施形態について説明する。

有利なことに、アーチファクト除去ユニットは、組み合わせのために選択されるべき体動基準データチャネルとスペクトルチャネルとの個々の重みをベクトル成分として有する重みベクトルが、事前記憶された正規化相関ベクトルとのバイタル信号の対応を示す対応尺度の最適条件を形成することを要求する境界条件を使用して、組み合わせの対象になるそれぞれのスペクトルチャネル及び体動基準データチャネルの個々の重みを決定するように構成される。

本発明の第２の態様は、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を決定するための装置によって形成され、この装置は、
−生理学的情報成分を決定できるようにする少なくとも１つのスペクトルチャネルで電磁放射線を放出するように構成される少なくとも１つのエミッタを含むエミッタユニット（ｅｍｉｔｔｅｒ ｕｎｉｔ）と、
−電磁スペクトルのそれぞれのスペクトル領域において少なくとも１つのモーションアーチファクト成分及び生理学的情報成分を含む少なくとも１つのスペクトルチャネルにおいて時間の関数として対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを確認するセンサユニットであって、当該第１のセンサデータをその出力で提供し、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す第２のセンサデータを確認するように構成されるセンサユニット（ｓｅｎｓｏｒ ｕｎｉｔ）と、
−本発明の第１の態様又は本明細書に記載されている本発明の諸実施形態のうちの１つによるデータ処理装置と、
を含む。

本発明の第２の態様の装置は本発明の第１の態様のデータ処理装置の利点を共有する。この装置は有利なことにフォトプレチスモグラフィＰＰＧ技法に基づくものである。

日常生活及びスポーツでの使用に特に適しているこの装置の諸実施形態は、種々のスペクトル範囲で取られたＰＰＧ信号を使用する。このような装置は特に小型にすることができる。このような諸実施形態では、エミッタユニットは、第１のスペクトルチャネルより感知領域内の血液量変動に敏感ではない少なくとも１つの第２のスペクトルチャネルで電磁放射線を放出するように追加的に構成される。センサユニットは、少なくとも１つの第２のスペクトルチャネルにおいて感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示すＰＰＧデータを確認するように追加的に構成される。

その他の諸実施形態は、ＰＰＧデータの追加のスペクトルチャネルに対して、代替的に又は追加的に、センサユニットの一部として加速度計を提供する。半導体技術に基づく加速度計は、現在ではハンドヘルド装置に広く使用され、非常に小型のサイズで提供することができる。

本発明の第３の提要では、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号をセンサデータから抽出するためのデータ処理方法が提供され、このデータ処理方法は、
−生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の第１のセンサデータを含み、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータを受け取ることと、
−第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供することと、
−第１のセンサデータと、体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つの体動基準データチャネルの体動基準データとの組み合わせから形成されるバイタル信号を決定し、当該バイタル信号を出力として提供することと、
を含む。

本発明の第３の態様のデータ処理方法は本発明の第１の態様のデータ処理装置の利点を共有する。

本発明の一実施形態により、この方法は、生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の第１のセンサデータを含み、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータを確認することを更に含む。

本発明の第４の態様の操作方法は本発明の第１の態様のデータ処理装置の利点を共有する。

本発明の第５の態様では、当該コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行される時に、本発明の第３の態様又は本明細書に記載されている本発明の諸実施形態のうちの或る実施形態のデータ処理方法のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を含むコンピュータプログラムが提供される。

本発明の第１の態様又は請求項１のデータ処理装置、本発明の第２の態様又は請求項９のＰＰＧ装置、本発明の第３の態様又は請求項１３のデータ処理方法、本発明の第４の態様又は請求項１４の操作方法、及び本発明の第５の態様又は請求項１５のコンピュータプログラムは、特に従属クレームに定義されているように、同様の及び／又は同一の好ましい諸実施形態を有することを理解されたい。

データ処理装置の第１の実施形態のブロック図を示している。 データ処理装置の第２の実施形態のブロック図を示している。 データ処理装置の第１又は第２の実施形態で使用するための分解ユニットの第１の変形例のブロック図を示している。 本発明によるデータ処理装置の諸実施形態で使用するための分解ユニットの第２の変形例のブロック図を示している。 本発明によるデータ処理装置の諸実施形態で使用するための分解ユニットの第３の変形例のブロック図を示している。 本発明によるデータ処理装置の諸実施形態で使用するための分解ユニットの第４の変形例のブロック図を示している。 本発明によるデータ処理装置の諸実施形態で使用するためのアーチファクト除去ユニットの一実施形態のブロック図を示している。 本発明の一実施形態によるＰＰＧ装置のブロック図を示している。 本発明によるデータ処理方法の一実施形態のフローダイアグラムを示している。 本発明によるＰＰＧ装置を操作するための一実施形態のフローダイアグラムを示している。

以下に記載されている本発明の種々の態様の諸実施形態は、フォトプレチスモグラフィにおける適用例に関するものである。ＰＰＧは、例えば、心臓血管パラメータの推定のために、これまで広く使用されてきた。心電図検査法（ＥＣＧ）用の胸部ベルト又は電子聴診器などのその他の技法は快適さや使いやすさを低減するものと見なされる場合が多いので、ＰＰＧはこのような技法より好ましいものであった。しかし、ＰＰＧ測定中の対象被験者、即ち、ユーザ又は患者の体動は、測定されたＰＰＧ信号にモーションアーチファクトを生成する。このアーチファクトは、間違った解釈を引き起こし、心臓血管パラメータの推定の正確さ及び信頼性を劣化させるものである。以下に記載されている諸実施形態は、これらのモーションアーチファクトの特に良好な低減又は完全な除去を達成する。

図１は、データ処理装置１００の第１の実施形態のブロック図を示している。このデータ処理装置は、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、ＰＰＧデータを含む第１のセンサデータから抽出するのに役に立つものである。

ＰＰＧデータは、データ処理装置に提供される前にＰＰＧ測定によって得られたデータである。ＰＰＧデータは、例えば、フォトダイオード又はカメラなどの光センサによって生成されたセンサデータの形で提供され、ライトエミッタ（例えば、ＬＥＤ又はレーザダイオード）によって放出され、測定セットアップ次第で、時間の関数として対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過された光の検出量を示す。感知領域は対象被験者の皮膚の一領域である。例えば、感知領域は指又は耳たぶの皮膚の一領域である。

しかし、この実施形態は、モーションアーチファクトの低減又は除去を達成するために提供されたＰＰＧデータの処理のみに関係するものである。

データ処理装置１００のこの模範的な実施形態は、図１にＰＰＧ１、ＰＰＧ２、及びＰＰＧ３と示されている３通りの別個のデータストリームの形で提供されるＰＰＧデータを使用する。この異なるＰＰＧデータストリームは、３つのスペクトルチャネル、即ち、電磁スペクトルの３つのスペクトル間隔で並行して（同期的に）取られたＰＰＧ測定値を表している。より具体的には、データ処理装置に提供される第１のＰＰＧデータストリームＰＰＧ１は、所望の生理学的情報成分と、電磁スペクトルのそれぞれのスペクトル領域内の少なくとも１つのモーションアーチファクト成分とを含む、第１のスペクトルチャネルで測定されたＰＰＧデータを含む。データ処理装置の目的は、本出願がバイタル信号と呼ぶものによって表される所望の生理学的情報成分を、測定されたＰＰＧデータから抽出することである。しかし、このバイタル信号はモーションアーチファクトによって重畳され、状況によっては、ＰＰＧデータ内に存在するモーションアーチファクトによって隠される場合もある。

特に、第１のスペクトルチャネルによって包含されるスペクトル領域は、血液量変動に対して特に高い感度を提供する５４０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長領域を含む。第１のスペクトルチャネルに適切なスペクトル領域は、例えば、５３０〜５７０ｎｍである。しかし、これより狭いスペクトルチャネルを使用することもできる。第１のスペクトルチャネルが５２０〜６００ｎｍのスペクトル領域内で血液の既知の特徴的な光吸収及び反射特徴と良好に重なるほど、第１のスペクトルチャネルを形成するＰＰＧデータＰＰＧ１の信号対雑音比が良好になる。

従って、特許請求の範囲の言い回しでは、第１のスペクトルチャネルを包含する第１のＰＰＧデータストリームＰＰＧ１が第１のセンサデータを提供する。

この実施形態で提供されることが想定されているＰＰＧデータは、他に２つのデータストリーム、即ち、第２及び第３のスペクトルチャネルで測定されたＰＰＧデータを表す第２のＰＰＧデータストリームＰＰＧ２及び第３のＰＰＧデータストリームＰＰＧ３を更に含む。第２及び第３のスペクトルチャネルは、第１のスペクトルチャネルより感知領域内の血液量変動に対して敏感ではないＰＰＧデータを提供するように選択される。適切な値は、例えば、実質的に６５０ｎｍあたり、例えば、６１０〜７００ｎｍの波長を包含するスペクトルチャネルである。このスペクトルチャネルは皮膚内の血液量変動による低い拍動性を提供する。もう１つのあまり敏感ではない適切なスペクトルチャネルは実質的に４５０ｎｍあたりの波長を包含する。第２及び第３のスペクトルチャネルで提供されるＰＰＧデータは血液量変動に対してあまり敏感ではないので、ＰＰＧデータＰＰＧ２及びＰＰＧ３は比較的少ない量の生理学的情報成分と、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示し、比較的多い量で少なくとも１つのモーションアーチファクト成分とを含む。

従って、特許請求の範囲の言い回しでは、第２のスペクトルチャネル内のＰＰＧデータＰＰＧ２及び第３のスペクトルチャネル内のＰＰＧデータＰＰＧ３が第２のセンサデータを形成する。

データ処理装置１００は、インターフェース１０２内で３通りのＰＰＧデータストリームＰＰＧ１〜ＰＰＧ３を受け取る。このインターフェースは、ＰＰＧデータを受け取るために適した任意のタイプのデータインターフェースによって実現することができる。ＰＰＧデータはインターフェース１０２の３つの別個の入力ポートを介して提供する必要がないことは注目に値する。変形例では、３通りのＰＰＧデータストリームＰＰＧ１〜ＰＰＧ３を含むＰＰＧデータはより少ない数の入力ポートに、例えば、３つのＰＰＧデータストリームＰＰＧ１〜ＰＰＧ３を含む単一データストリームの形で提供される。この場合、インターフェース１０２は、ＰＰＧデータストリームＰＰＧ１〜ＰＰＧ３を分離するように適切に構成される。

インターフェース１０２の下流では、分解ユニット１０４が第２のセンサデータのみ、即ち、ＰＰＧデータストリームＰＰＧ２及びＰＰＧ３を受け取る。分解ユニット１０４は２つの並列分解ステージ１０４．１及び１０４．２を含む。第１の分解ステージ１０４．１は第２のＰＰＧデータストリームＰＰＧ２を受け取り、第２の分解ステージ１０４．２は第３のＰＰＧデータストリームＰＰＧ３を受け取る。分解ユニット１０４は、第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供するように構成される。体動基準データは分解された第２のセンサデータと同一である。

特に、この実施形態では、体動基準データは２ｍ個の体動基準データストリームの形で分解ユニット１０４によって提供され、ここで、ｍは正の整数である。分解ステージ１０４．１及び１０４．２のそれぞれは、第１の分解ステージ１０４．１によって提供される体動基準データストリームについてはＭＲ１１、ＭＲ１２、・・・、ＭＲ１ｍと示され、第２の分解ステージ１０４．２によって提供される体動基準データストリームについてはＭＲ２１、ＭＲ２２、・・・、ＭＲ２ｍと示されている、ｍ個の体動基準データストリームを提供する。これらの体動基準データストリームは第１のＰＰＧデータストリームＰＰＧ１と同様のモーションアーチファクトを含むが、血液量変動による成分（心拍成分と呼ばれる）を全く含まないか、又はこのタイプの弱い成分のみを含む。分解ユニット１０４．１並びに分解ステージ１０４．２及び１０４．３の詳細については、図３〜図６に関して説明されている種々の実施形態に関連して以下に更に説明する。

体動基準データストリームはアーチファクト除去ユニット１０６に提供される。アーチファクト除去ユニット１０６は、第１のセンサデータ、即ち、３つのＰＰＧデータストリームＰＰＧ１〜ＰＰＧ３も受け取る。アーチファクト除去ユニット１０６は、スペクトルチャネルのうちの少なくとも１つと体動基準データチャネルのうちの少なくとも１つとの組み合わせであって、この非制限的な例では線形結合である組み合わせから掲載されるバイタル信号Ｖを決定し、当該バイタル信号Ｖをその出力で提供するように構成される。

モーションアーチファクトはエネルギーが異なる高調波を有する場合が多い。アーチファクト低減ユニット１０６において第２のセンサデータの分解を使用して、アーチファクトが第１のセンサデータＰＰＧ１から除去される場合により大きい自由度を作成する。より大きい自由度を使用して、異なるエネルギーを有する高調波の問題に取り組む。モーションアーチファクト低減は、例えば、第１のＰＰＧデータストリームＰＰＧ１から、生成された体動基準データストリームの線形結合である組み合わせを減算することによって達成することができる。

データ処理装置１００内の処理は特定の実施形態ではフレームごとに実行される。これは、例えば、前に処理されたＰＰＧデータにアクセスすることも要求する適応メカニズムを参照する必要なしに、現在処理されている（フレーム）ＰＰＧデータのみに基づいてモーションアーチファクト低減又は除去を達成するという利点をもたらすものである。

入力ＰＰＧデータは、例えば、最初に数秒のセグメントを表すフレームにウィンドウ化される。従って、図１の実施形態の変形例では、インターフェースユニットは、入力時間依存ＰＰＧデータを受け取り、それを、例えば、数秒などの所定の時間間隔を包含するそれぞれのＰＰＧデータのセグメントを表すフレームに区分するように構成されるフレーミングユニットを追加的に含む。

アーチファクト除去ユニットによるフレーム処理後の入力ＰＰＧデータストリームの再構成は、重畳加算手順を使用して達成することができる。これはよく知られた技法であり、従って、ここではより詳細に説明しない。

アーチファクト除去ユニット１０６の機能性及び動作の詳細については、分解ユニット１０４の種々の実施形態の説明の後に、特に図７の実施形態に関して以下に更に説明する。

図１の実施形態の変形例は、例えば、ＰＰＧデータストリームＰＰＧ１とＰＰＧ２又はＰＰＧ１とＰＰＧ３によって提供されるものなど、２つのスペクトルチャネルのみを包含するＰＰＧデータを受け取る。このような変形例の１つでは、分解ユニット１０４は１つの分解ステージのみを含む。しかし、より詳細に以下に更に説明するように、分解ステージの数は分解ユニット１０４によって受け取られるデータストリームの数に厳密に対応する必要はない。特に、分解ステージの数は、より大きい数の体動基準データストリームを提供するために、受け取られたデータストリームの数より大きくてもよい。異なるタイプの分解を実現する分解ステージを順次配置し、その結果、２通りの形式の分解を次々と入力データストリームに適用してもよい。

図１の実施形態の他の変形例については図２に関して以下に説明する。図２は、データ処理装置２００の第２の実施形態のブロック図を示している。データ処理装置２００は多くの面で図１のデータ処理装置に対応する。特に、これも、インターフェース２０２、分解ユニット２０４、及びアーチファクト除去ユニット２０６を含む。

図１の実施形態のように、第１のセンサデータは第１のＰＰＧデータストリームＰＰＧ１を含む。この実施形態の諸変形例では、図１に関して記載されているように第２及び第３のスペクトルチャネルを包含するデータストリームＰＰＧ２及びＰＰＧ３も第１のセンサデータの追加の成分として提供され、従って、第１のＰＰＧデータストリームＰＰＧ１のように、インターフェース２０２からアーチファクト除去ユニット２０６に直接経路指定される。これらの変形例は、第２及び第３のデータストリームＰＰＧ２及びＰＰＧ３が典型的に少なくとも幾つかの所望の生理学的情報を含むということを利用するものである。これらのデータストリームＰＰＧ２及びＰＰＧ３は任意選択で提供されるので、対応するデータフロー接続は図２に破線で示されている。

図１の実施形態とは対照的に、データ処理装置２００は、ＰＰＧ以外の技法によって測定された３通りの体動データストリームＭ１、Ｍ２、及びＭ３の形で第２のセンサデータを受け取る。このような体動データは、例えば、位置、速度、及び／又は加速度に関するデータを提供する加速度計などのセンサを使用して決定することができる。

データ処理装置２００の分解ユニット２０４は３つの分解ステージ２０４．１〜２０４．３を含み、そのそれぞれは入力体動データのそれぞれのストリームに基づいて体動基準データを提供する。第１の分解ステージ２０４．１は、ｍ個の体動基準データストリームＭＲ１１、ＭＲ１２、・・・、ＭＲ１ｍの形で、分解された第２のセンサデータを提供するために体動データＭ１を使用する。第２の分解ステージ２０４．２は、ｍ個の体動基準データストリームＭＲ２１、ＭＲ２２、・・・、ＭＲ２ｍの形で、分解された第２のセンサデータを提供するために体動データＭ２を使用する。第３の分解ステージ２０４．３は、ｍ個の体動基準データストリームＭＲ３１、ＭＲ３２、・・・、ＭＲ３ｍの形で、分解された第２のセンサデータを提供するために体動データＭ３を使用する。従って、合計３ｍ個の体動基準データストリームが分解ユニット２０４によって出力され、アーチファクト除去ユニット２０６によって受け取られる。

データ処理装置２００によって実行されるデータ処理については、以下の諸実施形態に関連して以下により詳細に更に説明する。

図３〜図６の以下の説明は、図１及び図２の実施形態に設けられた分解ステージ１０４．１、１０４．２又は２０４．１〜２０４．３の種々の変形例に関するものである。これらの変形例は代替例として示されているわけではない。反対に、これらは効果的に組み合わせることができる。１つの分解ユニットは、異なるタイプの複数の分解ステージ及び分解ユニットから選択したもの又はカスケードを含む。更に、以下の変形例の使用はデータ処理装置１００及び２００によって形成される上記の２つの特定の模範的な実施形態に限定されない。更に、以下の説明で使用される第２のセンサデータの例はいかなる類の制限として示されているわけではない。

図３は、データ処理装置の諸実施形態の分解ユニットで使用するための分解ステージ３００の第１の変形例のブロック図を示している。分解ユニット３００は、第２のセンサデータの２つのそれぞれの周波数成分の形で時間の関数として分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を提供するために、その周波数成分について時間の関数として第２のセンサデータをフィルタ処理するように構成される。このために、分解ユニット３００は低域フィルタ３０２を含む。非制限的な一例として、第２のセンサデータは図２に関連して述べた体動データＭ１によって形成される。低域フィルタ３０２は時間依存の体動データＭ１を受け取り、その出力として体動データの低周波成分のみを提供し、高周波成分は低域フィルタ３０２によってブロックされる。

適切な限界周波数を決定するために、移動により発生した高調波を考慮に入れなければならない。例えば、ジョギングによって引き起こされたモーションアーチファクトは、８０ｂｐｍ（８０／６０Ｈｚ）あたりに存在する周期的成分を呈し、１６０ｂｐｍ（１６０／６０Ｈｚ）でオクターブ成分を有する。この場合の適切な限界周波数は、例えば、１２０ｂｐｍ（１２０／６０Ｈｚ）など、８０〜１６０ｂｐｍの範囲内で選択される。

低域フィルタ処理された体動データは第１のセットの体動基準データＭＲ１１として提供される。第２のセットの体動基準データＭＲ１２は異なるステージ３０４の出力で提供され、当該ステージ３０４は、その入力で体動データＭ１及び低域フィルタ３０２の出力で提供される低域フィルタ処理された体動データを受け取り、その出力として２つの入力間の差に依存する数量を提供する。従って、この第２のセットの体動基準データＭＲ１２は、より高い周波数範囲内で機能するために使用される。従って、体動データＭ１は分解ステージ３００によって２つのセットの体動基準データＭＲ１１及びＭＲ１２に分解され、このデータが「強制的に」異なる周波数領域で機能してモーションアーチファクトを低減するようになっている。

この分解なしでは、体動信号は最も顕著なもの、例えば、最も強い高調波であるモーションアーチファクトのみを低減することができ、その他のアーチファクト、例えば、弱い方の高調波を低減することはできない。強い周期的移動が行われる運動、例えば、ジョギングでは、モーションアーチファクトの第１及び第２の高調波が顕著であり、心拍数トレースの範囲内である。加速度計信号と組み合わせてこの手法を使用すると、この２つの高調波を効果的に低減する。

図４は、本発明によるデータ処理装置の諸実施形態の分解ユニットで使用するための分解ステージ４００の第２の変形例のブロック図を示している。位相のシフトは、第１のセンサデータ、即ち、ＰＰＧセンサデータの１つ以上のチャネルと、体動データとの間の周波数にわたって発生する。この不要な効果はあまり最適ではないアーチファクト低減をもたらす。この問題に取り組むために、ヒルベルト変換ステージ４０２が使用される。ヒルベルト変換ステージ４０２は、体動データＭ１に関する例として図４に示されているように、入力データとして第２のセンサデータを受け取る。一変形例では、第２のセンサデータの周波数成分又は位相成分のうちの一方（図３の実施形態と比較せよ）は入力としてヒルベルト変換ステージ４０２に提供される。即ち、この変形例では、ヒルベルト変換ステージ４０２は、低域フィルタ３０２又は異なるステージ３０４と連続して配置される。

ヒルベルト変換ステージは、入力データのヒルベルト変換を形成するヒルベルト変換データをその出力で提供するように構成される。このようにして、周波数について−π／２ラジアンだけ位相がシフトした（追加の）体動基準データが生成される。次に、ヒルベルト変換された体動基準データＭＲ１２及びもう一方のセットの体動基準データＭＲ１２としての元の体動データＭ１はアーチファクト低減ユニットに供給され、そこでそのデータを使用して、θラジアンだけ位相シフトしたバージョンの体動基準信号を生成することができる。これは、例えば、ヒルベルト変換された信号ＭＲ１２とその元の信号Ｍ１との線形結合などの組み合わせによって達成される。これについては、図７に関して以下に更に詳細に説明する。

