(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-31
(45)【発行日】2024-08-08
(54)【発明の名称】センサの較正
(51)【国際特許分類】
A61B 5/346 20210101AFI20240801BHJP
A61B 5/352 20210101ALI20240801BHJP
A61B 5/332 20210101ALI20240801BHJP
【ＦＩ】
A61B5/346
A61B5/352
A61B5/332
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2022502135
(86)(22)【出願日】2020-07-31
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-07
(86)【国際出願番号】 EP2020071616
(87)【国際公開番号】W WO2021019064
(87)【国際公開日】2021-02-04
【審査請求日】2023-05-15
(31)【優先権主張番号】19189368.4
(32)【優先日】2019-07-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】590000248
【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｈｉｇｈ Ｔｅｃｈ Ｃａｍｐｕｓ ５２， ５６５６ ＡＧ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
(74)【代理人】
【識別番号】100122769
【弁理士】
【氏名又は名称】笛田 秀仙
(74)【代理人】
【識別番号】100163809
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 貴裕
(72)【発明者】
【氏名】ボノミ アルベルト ジョヴァンニ
(72)【発明者】
【氏名】フエイブレフツ ローレンシア ヨハンナ
【審査官】▲高▼木 尚哉
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５１６４５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／００７６３４０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１１６５１３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／０５－５／０５３８
Ａ６１Ｂ ５／２４－５／３９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ウェアラブルデバイスのセンサを、前記ウェアラブルデバイスを着用している被験者の基準座標系に較正するように配される装置において、前記ウェアラブルデバイスは、互いに対して所定の配列にある３つ以上のＥＣＧ電極から構成されるＥＣＧ電極配列、及び前記被験者の動きを経時的に直接的又は間接的に測定するように配され、前記ＥＣＧ電極配列に対して所定の向きにある測定軸を持つ前記センサを有し、
前記装置は、
前記ＥＣＧ電極の夫々の対により得られるＥＣＧ信号を受信する、
前記ＥＣＧ電極の夫々の対により得られる前記ＥＣＧ信号を処理して、前記被験者の基準座標系における前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定し、前記被験者の基準座標系は、前記被験者の心臓に関連する基準軸を含み、前記基準軸は、所定のＥＣＧ信号特性に関連している、
前記被験者の基準座標系における前記ＥＣＧ電極配列の前記決定された向きと、前記ＥＣＧ電極配列に対する前記測定軸の所定の向きとを処理して、前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の関係を決定する、及び
前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係に基づいて、前記センサを前記被験者の基準座標系に較正する
ように構成される処理ユニットを有する、装置。
【請求項2】
前記処理ユニットは、前記ＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が前記所定のＥＣＧ信号特性に関連している基準を満たしている、前記ＥＣＧ電極配列におけるＥＣＧ電極の対を特定する、及び
前記特定されたＥＣＧ電極の対のＥＣＧ電極により規定される第１の仮想軸と、前記基準軸と前記所定のＥＣＧ信号特性との間の前記関係とに基づいて、前記被験者の基準座標系に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定する
ことにより、前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記処理ユニットは、前記２つの隣接するＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が前記所定のＥＣＧ信号特性に関連している基準を最も満たしている、前記ＥＣＧ電極配列における２つの隣接するＥＣＧ電極の対を特定する、
前記特定されたＥＣＧ電極の対の一方のＥＣＧ電極における前記ＥＣＧ電極により規定される仮想軸と、前記特定されたＥＣＧ電極の対の他方のＥＣＧ電極における前記ＥＣＧ電極により規定される仮想軸との間にある仮想軸として、第１の仮想軸を決定する、及び
前記第１の仮想軸と、前記基準軸と前記所定のＥＣＧ信号特性との間の前記関係とに基づいて、前記被験者の基準座標系に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定する
ことにより、前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記所定のＥＣＧ信号特性は、ＱＲＳ群であり、前記基準は、最小のＱＲＳ群を持つ、又は最大の電圧振幅と最小の電圧振幅とにおいて最小の差を持つＥＣＧ信号により満たされる、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項5】
前記所定のＥＣＧ信号特性は、Ｒピークであり、前記基準は、最大のＲピークを持つ、又は最大の電圧振幅と最小の電圧振幅とにおいて最大の差を持つＥＣＧ信号により満たされる、請求項２又は３に記載の装置。
【請求項6】
被験者の基準座標系における前記基準軸の向きは、前記被験者の１つ以上の生理学的特性及び／又は前記被験者に関する臨床情報に依存している、請求項２乃至５の何れか一項に記載の装置。
【請求項7】
前記処理ユニットは、前記ウェアラブルデバイスを着用する前記被験者の身体の一部の形状に基づいて、前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記関係を決定するようにさらに構成される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置。
【請求項8】
前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係は、（ｉ）前記センサの基準座標系において前記センサにより得られる測定値を前記被験者の基準座標系に回転させる、及び／又は
（ｉｉ）前記被験者の基準座標系において定義される１つ以上のパラメータ又はルールを前記センサの基準座標系に回転させる
のに必要とされる回転である、請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置。
【請求項9】
前記処理ユニットは、前記センサから測定値を取得し、
前記取得した測定値に前記回転を適用して、前記取得した測定値を前記被験者の基準座標系に回転させ、並びに
前記回転した測定値を評価して、前記被験者の前記基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールを使用して、前記被験者の姿勢を決定する
ように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記処理ユニットは、前記センサから測定値を取得し、
前記被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールに前記回転を適用して、前記１つ以上のパラメータ及び／又はルールを前記センサの基準座標系に回転させ、並びに
前記取得した測定値を評価して、前記回転した１つ以上のパラメータ及び／又はルールを使用して、前記被験者の姿勢を決定する
ように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項11】
ウェアラブルデバイスのセンサを、ウェアラブルデバイスを着用している被験者の基準座標系に較正するように配されるシステムにおいて、前記システムは、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の装置、及び
前記ウェアラブルデバイス
を有し、前記ウェアラブルデバイスは、
互いに対して所定の配列にある３つ以上のＥＣＧ電極から構成されるＥＣＧ電極配列、及び
被験者の動きを経時的に直接的又は間接的に測定するように配され、前記ＥＣＧ電極配列に対して所定の向きにある測定軸を持つ前記センサ
を有する、システム。
【請求項12】
ウェアラブルデバイスのセンサを、装置によって、前記ウェアラブルデバイスを着用している被験者の基準座標系に較正する方法において、前記ウェアラブルデバイスは、
互いに対して所定の配列にある３つ以上のＥＣＧ電極から構成されるＥＣＧ電極配列、及び
被験者の動きを経時的に直接的又は間接的に測定するように配され、前記ＥＣＧ電極配列に対して所定の向きにある測定軸を持つ前記センサ
を有し、前記方法は、前記装置が、
前記ＥＣＧ電極の夫々の対により得られるＥＣＧ信号を受信するステップ、
前記ＥＣＧ電極の夫々の対により得られる前記ＥＣＧ信号を処理して、前記被験者の基準座標系における前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するステップであり、前記被験者の基準座標系は、前記被験者の心臓に関連する基準軸を含み、前記基準軸は、所定のