(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024100036
(43)【公開日】2024-07-26
(54)【発明の名称】信号出力装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/397 20210101AFI20240719BHJP
A61B 5/00 20060101ALI20240719BHJP
【ＦＩ】
A61B5/397
A61B5/00 P
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023003734
(22)【出願日】2023-01-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-05-31
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】391029048
【氏名又は名称】トーイツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120868
【弁理士】
【氏名又は名称】安彦 元
(72)【発明者】
【氏名】篠塚 憲男
(72)【発明者】
【氏名】藤重 隆一
(72)【発明者】
【氏名】南雲 潤也
【テーマコード（参考）】
4C117
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C117XA02
4C117XB01
4C117XB04
4C117XC26
4C117XD26
4C117XE17
4C117XE19
4C117XE52
4C117XE64
4C117XJ09
4C127AA02
4C127AA04
4C127BB01
4C127CC01
4C127CC02
4C127GG05
4C127GG11
(57)【要約】
【課題】分娩時において母体と胎児の安全性向上を図ることができる信号出力装置、及び信号出力方法を提供する。
【解決手段】信号出力装置１は、母体２の腹部２０から生体電気信号を取得する信号取得部と、信号取得部により取得された生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、母体２の子宮筋２１の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、第１周波数帯域よりも周波数が高く、母体２の腹筋２２の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、信号抽出部により同一の生体電気信号から抽出された第１特徴信号と第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】信号出力装置１は、母体２の腹部２０から生体電気信号を取得する信号取得部と、信号取得部により取得された生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、母体２の子宮筋２１の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、第１周波数帯域よりも周波数が高く、母体２の腹筋２２の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、信号抽出部により同一の生体電気信号から抽出された第１特徴信号と第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
母体の腹部から生体電気信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部により取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、
を備えること
を特徴とする信号出力装置。
前記信号取得部により取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、
を備えること
を特徴とする信号出力装置。
【請求項2】
前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを比較して評価する信号評価部をさらに備え、
前記信号評価部は、前記第１特徴信号のピークが表れる時刻を示す第１時刻と、前記第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻と、の時刻差を評価すること
を特徴とする請求項１に記載の信号出力装置。
前記信号評価部は、前記第１特徴信号のピークが表れる時刻を示す第１時刻と、前記第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻と、の時刻差を評価すること
を特徴とする請求項１に記載の信号出力装置。
【請求項3】
前記信号出力部は、前記第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と、前記第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号と、を時系列的に順次出力すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の信号出力装置。
を特徴とする請求項１又は２に記載の信号出力装置。
【請求項4】
前記信号出力部は、前記第１特徴信号の包絡線を示す第１信号包絡線と、前記第２特徴信号の包絡線を示す第２信号包絡線と、を時系列的に順次出力すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の信号出力装置。
を特徴とする請求項１又は２に記載の信号出力装置。
【請求項5】
母体の腹部から生体電気信号を取得する信号取得ステップと、
前記信号取得ステップにおいて取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ処理及びＩＭＯＤＷＴ処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出ステップと、
前記信号抽出ステップにおいて同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力ステップと、
を備えること
を特徴とする信号出力方法。
前記信号取得ステップにおいて取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ処理及びＩＭＯＤＷＴ処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出ステップと、
前記信号抽出ステップにおいて同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力ステップと、
を備えること
を特徴とする信号出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、母体の腹部に装着して使用する、信号出力装置、及び信号出力方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、分娩時に母体の子宮収縮等をモニタリングするための分娩監視装置が知られている。子宮収縮の測定のために、子宮内圧カテーテルや、母体の腹部上に固定する機械的歪ゲージ検出器（外側陣痛トランスジューサ）が用いられているが、前者は侵襲的である点、後者は母体の体動や呼吸などの影響を受け易い点で問題があった。
【0003】
そこで、母体腹部に配置された皮膚電極を使用することにより、非侵襲的に子宮収縮を測定する技術が研究されている。非特許文献１には、子宮の収縮を子宮の電気生理学的特性から説明し、母体にとって非侵襲で無拘束の子宮内圧の提供が可能であるとしている。
【0004】
また、特許文献１には、患者の皮膚の上に測定用の電極を適用して、非侵襲的に、子宮の動作等の筋肉の電気的活動を監視する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Characterization of uterine activity by electrohysterography
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特表２００６－５２３１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に開示された技術によれば、分娩時において、母体の生体電気信号を取得し、子宮内圧と、胎児の心臓活動と、をモニタリングすることができる。しかしながら、非特許文献１及び特許文献１では、分娩時の母体の重要な動作として、随意的に行う怒責（いきみ）をモニタリングすることができない。このため、子宮活動に同期しない怒責が行われ、胎盤循環を阻害し、母体及び胎児に負担がかかる懸念がある。
【0008】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、同時刻の怒責と子宮活動とを容易に検出することにより、分娩時において母体と胎児の安全性向上を図ることができる信号出力装置、及び信号出力方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
第１発明における信号出力装置は、母体の腹部から生体電気信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部により取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部により同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、を備えることを特徴とする。
【0010】
第２発明における信号出力装置は、第１発明において、前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを比較して評価する信号評価部をさらに備え、前記信号評価部は、前記第１特徴信号のピークが表れる時刻を示す第１時刻と、前記第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻と、の時刻差を評価することを特徴とする。
【0011】
第３発明における信号出力装置は、第１発明又は第２発明において、前記信号出力部は、前記第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と、前記第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号と、を時系列的に順次出力することを特徴とする。
【0012】
第４発明における信号出力装置は、第１発明又は第２発明において、前記第１特徴信号の包絡線を示す第１信号包絡線と、前記第２特徴信号の包絡線を示す第２信号包絡線と、を時系列的に順次出力することを特徴とする。
【0013】
第５発明における信号出力方法は、母体の腹部から生体電気信号を取得する信号取得ステップと、前記信号取得ステップにおいて取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ処理及びＩＭＯＤＷＴ処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出ステップと、前記信号抽出ステップにおいて同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
第１発明～第４発明によれば、取得された生体電気信号から、子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、同一の生体電気信号から抽出された第１特徴信号と第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、を備える。このため、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児の安全性向上を図ることができる。
【0015】
特に、第２発明によれば、第１特徴信号のピークが表れる時刻を示す第１時刻と、第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻と、の時刻差を評価する信号評価部をさらに備える。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0016】
特に、第３発明によれば、信号出力部は、第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と、第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、が信号の向きによらず一様に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0017】
特に、第４発明によれば、信号出力部は、第１特徴信号の包絡線を示す第１信号包絡線と、第２特徴信号の包絡線を示す第２信号包絡線と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、がより明確に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0018】
第５発明によれば、取得された生体電気信号から、子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出ステップと、同一の生体電気信号から抽出された第１特徴信号と第２特徴信号とを、時系列的に順次出力する信号出力ステップと、を備える。このため、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児の安全性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の実施形態としての信号出力装置の一例について、図面を参照しながら詳細に説明をする。なお、各図における構成は、説明のため模式的に記載されており、例えば各構成の大きさや、構成毎における大きさの対比等については、図とは異なってもよい。
【0021】
【0022】
信号出力装置１は、例えば分娩時において母体の腹部に装着され、生体電気信号を取得する。信号出力装置１は、取得した生体電気信号から、母体の腹筋の動作を示す信号と、子宮筋の動作を示す信号とを抽出し、出力する。これら２つの信号は、取得した同一の生体電気信号から抽出されるため、同時刻における腹筋の動作と子宮筋の動作とをそれぞれ示す。したがって、信号出力装置１を用いることで、複数の機器を用いることなく、分娩時の母体の子宮収縮による子宮筋の動作と、怒責による腹筋の動作と、のずれを容易に把握することができる。また、怒責による腹筋の動作が、子宮収縮による子宮筋の動作に対かして早いずれか、遅いずれか、どの程度ずれているか、等の情報をリアルタイムで取得できる。そのため、信号出力装置１の使用者は、子宮収縮による子宮筋の動作と怒責による腹筋の動作との同期を試みることが可能となり、分娩時における母体と胎児の安全性向上を図ることができる。
【0023】
信号出力装置１が取得する生体電気信号は、例えば図２２に示すように、腹筋の動作を示す周波数帯域である腹部筋電図帯域（３０Ｈｚ～１００Ｈｚ）の信号と、胎児の心臓の電気的な活動を示す周波数帯域である胎児心電図帯域（２０Ｈｚ～６０Ｈｚ）の信号と、母体の心臓の電気的な活動を示す周波数帯域である母体心電図帯域（１０Ｈｚ～３０Ｈｚ）の信号と、子宮筋の動作を示す周波数帯域である子宮筋電図帯域（０．４５Ｈｚ～２Ｈｚ）の信号と、その他呼吸等による環境ノイズと、を含む。信号出力装置１は、取得した生体電気信号を所定の周波数帯域ごとに分解し、腹部筋電図帯域の信号と子宮筋電図帯域の信号とをそれぞれ抽出することにより、母体の腹筋の動作を示す信号と、子宮筋の動作を示す信号とを抽出することができる。
【0024】
信号出力装置１は、例えば図１（ａ）に示すように、筐体１０と、信号取得部１１と、信号抽出部１２と、信号出力部１３と、を備える。
【0025】
＜筐体１０＞
筐体１０は、例えば信号取得部１１と外部接続され、信号抽出部１２と信号出力部１３とが搭載される。筐体１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）が集積された、図示しない公知のマイクロコントローラが搭載されてもよく、当該マイクロコントローラを信号抽出部１２及び信号出力部１３として機能させてもよい。このとき、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して、ＲＡＭを作業領域として実行することにより、信号取得部１１信号抽出部１２、及び信号出力部１３の機能を実現する。また、マイクロコントローラの代わりにデジタル信号の処理に優れるＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いてもよい。
筐体１０は、例えば信号取得部１１と外部接続され、信号抽出部１２と信号出力部１３とが搭載される。筐体１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）が集積された、図示しない公知のマイクロコントローラが搭載されてもよく、当該マイクロコントローラを信号抽出部１２及び信号出力部１３として機能させてもよい。このとき、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して、ＲＡＭを作業領域として実行することにより、信号取得部１１信号抽出部１２、及び信号出力部１３の機能を実現する。また、マイクロコントローラの代わりにデジタル信号の処理に優れるＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いてもよい。
【0026】
また、筐体１０は例えば図示しないキーボード等の入力部と、ディスプレイ等の表示部とを備えてもよい。このとき、信号出力装置１の使用者は、入力部を介して各種制御コマンド等を入力して信号取得部１１に生体電気信号を取得させ、信号出力部１３の出力結果を、表示部に表示させてもよい。信号出力装置１は、例えばタッチパネル式の場合、入力部と表示部とが一体に設けられる。
【0027】
＜信号取得部１１＞
信号取得部１１は、例えば分娩時の母体の腹部から母体の生体電気信号を取得する。本実施形態において、信号取得部１１は、例えば図１（ｂ）に示すように、電気的に接続可能なリード線の一方の端部と外部接続される。当該リード線の他方の端部には、母体の腹部に装着される皮膚取り付け用の各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０が設けられる。信号取得部１１は、各関電極１１１～１１４、不関電極１１０、及びリード線を介して、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０を取り付けた位置の生体電気信号を取得することができる。各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０としては、例えば銀／塩化銀のディスポーザブル電極が用いられる。また、信号取得部１１は、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０の代わりに、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０と同等の機能を有する生体磁気センサーを用いて生体電気信号を取得してもよい。
信号取得部１１は、例えば分娩時の母体の腹部から母体の生体電気信号を取得する。本実施形態において、信号取得部１１は、例えば図１（ｂ）に示すように、電気的に接続可能なリード線の一方の端部と外部接続される。当該リード線の他方の端部には、母体の腹部に装着される皮膚取り付け用の各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０が設けられる。信号取得部１１は、各関電極１１１～１１４、不関電極１１０、及びリード線を介して、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０を取り付けた位置の生体電気信号を取得することができる。各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０としては、例えば銀／塩化銀のディスポーザブル電極が用いられる。また、信号取得部１１は、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０の代わりに、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０と同等の機能を有する生体磁気センサーを用いて生体電気信号を取得してもよい。
【0028】
信号取得部１１は、各関電極１１１～１１４と不関電極１１０との差動電位に関する情報を含む各差動電位信号を算出した上で、各差動電位信号の増幅処理及びフィルタ処理を行うことで各電極の単極誘導電位信号を取得する増幅・フィルタ処理部１１５と、増幅・フィルタ処理部１１５が取得した単極誘導電位信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部１１６と、Ａ／Ｄ変換部１１６がデジタル変換した単極誘導電位信号に基づき、各関電極１１１～１１４間の双極誘導電位信号を取得するモンタージュ処理部１１７と、を有する。
【0029】
信号取得部１１が取得した信号は、例えば筐体１０のＲＡＭに記憶される。信号取得部１１が取得した信号は、各関電極１１１～１１４及び不関電極１１０から、リード線を介して筐体１０へ送信されるほか、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ等の公知の無線通信技術を介して、筐体１０へ送信されてもよい。
【0030】
＜信号抽出部１２＞
信号抽出部１２は、信号取得部１１が取得した信号から、子宮筋の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号と、腹筋の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号と、を時系列的に順次抽出する。抽出条件とする各周波数帯域については、例えば筐体１０のＲＯＭに予め記憶されるプログラムに基づいて特定される。
信号抽出部１２は、信号取得部１１が取得した信号から、子宮筋の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号と、腹筋の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号と、を時系列的に順次抽出する。抽出条件とする各周波数帯域については、例えば筐体１０のＲＯＭに予め記憶されるプログラムに基づいて特定される。
【0031】
＜信号出力部１３＞
信号出力部１３は、信号抽出部１２が抽出した信号を出力する。変換処理の方法については、例えば筐体１０のＲＯＭに記憶されるプログラムに基づいて特定される。信号出力部１３は、例えば筐体１０に外部接続される図示しないディスプレイ等に対して、信号抽出部１２が抽出した信号を外部出力してもよい。
信号出力部１３は、信号抽出部１２が抽出した信号を出力する。変換処理の方法については、例えば筐体１０のＲＯＭに記憶されるプログラムに基づいて特定される。信号出力部１３は、例えば筐体１０に外部接続される図示しないディスプレイ等に対して、信号抽出部１２が抽出した信号を外部出力してもよい。
【0032】
（第１実施形態：信号出力装置１の動作方法）
図２～図１７を参照して、本実施形態における信号出力装置１の動作方法の一例を説明する。信号出力装置１は、例えば信号出力装置１内にインストールされたプログラムを介して動作を実行する。
図２～図１７を参照して、本実施形態における信号出力装置１の動作方法の一例を説明する。信号出力装置１は、例えば信号出力装置１内にインストールされたプログラムを介して動作を実行する。
【0033】
信号出力装置１の動作は、例えば図２に示すように、信号取得ステップＳ１１と、信号抽出ステップＳ１２と、信号出力ステップＳ１３と、を備える。信号取得ステップＳ１１の前に、筐体１０に外部接続された各電極１１０～１１４は、母体の腹部に予め装着される。
【0034】
＜信号取得ステップＳ１１の事前準備＞
図３は、各電極１１０～１１４が装着された母体２の腹部２０を示す模式断面図である。信号出力装置１は、各電極１１０～１１４を介して、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す信号と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号と、を含む生体電気信号を取得することができる。
図３は、各電極１１０～１１４が装着された母体２の腹部２０を示す模式断面図である。信号出力装置１は、各電極１１０～１１４を介して、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す信号と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号と、を含む生体電気信号を取得することができる。
【0035】
また、図４は、信号取得部１１が装着された母体２の腹部２０を示す平面図である。各電極１１０～１１４は、母体２の腹部２０に装着される。各電極１１０～１１４を装着する場所は、例えば図４に示すように、４つの関電極１１１、１１２、１１３、１１４が、子宮筋２１を上下左右の４つの区域に分割したそれぞれの区域において１カ所ずつ装着される。また、不関電極１１０は、例えば図３及び図４に示すように、子宮筋２１の周囲のうち、恥骨側の位置に装着される。
【0036】
このように各電極１１０～１１４の装着位置を特定した理由としては、筋肉の収縮が子宮底で強く表れる一方で、子宮下部では弱く、子宮頸部では本質的に見られない傾向にあるためである。また、子宮の大きさは妊娠経過月数により増大し、妊娠９か月頃には子宮底が外腹斜筋上部の位置にまで達する。このため、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す信号を取得するためには、子宮底と子宮頸部との間の双極誘導電位、すなわち関電極１１１と関電極１１４との間の双極誘導電位、又は関電極１１２と関電極１１３との間の双極誘導電位を取得する必要がある。また、母体の怒責に伴う腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号を取得するためには、関電極１１２と不関電極１１０との差動電位である単極誘導電位を取得する必要がある。以上の理由に基づき、各電極１１０～１１４の配置位置を決定する。また、各電極１１０～１１４を、腹部２０の中央を空けるように配置することにより、例えば公知の超音波ドプラ心拍計のプローブの装着や、胎児３を観察するための超音波断層法検査を行う際の産科的処置の障害とならない利点がある。
【0037】
分娩時において、胎児３の娩出力は、子宮筋２１の動作による子宮内圧の増加と、腹筋２２の動作による腹腔内圧の増加が要因となる。子宮筋２１は、子宮収縮することで、例えば図３の実線に示す方向に胎児３を押圧する。腹筋２２は、例えば筋肉の動作により腹腔２３の内圧を増加させることで、例えば図３の一点鎖線に示す方向に、子宮筋を介して胎児３を押圧する。子宮筋２１による押圧と、腹筋２２による押圧とが協調することで、胎児３の娩出力が効果的に増加する。このため、子宮収縮による子宮内圧の動作に関する情報と、怒責による腹腔内圧の動作に関する情報とを、時系列的に取得することは、効果的な娩出力を得るために有用であり、分娩時の母体２と胎児３の出産に伴うリスクの低減につながる。
【0038】
＜信号取得ステップＳ１１＞
信号取得ステップＳ１１は、例えば図５に示すように、信号抽出ステップＳ１２及び信号出力ステップＳ１３の前に実施される。信号取得ステップＳ１１において、信号取得部１１は、例えば図６に示すように、生体電気信号Ｄ１１を取得する。生体電気信号Ｄ１１には、例えば腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１が含まれる。
信号取得ステップＳ１１は、例えば図５に示すように、信号抽出ステップＳ１２及び信号出力ステップＳ１３の前に実施される。信号取得ステップＳ１１において、信号取得部１１は、例えば図６に示すように、生体電気信号Ｄ１１を取得する。生体電気信号Ｄ１１には、例えば腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１が含まれる。
【0039】
信号取得部１１は、例えば各関電極１１１～１１４から取得した電位信号と、不関電極１１０から取得した電位信号との差分である各差動電位信号を算出した上で、増幅・フィルタ処理部１１５を介して増幅処理及びフィルタ処理を行い、各関電極１１１～１１４の単極誘導電位を取得する。増幅処理の条件は、心電計等で用いられる公知の設定値が採用され、例えば感度１０μＶ／ｍｍである。フィルタ処理の条件は、心電計等で用いられる公知の設定値が採用され、例えば時定数０．３５秒、カットオフ周波数が０．４５Ｈｚ～１００Ｈｚの帯域を通過させるフィルタ処理である。
【0040】
その後、信号取得部１１は、取得した各関電極１１１～１１４の単極誘導電位を、Ａ／Ｄ変換部１１６を介してデジタル信号に変換する。デジタル信号の変換時のサンプリング周波数は、例えば３６０Ｈｚである。さらに、信号取得部１１は、デジタル信号に変換された各関電極１１１～１１４の単極誘導電位について、モンタージュ処理部１１７を介してモンタージュ処理を行い、各関電極１１１～１１４間の双極誘導電位信号を取得する。すなわち、信号取得部１１は、４系統の単極誘導電位信号と、６系統の双極誘導電位信号と、の計１０系統の信号を、腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１として取得する。
【0041】
＜＜生体電気信号Ｄ１１＞＞
生体電気信号Ｄ１１は、母体２の生体電気信号の一つであり、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号を含む。ここで、生体電気信号Ｄ１１は、電気的な信号成分を指し、心拍、脈拍等、生体現象によって体内から発せられる他の信号成分を含まない。生体電気信号Ｄ１１の例として、本実施形態においては、腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１を取得する。
生体電気信号Ｄ１１は、母体２の生体電気信号の一つであり、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号を含む。ここで、生体電気信号Ｄ１１は、電気的な信号成分を指し、心拍、脈拍等、生体現象によって体内から発せられる他の信号成分を含まない。生体電気信号Ｄ１１の例として、本実施形態においては、腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１を取得する。
【0042】
＜＜腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１＞＞
腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１とは、母体２の腹壁表面、すなわち各電極１１０～１１４が装着される皮膚表面から導出される生体電気信号を指す。腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１は、例えば図７のように示される。この信号には、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号以外に、母体２の体動や呼吸、胎児３の体動や呼吸等の生理学的干渉、及びリード線による電力線干渉等、環境ノイズが多く含まれている。このため、後述のとおり、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯域を抽出することで、これらのノイズを除去する必要がある。
腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１とは、母体２の腹壁表面、すなわち各電極１１０～１１４が装着される皮膚表面から導出される生体電気信号を指す。腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１は、例えば図７のように示される。この信号には、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す信号以外に、母体２の体動や呼吸、胎児３の体動や呼吸等の生理学的干渉、及びリード線による電力線干渉等、環境ノイズが多く含まれている。このため、後述のとおり、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯域を抽出することで、これらのノイズを除去する必要がある。
【0043】
＜信号抽出ステップＳ１２＞
信号抽出ステップＳ１２は、例えば図５に示すように、信号取得ステップＳ１１の後、信号出力ステップＳ１３の前に実施される。信号抽出ステップＳ１２において、信号抽出部１２は、例えば図６に示すように、生体電気信号Ｄ１１から、抽出信号Ｄ１２を抽出する。抽出信号Ｄ１２には、例えば１次分解信号Ｄ１２１、１次合成信号Ｄ１２２、サンプリング信号Ｄ１２３、２次分解信号Ｄ１２４、第１特徴信号Ｄ１２５、第２特徴信号Ｄ１２６が含まれる。
信号抽出ステップＳ１２は、例えば図５に示すように、信号取得ステップＳ１１の後、信号出力ステップＳ１３の前に実施される。信号抽出ステップＳ１２において、信号抽出部１２は、例えば図６に示すように、生体電気信号Ｄ１１から、抽出信号Ｄ１２を抽出する。抽出信号Ｄ１２には、例えば１次分解信号Ｄ１２１、１次合成信号Ｄ１２２、サンプリング信号Ｄ１２３、２次分解信号Ｄ１２４、第１特徴信号Ｄ１２５、第２特徴信号Ｄ１２６が含まれる。
【0044】
信号抽出ステップＳ１２において、信号抽出部１２は、例えば図５及び図６に示すように、信号取得部１１が取得した腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１について、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）を用いて周波数帯域ごとの１次分解処理を行い、１次分解信号Ｄ１２１を取得する（Ｓ１２１）。その後、ＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）を用いて、特定の周波数帯域の１次合成処理を行い、１次変換信号Ｄ１２１から、母体２の子宮筋２１の動作に関する特徴を示す周波数帯域が内包される、低周波数帯域を含む１次合成信号Ｄ１２２を抽出する（Ｓ１２２）。
【0045】
信号抽出部１２は、抽出した１次合成信号Ｄ１２２について、環境ノイズ成分を除去するために、ダウンサンプリングを行い、サンプリング信号Ｄ１２３を取得する（Ｓ１２３）。その後、サンプリング信号Ｄ１２３について、ＭＯＤＷＴを用いて周波数帯域ごとの２次分解処理を行い、２次分解信号Ｄ１２４を取得し（Ｓ１２４）、ＩＭＯＤＷＴを用いて特定の周波数帯域の２次合成処理を行い、２次分解信号Ｄ１２４から、母体２の子宮筋２１の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域を含む第１特徴信号Ｄ１２５を抽出する（Ｓ１２５）。
【0046】
また、信号抽出ステップＳ１２において、信号抽出部１２は、ＩＭＯＤＷＴを用いて、１次分解信号Ｄ１２１から、母体２の腹筋２２の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域を含む第２特徴信号Ｄ１２６を抽出する（Ｓ１２６）。
【0047】
＜＜抽出信号Ｄ１２＞＞
抽出信号Ｄ１２は、生体電気信号Ｄ１１に含まれる信号成分の一つであり、特定の周波数帯成分に分解した信号と、分解した信号同士を合成した信号と、を含む。合成した信号の基となる、分解した信号の組み合わせについては、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯成分が含まれるように選択される。なお、分解した信号そのものを抽出する場合は、その信号が単独で選択されてもよい。抽出信号Ｄ１２の例として、本実施形態においては、生体電気信号Ｄ１１を特定の周波数帯成分に分解した１次分解信号Ｄ１２１から、最終的に、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる第１特徴信号Ｄ１２５と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる第２特徴信号Ｄ１２６と、を抽出する。
抽出信号Ｄ１２は、生体電気信号Ｄ１１に含まれる信号成分の一つであり、特定の周波数帯成分に分解した信号と、分解した信号同士を合成した信号と、を含む。合成した信号の基となる、分解した信号の組み合わせについては、子宮筋２１及び腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯成分が含まれるように選択される。なお、分解した信号そのものを抽出する場合は、その信号が単独で選択されてもよい。抽出信号Ｄ１２の例として、本実施形態においては、生体電気信号Ｄ１１を特定の周波数帯成分に分解した１次分解信号Ｄ１２１から、最終的に、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる第１特徴信号Ｄ１２５と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる第２特徴信号Ｄ１２６と、を抽出する。
【0048】
＜＜１次分解信号Ｄ１２１＞＞
１次分解信号Ｄ１２１は、信号取得部１１が取得した腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１を、信号抽出部１２が特定の周波数帯成分に分解した各信号を指す。１次分解信号Ｄ１２１は、例えば図８に示すとおり、サンプリング信号のサンプリング周波数３６０Ｈｚ、信号の分割階層を５Ｌｅｖｅｌとする多重解像化データとして、ｓｙｍｌｅｔ－４ウェーブレット変換により分解される。図８中の「Ｌｅｖｅｌ１」は９０Ｈｚ～１８０Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ２」は４３．４Ｈｚ～９３．３Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ３」は２１．７Ｈｚ～４６．５Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ４」は１０．９Ｈｚ～２３．３Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ５」は５．４３Ｈｚ～１１．６Ｈｚの周波数帯域の成分を、それぞれ示す。なお、図中の「Ａｐｐｒｏｘ」とは、Ｌｅｖｅｌ５よりもさらに低い低周波数帯域成分を指し、０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚの周波数帯域の成分を示す。
１次分解信号Ｄ１２１は、信号取得部１１が取得した腹壁誘導生体電気信号Ｄ１１１を、信号抽出部１２が特定の周波数帯成分に分解した各信号を指す。１次分解信号Ｄ１２１は、例えば図８に示すとおり、サンプリング信号のサンプリング周波数３６０Ｈｚ、信号の分割階層を５Ｌｅｖｅｌとする多重解像化データとして、ｓｙｍｌｅｔ－４ウェーブレット変換により分解される。図８中の「Ｌｅｖｅｌ１」は９０Ｈｚ～１８０Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ２」は４３．４Ｈｚ～９３．３Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ３」は２１．７Ｈｚ～４６．５Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ４」は１０．９Ｈｚ～２３．３Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ５」は５．４３Ｈｚ～１１．６Ｈｚの周波数帯域の成分を、それぞれ示す。なお、図中の「Ａｐｐｒｏｘ」とは、Ｌｅｖｅｌ５よりもさらに低い低周波数帯域成分を指し、０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚの周波数帯域の成分を示す。
【0049】
特定の周波数帯域成分の分解方法として例えばＭＯＤＷＴが、またＭＯＤＷＴに対する合成方法として例えばＩＭＯＤＷＴが用いられる。ＭＯＤＷＴ及びＩＭＯＤＷＴは、非間引き離散ウェーブレット変換であり、任意のサンプルサイズの信号を処理するために用いられる多重解像度解析方法である。離散ウェーブレット変換は、信号を高周波数帯域成分と低周波数帯域成分とに分解し、分解された低周波数帯域成分をさらに高周波数帯域成分と低周波数帯域成分とに分解するという処理を繰り返し行うことと等価である。離散ウェーブレット変換は可逆変換であるため、一度変換した情報を加工して逆変換することで、ノイズの除去などに応用することができる。抽出を図る信号の波形が想定できる場合、その波形に近いマザーウェーブレットを用いて離散ウェーブレット変換及び離散ウェーブレット逆変換を行うことで、ノイズを除去した状態の波形を復元できる。なお、上記の「ｓｙｍｌｅｔ－４ウェーブレット」とは、マザーウェーブレットの一種であり、心電信号のＱＲＳ群（ピーク波形の一例）と相似していることから、生体電気信号の解析に用いられる。
【0050】
具体的には、サンプリングした信号を基準として、周波数成分を徐々に細かく等間隔に分割する変換パケット群を生成することにより、マザーウェーブレットの波形と相似する波形だけ抽出し、高解像度の時間周波数解析及び信号分類の実施が可能である。例えば、生成される信号は、マザーウェーブレットをスケール（伸縮）又はトランスレート（平行移動）した相似なスケールの波形として抽出されるため、時間軸情報を失うことなく抽出することができる。また、非定常な信号に対して、異なる周波数帯域に分解及び合成を行うことができる（上記記載例では２分の１の間隔で分割）。このため、高精度なバンドパスフィルターを構成することができる。ＭＯＤＷＴ及びＩＭＯＤＷＴを用いることにより、腹壁誘導生体信号Ｄ１１１から、第１特徴信号Ｄ１２５及び第２特徴信号Ｄ１２６の各信号を、高い周波数分解能で、リアルタイムに、時系列的に順次抽出することが可能である。
【0051】
＜＜１次合成信号Ｄ１２２＞＞
１次合成信号Ｄ１２２は、１次分解信号Ｄ１２１の各信号について、信号抽出部１２が組み合わせて合成した信号を指す。１次合成信号Ｄ１２２は、例えば図９に示す信号である。１次合成信号Ｄ１２２は、例えば図８に示す「Ａｐｐｒｏｘ（０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚ）」の低周波数帯域成分を選択して、ＩＭＯＤＷＴを用いて逆変換することにより、０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚの周波数帯域の成分を含む信号として取得される。
１次合成信号Ｄ１２２は、１次分解信号Ｄ１２１の各信号について、信号抽出部１２が組み合わせて合成した信号を指す。１次合成信号Ｄ１２２は、例えば図９に示す信号である。１次合成信号Ｄ１２２は、例えば図８に示す「Ａｐｐｒｏｘ（０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚ）」の低周波数帯域成分を選択して、ＩＭＯＤＷＴを用いて逆変換することにより、０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚの周波数帯域の成分を含む信号として取得される。
【0052】
なお、筋肉の動作に関する特徴を示す信号を抽出する際、心臓の電気的信号を除外するために、サンプリング周波数は通常１ｋＨｚ以上に設定される。これに対して、本発明において例示するサンプリング周波数は、３６０Ｈｚと設定している。サンプリング周波数の好適な範囲としては、一度のＭＯＤＷＴにより、腹筋２２の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域（例えば２９Ｈｚ～４５Ｈｚ、及び７７Ｈｚ～８８Ｈｚ。後述参照。）の成分と、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域（０．４Ｈｚ～４Ｈｚ。後述参照。）の抽出が可能な成分と、に分解することができる値として、第２周波数帯域の高域上限（８８Ｈｚ）とフィルタ処理条件であるカットオフ周波数の高域上限（１００Ｈｚ）との間の周波数帯域８８Ｈｚ～１００Ｈｚを抽出する周波数帯域の上限値とし、ＭＯＤＷＴによる周波数帯域の分割間隔を２-1倍として、当該周波数帯域の２n倍（ｎは自然数）が好ましく、例えば下限値として当該周波数帯域の２倍である１７６Ｈｚ～２００Ｈｚ以上が好ましい。また、本発明は、各信号の出力にリアルタイム性が要求されることから、処理対象となるデータ量を削減するために通常のサンプリング周波数１ｋＨｚよりもできるだけ低いサンプリング周波数が好ましく、例えば上限値として当該周波数帯域の４倍である３５２Ｈｚ～４００Ｈｚ以下が好ましい。以上の理由から、信号取得ステップＳ１１において、デジタル信号への変換時のサンプリング周波数は、ＭＯＤＷＴによる周波数帯域の分割間隔を２-1倍として、例えば１７６Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下が好ましく、１７６Ｈｚ以上２００Ｈｚ以下、又は３５２Ｈｚ以上４００Ｈｚ以下がより好ましい。
【0053】
＜＜サンプリング信号Ｄ１２３＞＞
サンプリング信号Ｄ１２３は、１次合成信号Ｄ１２２を、信号抽出部１２がダウンサンプリングした信号を指す。サンプリング信号Ｄ１２３は、例えば図１０に示す信号である。サンプリング信号Ｄ１２３は、おおよそ０．４５Ｈｚ以下の周波数帯域と、それよりも高い周波数帯域と、を信号分類するために好適なスケールとして、例えば１次合成信号Ｄ１２２をサンプリング周波数３０Ｈｚでダウンサンプリングすることで取得する。この場合、サンプリング信号Ｄ１２３に対して、ＭＯＤＷＴを用いた２次分解処理、及びＩＭＯＤＷＴを用いた２次合成処理を行うことで、低周波数帯域（０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚ）の信号から、母体２や胎児３の呼吸の特徴を示す周波数帯域（０．２０Ｈｚ～０．３４Ｈｚ）等の生理学的干渉等の環境ノイズが除去された信号を取得することができる。本実施形態においては、母体２や胎児３の呼吸の特徴を示す周波数帯は、後述の２次分解信号Ｄ１２４のうち「Ａｐｐｒｏｘ」の低周波数帯域成分に含まれるため、「Ａｐｐｒｏｘ」を除外して信号を合成することで、上記環境ノイズを除去できる。
サンプリング信号Ｄ１２３は、１次合成信号Ｄ１２２を、信号抽出部１２がダウンサンプリングした信号を指す。サンプリング信号Ｄ１２３は、例えば図１０に示す信号である。サンプリング信号Ｄ１２３は、おおよそ０．４５Ｈｚ以下の周波数帯域と、それよりも高い周波数帯域と、を信号分類するために好適なスケールとして、例えば１次合成信号Ｄ１２２をサンプリング周波数３０Ｈｚでダウンサンプリングすることで取得する。この場合、サンプリング信号Ｄ１２３に対して、ＭＯＤＷＴを用いた２次分解処理、及びＩＭＯＤＷＴを用いた２次合成処理を行うことで、低周波数帯域（０．０１６Ｈｚ～５．６１Ｈｚ）の信号から、母体２や胎児３の呼吸の特徴を示す周波数帯域（０．２０Ｈｚ～０．３４Ｈｚ）等の生理学的干渉等の環境ノイズが除去された信号を取得することができる。本実施形態においては、母体２や胎児３の呼吸の特徴を示す周波数帯は、後述の２次分解信号Ｄ１２４のうち「Ａｐｐｒｏｘ」の低周波数帯域成分に含まれるため、「Ａｐｐｒｏｘ」を除外して信号を合成することで、上記環境ノイズを除去できる。
【0054】
＜＜２次分解信号Ｄ１２４＞＞
２次分解信号Ｄ１２４は、サンプリング信号Ｄ１２３を、信号抽出部１２が特定の周波数帯域成分にさらに分解した各信号を指す。２次分解信号Ｄ１２４は、例えば図１１に示すとおり、サンプリング信号周波数３０Ｈｚ、５Ｌｅｖｅｌとする多重解像化データとして、ｓｙｍｌｅｔ－４ウェーブレット変換により分解される。図１１中の「Ｌｅｖｅｌ１」は７．５Ｈｚ～１５Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ２」は３．６２Ｈｚ～７．７８Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ３」は１．８１Ｈｚ～３．８８Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ４」は０．９０５Ｈｚ～１．９４Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ５」は０．４５２Ｈｚ～０．９６９Ｈｚの周波数帯域の成分を、それぞれ示す。なお、図中の「Ａｐｐｒｏｘ」とは、Ｌｅｖｅｌ５よりもさらに低い低周波数帯域成分を指し、０．０１６Ｈｚ～０．４８５Ｈｚの周波数帯域の成分を示す。
２次分解信号Ｄ１２４は、サンプリング信号Ｄ１２３を、信号抽出部１２が特定の周波数帯域成分にさらに分解した各信号を指す。２次分解信号Ｄ１２４は、例えば図１１に示すとおり、サンプリング信号周波数３０Ｈｚ、５Ｌｅｖｅｌとする多重解像化データとして、ｓｙｍｌｅｔ－４ウェーブレット変換により分解される。図１１中の「Ｌｅｖｅｌ１」は７．５Ｈｚ～１５Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ２」は３．６２Ｈｚ～７．７８Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ３」は１．８１Ｈｚ～３．８８Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ４」は０．９０５Ｈｚ～１．９４Ｈｚの周波数帯域の成分を、「Ｌｅｖｅｌ５」は０．４５２Ｈｚ～０．９６９Ｈｚの周波数帯域の成分を、それぞれ示す。なお、図中の「Ａｐｐｒｏｘ」とは、Ｌｅｖｅｌ５よりもさらに低い低周波数帯域成分を指し、０．０１６Ｈｚ～０．４８５Ｈｚの周波数帯域の成分を示す。
【0055】
＜＜第１特徴信号Ｄ１２５＞＞
第１特徴信号Ｄ１２５は、２次分解信号Ｄ１２４の各信号について、信号抽出部１２が組み合わせて合成した信号を指す。第１特徴信号Ｄ１２５は、例えば図１２に示す信号である。第１特徴信号Ｄ１２５は、例えば図１１に示す「Ｌｅｖｅｌ４」と「Ｌｅｖｅｌ５」とを選択して、ＩＭＯＤＷＴを用いて逆変換することにより、０．４５２Ｈｚ～１．９４Ｈｚの周波数帯域の成分を含む信号として取得される。すなわち、母体２の子宮筋２１の動作を示す第１周波数帯域（０．４５２Ｈｚ～１．９４Ｈｚ）を含む第１特徴信号Ｄ１２５が取得される。第１特徴信号Ｄ１２５は、例えば子宮筋２１の動作を示すＥＨＧ（ElectroHysteroGram：子宮筋活動電位）として活用することができる。
第１特徴信号Ｄ１２５は、２次分解信号Ｄ１２４の各信号について、信号抽出部１２が組み合わせて合成した信号を指す。第１特徴信号Ｄ１２５は、例えば図１２に示す信号である。第１特徴信号Ｄ１２５は、例えば図１１に示す「Ｌｅｖｅｌ４」と「Ｌｅｖｅｌ５」とを選択して、ＩＭＯＤＷＴを用いて逆変換することにより、０．４５２Ｈｚ～１．９４Ｈｚの周波数帯域の成分を含む信号として取得される。すなわち、母体２の子宮筋２１の動作を示す第１周波数帯域（０．４５２Ｈｚ～１．９４Ｈｚ）を含む第１特徴信号Ｄ１２５が取得される。第１特徴信号Ｄ１２５は、例えば子宮筋２１の動作を示すＥＨＧ（ElectroHysteroGram：子宮筋活動電位）として活用することができる。
【0056】
第１周波数帯域の信号と、子宮筋２１の動作との関係については、「Characterization of uterine activity by electrohysterography」において述べられている。子宮筋の動作を示す電気信号は、低速波と高速波の２種類の波で構成され、高速波には筋活動に関する情報が含まれる。また、高速波は、低周波数帯域と高周波数帯域とに分類される。周波数帯域０．１Ｈｚ～０．６Ｈｚの電気信号は、妊娠中と分娩中の両方の収縮中に常に存在し、子宮の過敏性としても知られるアルバレス波や、長時間低周波（ＬＤＢＦ波）、ブラクストン・ヒックス収縮とも呼ばれる非定常手的な収縮に関する情報を含む。一方で、周波数帯域０．４Ｈｚ～４Ｈｚの電気信号は、分娩中の子宮収縮に関する情報を含む。すなわち、周波数帯域０．４Ｈｚ～４Ｈｚに内包される第１周波数帯域は、子宮筋の動作の特徴を示すといえる。したがって、第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号Ｄ１２５を抽出することで、分娩中の子宮筋２１の動作に関する情報を効率的に取得することができる。
【0057】
＜＜第２特徴信号Ｄ１２６＞＞
第２特徴信号Ｄ１２６は、１次分解信号Ｄ１２１の各信号について、信号抽出部１２が組み合わせて合成した信号を指す。第２特徴信号Ｄ１２６は、例えば図１３に示す信号である。第２特徴信号Ｄ１２６は、例えば図８に示す「Ｌｅｖｅｌ２」と「Ｌｅｖｅｌ３」とを選択して、ＩＭＯＤＷＴを用いて逆変換することにより、２１．７Ｈｚ～９３．３Ｈｚの周波数帯域の成分を含む信号として取得される。すなわち、母体２の腹筋２２の動作を示す第２周波数帯域（２１．７Ｈｚ～９３．３Ｈｚ）を含む第２特徴信号Ｄ１２６が取得される。第２特徴信号Ｄ１２６は、例えば腹筋２２の動作を示すＥＭＧ（ElectroMyoGram：腹筋活動電位）として活用することができる。なお、本実施形態においては、第２周波数帯域に合わせて、信号１次分解（Ｓ１２１）においてサンプリング周波数及び周波数成分の分割間隔が選択されるため、第１特徴信号Ｄ１２５を含む１次合成信号Ｄ１２２と、第２特徴信号Ｄ１２６とを、一度のＭＯＤＷＴで得られる１次分解信号Ｄ１２１の各信号に基づいて抽出できる。この場合、信号抽出に伴う信号出力装置１の負荷が低減され、各信号をよりリアルタイムに出力することができる。
第２特徴信号Ｄ１２６は、１次分解信号Ｄ１２１の各信号について、信号抽出部１２が組み合わせて合成した信号を指す。第２特徴信号Ｄ１２６は、例えば図１３に示す信号である。第２特徴信号Ｄ１２６は、例えば図８に示す「Ｌｅｖｅｌ２」と「Ｌｅｖｅｌ３」とを選択して、ＩＭＯＤＷＴを用いて逆変換することにより、２１．７Ｈｚ～９３．３Ｈｚの周波数帯域の成分を含む信号として取得される。すなわち、母体２の腹筋２２の動作を示す第２周波数帯域（２１．７Ｈｚ～９３．３Ｈｚ）を含む第２特徴信号Ｄ１２６が取得される。第２特徴信号Ｄ１２６は、例えば腹筋２２の動作を示すＥＭＧ（ElectroMyoGram：腹筋活動電位）として活用することができる。なお、本実施形態においては、第２周波数帯域に合わせて、信号１次分解（Ｓ１２１）においてサンプリング周波数及び周波数成分の分割間隔が選択されるため、第１特徴信号Ｄ１２５を含む１次合成信号Ｄ１２２と、第２特徴信号Ｄ１２６とを、一度のＭＯＤＷＴで得られる１次分解信号Ｄ１２１の各信号に基づいて抽出できる。この場合、信号抽出に伴う信号出力装置１の負荷が低減され、各信号をよりリアルタイムに出力することができる。
【0058】
第２周波数帯域の信号と、腹筋２２の動作との関係については、「母体腹部体表筋電図に関する研究―その意義と臨床応用―（札幌医科大学 長澤 邦雄 著）」において述べられている。初産４０例及び経産５０例を対象としたＭＡＳ－ＥＭＧ（母体腹部体表筋電図）の観察の結果、ＭＡＳ－ＥＭＧの周波数特性として、約１０Ｈｚ～１１０Ｈｚが有効と報告されている。また、筋電位の高い左外腹斜筋部と右外腹斜筋部の中心周波数が２９Ｈｚ～４５Ｈｚ、及び７７Ｈｚ～８８Ｈｚと報告されている。すなわち、周波数帯域１０Ｈｚ～１１０Ｈｚに内包され２９Ｈｚ～４５Ｈｚ、及び７７Ｈｚ～８８Ｈｚを内包する第２周波数帯域は、腹筋の動作の特徴を示すといえる。したがって、第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号Ｄ１２６を抽出することで、分娩中の腹筋２２の動作に関する情報を効率的に取得することができる。
【0059】
＜信号出力ステップＳ１３＞
信号出力ステップＳ１３は、例えば図５に示すように、信号抽出ステップＳ１２の後に実施される。信号出力ステップＳ１３において、信号出力部１３は、例えば図５～図６に示すように、抽出信号Ｄ１２のうち、同一の生体電気信号Ｄ１１から抽出された、第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とを、時系列的に順次出力する（Ｓ１３１）。この場合、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３の安全性向上を図ることができる。
信号出力ステップＳ１３は、例えば図５に示すように、信号抽出ステップＳ１２の後に実施される。信号出力ステップＳ１３において、信号出力部１３は、例えば図５～図６に示すように、抽出信号Ｄ１２のうち、同一の生体電気信号Ｄ１１から抽出された、第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とを、時系列的に順次出力する（Ｓ１３１）。この場合、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３の安全性向上を図ることができる。
【0060】
なお、信号出力ステップＳ１３において、信号出力部１３は、加工処理された第１特徴信号Ｄ１２５と、加工処理された第２特徴信号Ｄ１２６とを、処理信号Ｄ１３として、時系列的に順次出力してもよい。
【0061】
処理信号Ｄ１３を出力する場合、例えば筐体１０に搭載される図示しない信号処理部は、信号抽出部１２が抽出した第１特徴信号Ｄ１２５について周波数を２乗して加工処理する。また、信号処理部は、信号抽出部１２が抽出した第２特徴信号Ｄ１２６について周波数を２乗して加工処理する。その後、信号出力部１３は、信号処理部で加工処理された第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とを、時系列的に順次出力する。この処理により、各信号のＳ／Ｎ比が向上し、信号のピークの分離精度を向上させることができる。すなわち、子宮筋２１の動作の特徴を示す第１特徴信号Ｄ１２５の信号のピークと、腹筋２２の動作の特徴を示す第２特徴信号Ｄ１２６の信号のピークと、の時刻差の目視判定の精度を向上させることができる。このため、怒責を子宮収縮と同期しやすくすることができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。また、２乗する加工処理の場合、後述の各絶対値信号Ｄ１３１、Ｄ１３２と同様に、各信号のピークが信号の向きによらず一様に出力されるため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。
【0062】
また、信号処理部は、例えば信号抽出部１２が抽出した第１特徴信号Ｄ１２５を、第１特徴信号Ｄ１２５の絶対値を示す第１絶対値信号Ｄ１３１として加工処理する。また、信号処理部は、信号抽出部１２が抽出した第２特徴信号Ｄ１２６を、第２特徴信号Ｄ１２６の絶対値を示す第２絶対値信号Ｄ１３２として加工処理する。その後、信号出力部１３は、同一の生体電気信号Ｄ１１から抽出され、信号処理部により加工処理された第１絶対値信号Ｄ１３１と第２絶対値信号Ｄ１３２とを、時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、が信号の向きによらず一様に出力される。この場合、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0063】
また、信号処理部は、例えば信号抽出部１２が抽出した第１特徴信号Ｄ１２５を、第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線を示す第１信号包絡線Ｄ１３３として加工処理する。また、信号処理部は、例えば信号抽出部１２が抽出した第２特徴信号Ｄ１２６を、第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線を示す第２信号包絡線Ｄ１３４として加工処理する。その後、信号出力部１３は、同一の生体電気信号Ｄ１１から抽出され、信号処理部により加工処理された第１信号包絡線Ｄ１３３と第２絶対値信号Ｄ１３４とを、時系列的に順次出力する。各信号包絡線Ｄ１３３、Ｄ１３４は、各特徴信号Ｄ１２５、Ｄ１２６と比べて、信号のピーク以外の領域が平滑化され、信号のおおよその変動を検出しやすく、信号のピークの分離精度の向上を図ることができる。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、がより明確に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0064】
＜＜処理信号Ｄ１３＞＞
処理信号Ｄ１３は、第１特徴信号Ｄ１２６又は第２特徴信号Ｄ１２７を加工処理した信号である。処理信号Ｄ１３は、第１絶対値信号Ｄ１３１と、第２絶対値信号Ｄ１３２と、第１信号包絡線Ｄ１３３と、第２信号包絡線Ｄ１３４と、を含む。
処理信号Ｄ１３は、第１特徴信号Ｄ１２６又は第２特徴信号Ｄ１２７を加工処理した信号である。処理信号Ｄ１３は、第１絶対値信号Ｄ１３１と、第２絶対値信号Ｄ１３２と、第１信号包絡線Ｄ１３３と、第２信号包絡線Ｄ１３４と、を含む。
【0065】
＜＜第１絶対値信号Ｄ１３１＞＞
第１絶対値信号Ｄ１３１は、第１特徴信号Ｄ１２５の絶対値を示す信号を指す。第１特徴信号Ｄ１２５は、図１２に示すとおり、信号の方向（電場の向き）によって電位差の正負が逆転するため、子宮収縮による信号のピークについて視認性や検出の容易性に改良の余地がある。そこで、例えば図１４に示すとおり、第１特徴信号Ｄ１２５の絶対値を示すことにより、例えば第１特徴信号Ｄ１２５に含まれる子宮収縮による信号のピークについて、方向が異なるピークの位相を一方向に整合させることができる。
第１絶対値信号Ｄ１３１は、第１特徴信号Ｄ１２５の絶対値を示す信号を指す。第１特徴信号Ｄ１２５は、図１２に示すとおり、信号の方向（電場の向き）によって電位差の正負が逆転するため、子宮収縮による信号のピークについて視認性や検出の容易性に改良の余地がある。そこで、例えば図１４に示すとおり、第１特徴信号Ｄ１２５の絶対値を示すことにより、例えば第１特徴信号Ｄ１２５に含まれる子宮収縮による信号のピークについて、方向が異なるピークの位相を一方向に整合させることができる。
【0066】
＜＜第２絶対値信号Ｄ１３２＞＞
第２絶対値信号Ｄ１３２は、第２特徴信号Ｄ１２６の絶対値を示す信号を指す。第２特徴信号Ｄ１２６は、図１３に示すとおり、信号の方向（電場の向き）によって電位差の正負が逆転するため、例えば図１５に示すとおり、第２特徴信号Ｄ１２６の絶対値を示すことにより、例えば第２特徴信号Ｄ１２６に含まれる怒責（腹部筋収縮）による信号のピークについて、方向が異なるピークの位相を一方向に整合させることができる。
第２絶対値信号Ｄ１３２は、第２特徴信号Ｄ１２６の絶対値を示す信号を指す。第２特徴信号Ｄ１２６は、図１３に示すとおり、信号の方向（電場の向き）によって電位差の正負が逆転するため、例えば図１５に示すとおり、第２特徴信号Ｄ１２６の絶対値を示すことにより、例えば第２特徴信号Ｄ１２６に含まれる怒責（腹部筋収縮）による信号のピークについて、方向が異なるピークの位相を一方向に整合させることができる。
【0067】
＜＜第１信号包絡線Ｄ１３３＞＞
第１信号包絡線Ｄ１３３は、例えば第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線、又は第１絶対値信号Ｄ１３１の包絡線を示す信号を指す。第１特徴信号Ｄ１２５及び第１絶対値信号Ｄ１３１は、それぞれに含まれる信号のピークの判定に不要な情報が多く、視認性及び検出の容易性に改良の余地がある。そこで、例えば図１６に示すとおり、第１絶対値信号Ｄ１３１の包絡線を示すことにより、子宮収縮による信号のピークについて視認性及び検出の容易性を向上させることができる。信号包絡線の形成方法としては、例えばローパスフィルタ処理、移動平均値への加工処理、移動中央値への加工処理等、適宜平滑化処理方法を選択してもよい。なお、移動中央値は、移動平均値に比べて外れ値の影響を受けづらく、時系列データの本来の特徴をよく表すことができるため、好適とされる。なお、図示は省略したが、第１信号包絡線Ｄ１３３は、第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線を示す場合においても、同様に視認性及び検出の容易性の改良を図ることができる。