図５は、本発明によるデータ処理装置の諸実施形態の分解ユニットで使用するための分解ステージ５００の第３の変形例のブロック図を示している。分解ステージ５００は、特異スペクトル解析（ＳＳＡ）を使用して時間の関数としてＰＰＧデータＰＰＧ２及びＰＰＧ３などの受け取った第２のセンサデータを、分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を形成する種々のコンポーネントの和に分解するように構成される特異スペクトル解析（ＳＳＡ）ユニットを含む。ＳＳＡは、受け取った第２のセンサデータを、振動成分、変動傾向、及びノイズを含む幾つかの再構成成分に分解する。これらの成分の和はこの場合も元の信号になる。固有値スペクトル次第で、アーチファクト低減のために元の信号と組み合わせて幾つかの再構成成分が選択される。

以下のステップを使用して、体動基準信号の平均補正セグメント、即ち、ｎ∈｛１，．．．，Ｎ｝の場合のｓ（ｎ）から再構成成分を計算する。埋め込まれた次元Ｋ及び定義Ｌ：＝Ｎ＋１−Ｋに基づいて、Ｌ×Ｋのハンケル行列Ｓ＝［ｓ_０，ｓ_１，．．．，ｓ_Ｋ］がハンケル形成ユニット（Ｈａｎｋｅｌ ｆｏｒｍｉｎｇ ｕｎｉｔ）５０２内で形成される。この場合、ｓ_ｋは要素ｓ_ｋ：＝［ｓ（ｋ），ｓ（ｋ＋１），．．．，ｓ（ｋ＋Ｌ−１）］^Ｔを有する列ベクトルである。決定されたハンケル行列Ｓに基づいて、固有値決定ユニット（ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）５０４は共分散行列Ｓ^ＴＳの固有値λ_１≧λ≧．．．λ_Ｋ≧０及び固有ベクトルｖ_１，．．．，ｖ_Ｋを決定する。射影ユニット（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）５０６はＳを固有ベクトルＡ：＝ＳＶ上に射影し、ここで、Ａは列として主成分ａ_ｋを含む行列であり、Ｖは列として固有ベクトルｖ_ｋを有する行列である。再構成成分ｒ_ｋ（ｎ）は、以下のように決定することにより、成分再構成ユニット（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）５０８内で決定される。
ただし、１≧ｎ≧Ｍ−１の場合、（Ｍ_ｎ，Ｌ_ｎ，Ｕ_ｎ）＝（１／ｎ，１，ｎ）
Ｍ≧ｎ≧Ｋの場合、（Ｍ_ｎ，Ｌ_ｎ，Ｕ_ｎ）＝（１／Ｍ，１，Ｍ）
Ｋ＋１≧ｎ≧Ｎの場合、（Ｍ_ｎ，Ｌ_ｎ，Ｕ_ｎ）＝（１／（Ｎ−ｎ＋１），ｎ−Ｎ＋Ｍ，Ｍ）

実験により、このＳＳＡ実施形態は、例えば、１６ＨｚのサンプルレートでのＮ＝１２８及びＫ＝２４の場合に適切に機能することが証明されている。２４サンプルのウィンドウ長が少なくとも１つの完全な周期の心拍を包含することは注目に値する。

図６は、本発明によるデータ処理装置の諸実施形態で使用するための分解ユニット６００の第４の変形例のブロック図を示している。分解ユニット６００では、この例の第２のＰＰＧデータストリームＰＰＧ２などの第２のセンサデータは、ｋ∈Ｚで異なる量ｋのサンプル分だけＰＰＧデータサンプルをシフトすることにより、ｍ個のセットの体動基準データＭＲ１１、ＭＲ１２、ＭＲ１３、・・・、ＭＲ１ｍに分解される。このために、ｍ個のシフトステージが提供され、そのうちの最初の３つのシフトステージ６０２、６０４、６０６及び最後のシフトステージ６０８が図６に示されている。例えば、８つの信号への分解は、ＰＰＧデータストリームＰＰＧ２を、−４、−３、−２、−１、１、２、３、及び４サンプル分だけシフトすることによって実現される。実験でテストされた一実施形態により、ＰＰＧデータを−７、−５、−３、−１、０、１、３、５、及び７サンプル分だけシフトすることによってアーチファクト低減が適切に機能することが証明されている。ゼロシフト成分は、第２のＰＰＧデータストリームＰＰＧ２から直接得ることができ、従って、シフトステージを通過させる必要はない。

以下では、それぞれのアーチファクト除去ユニットが異なる他の諸実施形態について説明する。図７を参照すると、同図は、本発明によるデータ処理装置の諸実施形態で使用するためのアーチファクト除去ユニットの一実施形態のブロック図を示している。次に続く説明のために、所望のアーチファクト低減ＰＰＧ信号はｓ（ｔ）として示し、サンプル信号、即ち、所望のセットのアーチファクト低減ＰＰＧデータはｓ（ｋ）として示す。

アーチファクト除去ユニット７００の第１の実施形態では、アーチファクト低減サンプルＰＰＧデータがバイタル信号構成ステージ（ｖｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｔａｇｅ）７０４で構成されるように、受け取られた第１のセンサデータ及び体動基準データについて重み決定ステージ（ｗｅｉｇｈｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｔａｔｅ）７０２によって以下のように重みｗ_ｉが計算される。
ｓ（ｋ）＝Ｗ_０ｘ_０（ｋ）＋Ｗ_１ｘ_１（ｋ）＋・・・＋Ｗ_Ｌｘ_Ｌ（ｋ）