第１信号包絡線Ｄ１３３は、例えば第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線、又は第１絶対値信号Ｄ１３１の包絡線を示す信号を指す。第１特徴信号Ｄ１２５及び第１絶対値信号Ｄ１３１は、それぞれに含まれる信号のピークの判定に不要な情報が多く、視認性及び検出の容易性に改良の余地がある。そこで、例えば図１６に示すとおり、第１絶対値信号Ｄ１３１の包絡線を示すことにより、子宮収縮による信号のピークについて視認性及び検出の容易性を向上させることができる。信号包絡線の形成方法としては、例えばローパスフィルタ処理、移動平均値への加工処理、移動中央値への加工処理等、適宜平滑化処理方法を選択してもよい。なお、移動中央値は、移動平均値に比べて外れ値の影響を受けづらく、時系列データの本来の特徴をよく表すことができるため、好適とされる。なお、図示は省略したが、第１信号包絡線Ｄ１３３は、第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線を示す場合においても、同様に視認性及び検出の容易性の改良を図ることができる。
【0068】
＜＜第２信号包絡線Ｄ１３４＞＞
第２信号包絡線Ｄ１３４は、例えば第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線、又は第２絶対値信号Ｄ１３２の包絡線を示す信号を指す。第２特徴信号Ｄ１２６及び第２絶対値信号Ｄ１３２は、それぞれに含まれる信号のピークの判定に不要な情報が多く、視認性及び検出の容易性に課題がある。そこで、例えば図１７に示すとおり、第２絶対値信号Ｄ１３２の包絡線に加工処理することで、怒責（腹部筋収縮）による信号のピーク視認性及び検出の容易性を向上させることができる。信号包絡線の形成方法としては、第１信号包絡線Ｄ１３３と同様である。なお、図示は省略したが、第２信号包絡線Ｄ１３４は、第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線を示す場合においても、同様に視認性及び検出の容易性の改良を図ることができる。
第２信号包絡線Ｄ１３４は、例えば第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線、又は第２絶対値信号Ｄ１３２の包絡線を示す信号を指す。第２特徴信号Ｄ１２６及び第２絶対値信号Ｄ１３２は、それぞれに含まれる信号のピークの判定に不要な情報が多く、視認性及び検出の容易性に課題がある。そこで、例えば図１７に示すとおり、第２絶対値信号Ｄ１３２の包絡線に加工処理することで、怒責（腹部筋収縮）による信号のピーク視認性及び検出の容易性を向上させることができる。信号包絡線の形成方法としては、第１信号包絡線Ｄ１３３と同様である。なお、図示は省略したが、第２信号包絡線Ｄ１３４は、第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線を示す場合においても、同様に視認性及び検出の容易性の改良を図ることができる。
【0069】
上述した各ステップを実行し、本実施形態における信号出力装置１の動作は終了する。なお、信号出力装置１は、例えば上述した各ステップを繰り返し実行してもよい。
【0070】
本実施形態によれば、取得された生体電気信号Ｄ１１から、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号Ｄ１２５と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号Ｄ１２６と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部１２と、同一の生体電気信号Ｄ１１から抽出された第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とを、時系列的に順次出力する信号出力部１３と、を備える。このため、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３の安全性向上を図ることができる。
【0071】
本実施形態によれば、信号出力部１３は、第１特徴信号Ｄ１２５の絶対値を示す第１絶対値信号Ｄ１３１と、第２特徴信号Ｄ１２６の絶対値を示す第２絶対値信号Ｄ１３２と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、が信号の向きによらず一様に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0072】
本実施形態によれば、信号出力部１３は、第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線を示す第１信号包絡線Ｄ１３３と、第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線を示す第２信号包絡線Ｄ１３４と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、がより明確に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0073】
本実施形態によれば、取得された生体電気信号Ｄ１１から、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号Ｄ１２５と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号Ｄ１２６と、を時系列的に順次抽出する信号抽出ステップＳ１２と、同一の生体電気信号Ｄ１１から抽出された第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とを、時系列的に順次出力する信号出力ステップＳ１３と、を備える。このため、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３の安全性向上を図ることができる。
【0074】
（第２実施形態：信号出力装置１）
図１８を参照して、本実施形態における信号出力装置１の構成の一例を説明する。本実施形態は、信号出力装置１が信号評価部１４をさらに備える点で、第１実施形態とは異なる。なお、上述の内容と同様の構成については、説明を省略する。
図１８を参照して、本実施形態における信号出力装置１の構成の一例を説明する。本実施形態は、信号出力装置１が信号評価部１４をさらに備える点で、第１実施形態とは異なる。なお、上述の内容と同様の構成については、説明を省略する。
【0075】
信号出力装置１は、例えば図１８に示すように、筐体１０において、信号評価部１４をさらに備える。なお、信号評価部１４は、筐体１０に搭載されず、筐体１０と外部接続される公知のラップトップ（ノート）ＰＣ又はデスクトップＰＣ等の電子機器に搭載されてもよい。
【0076】
＜筐体１０＞
筐体１０は、例えば信号評価部１４が搭載される。筐体１０は、例えば搭載されるマイクロコントローラを信号評価部１４として機能させてもよい。このとき、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して、ＲＡＭを作業領域として実行することにより、信号評価部１４の機能を実現する。
筐体１０は、例えば信号評価部１４が搭載される。筐体１０は、例えば搭載されるマイクロコントローラを信号評価部１４として機能させてもよい。このとき、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して、ＲＡＭを作業領域として実行することにより、信号評価部１４の機能を実現する。
【0077】
＜信号評価部１４＞
信号評価部１４は、信号出力部１３が出力した信号を比較して評価する。信号評価部１４は、例えば信号出力部１３が出力する、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号のピークが表れる時刻と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号のピークが表れる時刻と、の時刻差を評価する。信号評価部１４は、例えば時刻差の評価結果を出力する。評価結果の出力内容としては、例えば時刻差を特定する定量的情報であるほか、時刻差の程度を数段階（良・可・不可など）の階層で特定する定性的情報でもよい。
信号評価部１４は、信号出力部１３が出力した信号を比較して評価する。信号評価部１４は、例えば信号出力部１３が出力する、子宮筋２１の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号のピークが表れる時刻と、腹筋２２の動作に関する特徴を示す周波数帯域に含まれる信号のピークが表れる時刻と、の時刻差を評価する。信号評価部１４は、例えば時刻差の評価結果を出力する。評価結果の出力内容としては、例えば時刻差を特定する定量的情報であるほか、時刻差の程度を数段階（良・可・不可など）の階層で特定する定性的情報でもよい。
【0078】
【0079】
信号出力装置１の動作は、例えば図１９に示すように、信号評価ステップＳ１４をさらに備える。
【0080】
＜信号評価ステップＳ１４＞
信号評価ステップＳ１４は、例えば図２０に示すように、信号出力ステップＳ１３の後に実施される。信号評価ステップＳ１４において、信号評価部１４は、例えば信号出力部１３が出力した第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とのそれぞれのピークを検出し、各ピークの時刻差を比較する（Ｓ１４１）。その後、信号評価部１４は、各ピークの時刻差の評価結果を出力する（Ｓ１４２）。
信号評価ステップＳ１４は、例えば図２０に示すように、信号出力ステップＳ１３の後に実施される。信号評価ステップＳ１４において、信号評価部１４は、例えば信号出力部１３が出力した第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６とのそれぞれのピークを検出し、各ピークの時刻差を比較する（Ｓ１４１）。その後、信号評価部１４は、各ピークの時刻差の評価結果を出力する（Ｓ１４２）。
【0081】
各信号のピーク検出方法は、例えば信号評価部１４が搭載される筐体１０又は信号評価部１４が搭載される筐体１０の外部接続機器に予めインストールされる、公知のリアルタイムＱＲＳ検出システムが用いられ、例えばＰａｎ－Ｔｏｍｐｋｉｎｓ（ＰＴ）アルゴリズムが用いられる。
【0082】