この場合、Ｌ＝Ｎ・Ｍであり、ｘ_０（ｋ）は第１のセンサデータＰＰＧ１であり、ｘ_１（ｋ），．．．，ｘ_Ｋ（ｋ）は分解ユニットによって提供される体動基準データである。重みＷ_ｉは以下のように一次方程式系を解いて計算される。
Ｘ^ＴＸｗ＝ｂ
ここで、Ｘ＝［ｘ_０，ｘ_１，．．．，ｘ_Ｌ］はｘ_ｉ＝［ｘ_ｉ（１），ｘ_ｉ（２），．．．，ｘ_ｉ（Ｋ）］^Ｔを有するＫ×Ｌの行列である。ベクトルｗは重みＷ_ｉを含み、メモリ７０６内に記憶されている事前記憶された正規化相関ベクトルｂの諸要素はベクトルｘ_ｉ間の先験的に予測された正規化相関を表す。

一変形例では、ゼロ相関の場合のｂ＝［１，０，．．．，０］は、バイタルサインと体動基準信号との間で予測される。

前の実施形態と同じ一般構造を有し、従って、引き続き図７に関して説明するアーチファクト除去ユニット７００の第２の実施形態は、図２の実施形態に基づくものである。より長い波長、例えば、６５０ｎｍの追加のＰＰＧデータＰＰＧ２はこの変形例のアーチファクト低減モジュールに供給される。このデータＰＰＧ２は、同様のモーションアーチファクトを含むＰＰＧ１に密接に関連するが、より低い拍動性を有する。図７の第１の実施形態のように、重みは一次方程式系を解いて計算される。先験的に予測された正規化相関ベクトルは
の場合にｂ＝［Ｃ，ａＣ，０，．．．，０］であり、ここで、Ｃは所望のバイタル信号とＰＰＧ１との間の正規化相関を提供し、ａ＜１の場合のａＣは所望のバイタル信号とＰＰＧ２との間の相関を提供する。この場合、ｘ_０（ｔ）及びｘ_１（ｔ）はＰＰＧデータＰＰＧ１及びＰＰＧ２を含む第１のセンサデータであり、ｌ∈｛２，．．．，Ｌ＋１｝の場合のｘ_ｌ（ｔ）は体動基準データである。実験により、ａ＝０．１という値がモーションアーチファクト低減のために適切に機能することが証明されている。パラメータＣはベクトルｂを正規化するために使用され、ａの所与の値と所与のノルムから計算される。ａ＝０．１及びＬ２ノルムという模範的なケースでは、下記になる。

前の実施形態と同じ一般構造を有し、従って、引き続き図７に関して説明するアーチファクト除去ユニット７００の第３の実施形態は、同じく図２の実施形態に基づくものである。より短い波長、例えば、４５０ｎｍの更に追加のＰＰＧデータＰＰＧ３は、ＰＰＧデータＰＰＧ１及びＰＰＧ２に加えてこの変形例のアーチファクト低減モジュールに供給される。第１及び第２の実施形態のように、事前記憶された先験的相関ベクトルは、バイタルサインとＰＰＧ３との間の相関によって拡張されて使用され、
の場合にｂ＝［Ｃ，ａＣ，ｂＣ，．．．，０］であり、ただし、１＞ｂ＞ａである。この場合、ｘ_０（ｔ）、ｘ_１（ｔ）、及びｘ_２（ｔ）は第１のセンサデータに対応し、ＰＰＧデータＰＰＧ１、ＰＰＧ２、及びＰＰＧ３によってそれぞれ形成される。体動基準データは、ｌ∈｛３，．．．，Ｌ＋２｝の場合のｘ_ｌ（ｔ）である。実験により、ａ＝０．１及びｂ＝０．５という値がモーションアーチファクト低減のために適切に機能することが証明されている。

その他の変形例では、４つ以上の異なるスペクトルチャネルを表す更に他のセットのＰＰＧデータを使用することができる。上記の実施形態のように、先験的相関ベクトルは、バイタル信号と（分解された）複数セットのＰＰＧ信号との間の相関によって拡張されて構成される。

第１の実施形態の一変形例を形成し、同じ一般構造を有し、従って、同じく引き続き図７に関して説明するアーチファクト除去ユニット７００の第４の実施形態では、アーチファクト除去ユニット７００の第１の実施形態と比較して、行列Ｘ^ＴＸの次元数が１だけ低減される。この実施形態では、正規化相関ベクトルはｂ＝［１，０，．．．，０］である。このケースについては、問題は以下のように公式化することができる。
Ｘ^ＴＸｗ＝ｂ
ただし、Ｘ＝［ｘ_１，．．．，ｘ_Ｌ］及びｂ＝Ｘ^Ｔｘ_０である。次に、アーチファクト低減ＰＰＧデータは以下のようになる。
ｓ（ｋ）＝ｘ_０（ｋ）−（ｗ_１ｘ_１（ｋ）＋・・・＋ｗ_Ｌｘ_Ｌ（ｋ））

分解ユニット５００を含むデータ処理装置の一実施形態で使用されるアーチファクト除去ユニットの第５の実施形態では、図７のアーチファクト除去ユニット７００と同じ一般構造を使用することができる。実験により、適切な事前記憶された相関ベクトル［Ｃ，ａ_１Ｃ，ａ_２Ｃ，．．．ａ_ｎＣ］がａ_１＝ｃ、ａ_２＝ｃ・α_１、・・・ａ_ｎ＝ｃ・α_ｎ＋１という成分を有し、ただし、α_ｉ＝λ_ｉ／λ_１であり、λ_ｉがＳＳＡ方法から計算される固有値であることが証明されている。ｎ＝５のケースの場合、ｃ≒１／２０という値を使用して、良好なモーションアーチファクト低減を達成することができる。