図２１に、信号評価部１４において、第１絶対値信号Ｄ１３１の包絡線を示す第１信号包絡線Ｄ１３３のピーク、及び第２絶対値信号Ｄ１３２の包絡線を示す第２信号包絡線Ｄ１３４のピークの検出及び比較の例を示す。第１信号包絡線Ｄ１３３のピークが表れる時刻を示す第１時刻ｔaを、それぞれｔa－１、ｔa－２、ｔa－３として示した。また、第２信号包絡線Ｄ１３４のピークが表れる時刻を示す第２時刻ｔbを、それぞれｔb－１、ｔb－２、ｔb－３として示した。このとき、第１時刻ｔaと第２時刻ｔbとの時刻差Ｔは、それぞれＴa、Ｔb、Ｔcとして示される。すなわち、信号評価部１４は、第１特徴信号Ｄ１２５のピークが表れる時刻を示す第１時刻ｔaと、第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻ｔaと、の時刻差Ｔを評価する。この場合、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0083】
なお、第１時刻ｔaと第２時刻ｔbとは、信号出力装置１が、信号取得部１１により生体電気信号Ｄ１１が取得される時点での現在時刻を取得し、信号出力部１３が、当該現在時刻と各特徴信号Ｄ１２５、Ｄ１２６とを紐づけて出力し、信号評価部１４が、ピークが表れた時点での各特徴信号Ｄ１２５、Ｄ１２６に紐づけられる現在時刻を特定する方法により、特定されてもよい。また、第１時刻ｔaと第２時刻ｔbとは、信号出力装置１が、信号出力部１３により連続的に出力される各特徴信号Ｄ１２５、Ｄ１２６の出力時点での現在時刻を取得し、信号出力部１３が、当該現在時刻と各特徴信号Ｄ１２５、Ｄ１２６とを紐づけて出力し、信号評価部１４が、ピークが表れた時点での各特徴信号Ｄ１２５、Ｄ１２６に紐づけられる現在時刻を特定する方法により、特定されてもよい。また、第１時刻ｔaと第２時刻ｔbとは、上記の現在時刻の代わりに、信号出力装置１の運転開始時刻を起点として特定されてもよい。
【0084】
なお、図２１では説明の都合上、ＥＨＧと同等の情報が得られる信号として、第１絶対値信号Ｄ１３１の包絡線を示す第１信号包絡線Ｄ１３３を、また、ＥＭＧと同等の情報が得られる信号して、第２信号包絡線Ｄ１３４を、それぞれ比較する例を記載したが、これに限定されない。信号評価部１４は、例えば第１特徴信号Ｄ１２５と第２特徴信号Ｄ１２６との組み合わせ、第１絶対値信号Ｄ１３１と第２絶対値信号Ｄ１３２との組合せ、又は第１特徴信号Ｄ１２５の包絡線を示す第１信号包絡線Ｄ１３３と第２特徴信号Ｄ１２６の包絡線を示す第２信号包絡線Ｄ１３４との組み合わせを用いて、時刻差Ｔを評価してもよい。
【0085】
本実施形態によれば、第１特徴信号Ｄ１２５のピークが表れる時刻を示す第１時刻ｔaと、第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻ｔaと、の時刻差Ｔを評価する信号評価部１４をさらに備える。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体２と胎児３のさらなる安全性向上を図ることができる。
【0086】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0087】
１ 信号出力装置
１０ 筐体
１１ 信号取得部
１１０ 不関電極
１１１～１１４ 関電極
１２ 信号抽出部
１３ 信号出力部
１４ 信号評価部
２ 母体
２０ 腹部
２１ 子宮筋
２２ 腹筋
２３ 腹腔
３ 胎児
Ｓ１１ 信号取得ステップ
Ｓ１２ 信号抽出ステップ
Ｓ１３ 信号出力ステップ
Ｓ１４ 信号評価ステップ
Ｄ１１ 生体電気信号
Ｄ１１１ 腹壁誘導生体電気信号
Ｄ１２ 抽出信号
Ｄ１２１ １次分解信号
Ｄ１２２ １次合成信号
Ｄ１２３ サンプリング信号
Ｄ１２４ ２次分解信号
Ｄ１２５ 第１特徴信号
Ｄ１２６ 第２特徴信号
Ｄ１３ 処理信号
Ｄ１３１ 第１絶対値信号
Ｄ１３２ 第２絶対値信号
Ｄ１３３ 第１信号包絡線
Ｄ１３４ 第２信号包絡線
ｔa 第１時刻
ｔb 第２時刻
Ｔ 時刻差
１０ 筐体
１１ 信号取得部
１１０ 不関電極
１１１～１１４ 関電極
１２ 信号抽出部
１３ 信号出力部
１４ 信号評価部
２ 母体
２０ 腹部
２１ 子宮筋
２２ 腹筋
２３ 腹腔
３ 胎児
Ｓ１１ 信号取得ステップ
Ｓ１２ 信号抽出ステップ
Ｓ１３ 信号出力ステップ
Ｓ１４ 信号評価ステップ
Ｄ１１ 生体電気信号
Ｄ１１１ 腹壁誘導生体電気信号
Ｄ１２ 抽出信号
Ｄ１２１ １次分解信号
Ｄ１２２ １次合成信号
Ｄ１２３ サンプリング信号
Ｄ１２４ ２次分解信号
Ｄ１２５ 第１特徴信号
Ｄ１２６ 第２特徴信号
Ｄ１３ 処理信号
Ｄ１３１ 第１絶対値信号
Ｄ１３２ 第２絶対値信号
Ｄ１３３ 第１信号包絡線
Ｄ１３４ 第２信号包絡線
ｔa 第１時刻
ｔb 第２時刻
Ｔ 時刻差
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【手続補正書】
【提出日】2023-03-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
母体の腹部から生体電気信号を取得する信号取得部と、
前記信号取得部により取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と前記第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、
を備えること
を特徴とする信号出力装置。
前記信号取得部により取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、
前記信号抽出部により同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と前記第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、
を備えること
を特徴とする信号出力装置。
【請求項2】
前記第１特徴信号と前記第２特徴信号とを比較して評価する信号評価部をさらに備え、
前記信号評価部は、前記第１特徴信号のピークが表れる時刻を示す第１時刻と、前記第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻と、の時刻差を評価すること
を特徴とする請求項１に記載の信号出力装置。
前記信号評価部は、前記第１特徴信号のピークが表れる時刻を示す第１時刻と、前記第２特徴信号のピークが表れる時刻を示す第２時刻と、の時刻差を評価すること
を特徴とする請求項１に記載の信号出力装置。
【請求項3】
前記信号出力部は、前記第１絶対値信号の包絡線を示す第１信号包絡線と、前記第２絶対値信号の包絡線を示す第２信号包絡線と、を時系列的に順次出力すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の信号出力装置。
を特徴とする請求項１又は２に記載の信号出力装置。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
この発明は、母体の腹部に装着して使用する、信号出力装置に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、同時刻の怒責と子宮活動とを容易に検出することにより、分娩時において母体と胎児の安全性向上を図ることができる信号出力装置を提供することにある。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
第１発明における信号出力装置は、母体の腹部から生体電気信号を取得する信号取得部と、前記信号取得部により取得された前記生体電気信号に対して、ＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット変換）処理及びＩＭＯＤＷＴ（最大オーバラップ離散ウェーブレット逆変換）処理を行い、前記母体の子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、前記第１周波数帯域よりも周波数が高く、前記母体の腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、前記信号抽出部により同一の前記生体電気信号から抽出された前記第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と前記第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、を備えることを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
第３発明における信号出力装置は、第１発明又は第２発明において、前記第１絶対値信号の包絡線を示す第１信号包絡線と、前記第２絶対値信号の包絡線を示す第２信号包絡線と、を時系列的に順次出力することを特徴とする。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
第１発明～第３発明によれば、取得された生体電気信号から、子宮筋の動作に関する特徴を示す第１周波数帯域に含まれる第１特徴信号と、腹筋の動作に関する特徴を示す第２周波数帯域に含まれる第２特徴信号と、を時系列的に順次抽出する信号抽出部と、同一の生体電気信号から抽出された第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号とを、時系列的に順次出力する信号出力部と、を備える。このため、同時刻の怒責と子宮収縮とを容易に検出することができる。また、怒責と子宮収縮とのずれを容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児の安全性向上を図ることができる。
また、第１発明～第３発明によれば、信号出力部は、第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と、第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、が信号の向きによらず一様に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。
また、第１発明～第３発明によれば、信号出力部は、第１特徴信号の絶対値を示す第１絶対値信号と、第２特徴信号の絶対値を示す第２絶対値信号と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、が信号の向きによらず一様に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
特に、第３発明によれば、信号出力部は、第１絶対値信号の包絡線を示す第１信号包絡線と、第２絶対値信号の包絡線を示す第２信号包絡線と、を時系列的に順次出力する。すなわち、怒責による信号のピークと、子宮収縮による信号のピークと、がより明確に出力される。このため、怒責と子宮収縮とのずれをさらに容易に把握することができる。これにより、分娩時において母体と胎児のさらなる安全性向上を図ることができる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】