図６に示されているタイプの分解ステージを使用する分解ユニットを有するデータ処理装置の一実施形態で使用されるアーチファクト除去ユニットの第６の実施形態では、ａ_ｉ＝ｃ・ｃｏｓ（ｋ_ｉψ）になるように正規化相関ベクトル［Ｃ，ａ_１Ｃ，ａ_２Ｃ，．．．ａ_ｎＣ］を選択することができ、ここで、ｋ_ｉ∈Ｚであり、ｉ∈｛１，．．．，ｎ｝はｘ_ｉにおけるサンプルシフトと同等の数であり、位相はψ＝２πＦ／ｆであり、ここで、ＦはＨｚでのデフォルトパルスレートであり、ｆはＨｚでのサンプルレートである。実験により、この方法はｃ≒１／２０、Ｆ＝２、及びｋ_ｉ＝［０，１，−１，３，−３，５，−５，７，−７］の場合に適切に機能することが証明されている。予想されるパルスレートＦにデフォルト値を使用する代わりに現行フレームからＦを予測することにより更に改善することが可能になるであろう。Ｆを予測するための適切なパラメータは、例えば、現行フレームから推定されるモーションレート示すものである。

図８は、本発明の一実施形態によるＰＰＧ装置８００のブロック図を示している。このＰＰＧ装置は、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を決定するのに役に立つものである。ＰＰＧ装置８００は、生理学的情報成分の決定を可能にする、少なくとも１つのスペクトルチャネルで電磁放射線を放出するように構成される少なくとも１つのエミッタを含むエミッタユニット８０２を含む。ＰＰＧ装置８００では、異なるスペクトルチャネルで動作する３通りのライトエミッタが矢印８０２．１、８０２．２、８０２．３によって示されている。

例えば、３つのセンサ８０４．１、８０４．２、８０４．３を使用するセンサユニット８０４は、電磁スペクトルのそれぞれのスペクトル領域において生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む少なくとも１つのスペクトルチャネルにおいて時間の関数として対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータＰＰＧ１を確認し、当該第１のセンサデータをその出力で提供し、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す第２のセンサデータＰＰＧ２、ＰＰＧ３を確認するように構成される。ＰＰＧ装置は、例えば、上記の図１〜図７に関して、本明細書に記載されているデータ処理装置の諸実施形態のうちの１つによるデータ処理装置８０６を更に含む。

図９は、本発明によるデータ処理方法９００の一実施形態のフローダイアグラムを示している。データ処理方法９００は、対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、センサデータから抽出するのに役に立つものである。

ステップ９０２では、生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の第１のセンサデータを含むセンサデータを受け取る。このセンサデータは、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータも含む。

ステップ９０４では、第２のセンサデータを、分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解する。分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを少なくとも２通りの体動基準データチャネルで提供する。

ステップ９０６では、第１のセンサデータと、体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの線形結合から形成されるバイタル信号を決定し、当該バイタル信号を出力として提供する。

図１０は、本発明によるＰＰＧ装置を操作するための一実施形態のフローダイアグラムを示している。この方法は、ステップ１００２でセンサデータを確認することを含む。前述のように、センサデータは、生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の第１のセンサデータを含み、当該センサデータは、１つ以上の空間次元において時間の関数として感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含む。ステップ１００４では、データ処理方法９００を実行する。

本発明は図面及び上記の説明において詳細に例示され記載されているが、このような例示及び説明は制限的ではなく例証となるもの又は模範的なものと見なすべきであり、本発明は開示されている諸実施形態に限定されない。開示されている諸実施形態以外の変形例は、図面、開示内容、及び特許請求の範囲の検討により、請求されている発明を実践する際に当業者が理解し実行できるものである。

特許請求の範囲では、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という単語はその他の要素又はステップを除外せず、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞は複数であることを除外しない。

単一のステージ又はその他のユニットは、特許請求の範囲に列挙されている幾つかの項目の機能を遂行する。特定の手段が互いに異なる従属クレームに列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用できないことを示すものではない。

コンピュータプログラムは、その他のハードウェアとともに又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体上で記憶及び／又は配布されるが、インターネット或いはその他の有線又は無線通信システムなどを介してその他の形式で配布される場合もある。

特許請求の範囲内の参照符号は範囲を限定するものと解釈してはならない。

Claims (15)

1. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置であり、前記データ処理装置は、
   −前記第２のセンサデータを受け取り、前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供する分解ユニットと、
   −前記第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するアーチファクト除去ユニットと、
   を含み、
   前記分解ユニットは、前記第２のセンサデータの少なくとも２つのそれぞれの位相成分の形式で、時間の関数として前記分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を提供するために、その位相成分について前記第２のセンサデータを時間の関数としてフィルタ処理する、データ処理装置。
2. 感知領域内の血液量変動に敏感な少なくとも１つの第１のスペクトルチャネルにおいて、時間の関数として対象被験者の前記感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す前記第１のセンサデータを、フォトプレチスモグラフィデータの形式で受け取る、請求項１に記載のデータ処理装置。
3. 前記第１のスペクトルチャネルより前記感知領域内の血液量変動に敏感ではない少なくとも１つの第２のスペクトルチャネルにおいて、前記感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される前記電磁放射線の量を示す前記第２のセンサデータを、フォトプレチスモグラフィデータの形式で受け取る、請求項２に記載のデータ処理装置。
4. 前記対象被験者の前記感知領域内に位置する加速度計の位置、速度、又は加速度の変化を示す前記第２のセンサデータを加速度計データの形式で受け取る、請求項２又は３に記載のデータ処理装置。
5. 前記分解ユニットは、更に、前記第２のセンサデータの少なくとも２つのそれぞれの周波数成分の形式で、時間の関数として前記分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を提供するために、その周波数成分について前記第２のセンサデータを時間の関数としてフィルタ処理する、請求項１に記載のデータ処理装置。
6. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置であり、前記データ処理装置は、
   −前記第２のセンサデータを受け取り、前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供する分解ユニットと、
   −前記第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するアーチファクト除去ユニットと、
   を含み、
   前記分解ユニットは、前記第２のセンサデータ又は前記第２のセンサデータの周波数成分若しくは位相成分のうちの１つを入力データとして受け取るヒルベルト変換ステージを含み、前記入力データのヒルベルト変換を形成するヒルベルト変換データをその出力で提供する、データ処理装置。
7. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置であり、前記データ処理装置は、
   −前記第２のセンサデータを受け取り、前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供する分解ユニットと、
   −前記第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するアーチファクト除去ユニットと、
   を含み、
   前記分解ユニットは、特異スペクトル解析を使用して、前記第２のセンサデータを、前記分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を形成する種々のコンポーネントの和に、時間の関数として分解する特異スペクトル解析ユニットを含む、データ処理装置。
8. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置であり、前記データ処理装置は、
   −前記第２のセンサデータを受け取り、前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供する分解ユニットと、
   −前記第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するアーチファクト除去ユニットと、
   を含み、
   前記第２のセンサデータが一連の時間基準値のそれぞれ１つにサンプルそれぞれが割り当てられた一連のサンプルを形成し、前記分解ユニットは、前記第２のセンサデータから複数のタイムシフト成分を生成することで前記第２のセンサデータを分解し、それぞれの前記タイムシフト成分は前記時間基準値への割り当てをそれぞれの所定の数のサンプル分だけシフトすることによって前記第２のセンサデータから決定される、データ処理装置。
9. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置であり、前記データ処理装置は、
   −前記第２のセンサデータを受け取り、前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供する分解ユニットと、
   −前記第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するアーチファクト除去ユニットと、
   を含み、
   前記アーチファクト除去ユニットは、組み合わせのために選択されるべき前記体動基準データチャネルとスペクトルチャネルとの個々の重みをベクトル成分として有する重みベクトルが、事前記憶された正規化相関ベクトルとの前記バイタル信号の対応を示す対応尺度の最適条件を形成することを要求する境界条件を使用して、前記組み合わせの対象になるそれぞれの前記スペクトルチャネル及び前記体動基準データチャネルの前記個々の重みを決定する、データ処理装置。
10. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を、前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチファクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータから抽出するためのデータ処理装置であり、前記データ処理装置は、
    −前記第２のセンサデータを受け取り、前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供する分解ユニットと、
    −前記第１のセンサデータ及び少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルを受け取り、前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つからなる体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定するアーチファクト除去ユニットであって、当該バイタル信号をその出力で提供するアーチファクト除去ユニットと、
    を含み、
    入力時間依存センサデータを、所定の時間帯に関するセンサデータを含むフレームに構造化し、前記分解ユニットは、フレームごとに前記第２のセンサデータを分解し、前記アーチファクト除去ユニットは、フレームごとに前記第１のセンサデータと前記体動基準データとの組み合わせを決定する、データ処理装置。
11. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号を決定するための装置であり、
    −前記生理学的情報成分を決定できるようにする少なくとも１つのスペクトルチャネルで電磁放射線を放出する少なくとも１つのエミッタを含むエミッタユニットと、
    −電磁スペクトルのそれぞれのスペクトル領域において少なくとも１つのモーションアーチファクト成分及び前記生理学的情報成分を含む少なくとも１つのスペクトルチャネルにおいて時間の関数として対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される前記電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを確認するセンサユニットであって、当該第１のセンサデータをその出力で提供し、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す第２のセンサデータを確認するセンサユニットと、
    −請求項１に記載のデータ処理装置と、
    を含む、装置。
12. −前記エミッタユニットは、第１のスペクトルチャネルより前記感知領域内の血液量変動に敏感ではない少なくとも１つの第２のスペクトルチャネルで電磁放射線を放出し、
    −前記センサユニットは、前記少なくとも１つの第２のスペクトルチャネルにおいて前記感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示すデータを確認する、請求項１１に記載の装置。
13. 対象被験者に関する生理学的情報成分を含む所望のバイタル信号をセンサデータから抽出するためのデータ処理方法であり、当該データ処理方法は、
    −前記生理学的情報成分及び少なくとも１つのモーションアーチフェクト成分を含む時間依存の、対象被験者の感知領域から反射されるか又は当該感知領域を通って透過される電磁放射線の量を示す第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す時間依存の第２のセンサデータを含む、センサデータを受け取るステップと、
    −前記第２のセンサデータを分解されたセンサデータの少なくとも２つの成分に分解し、分解された前記第２のセンサデータに基づいて、少なくとも２つの異なる体動基準データチャネルで少なくとも２つの異なるセットの体動基準データを提供するステップと、
    −前記第１のセンサデータと、前記体動基準データチャネルのうちの少なくとも２つの体動基準データチャネルの前記体動基準データとの組み合わせから形成される前記バイタル信号を決定し、当該バイタル信号を出力として提供するステップと、
    を含み、
    前記体動基準データを提供するステップにおいて、前記第２のセンサデータの少なくとも２つのそれぞれの位相成分の形式で、時間の関数として前記分解された第２のセンサデータの少なくとも２つの成分を提供するために、その位相成分について前記第２のセンサデータを時間の関数としてフィルタ処理する、データ処理方法。
14. 前記生理学的情報成分及び前記少なくとも１つのモーションアーチフェクト成分を含む前記時間依存の第１のセンサデータを含み、時間の関数として前記感知領域の位置、速度、又は加速度を示す前記時間依存の第２のセンサデータを含むセンサデータを確認することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行される時に、請求項１３に記載された方法のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。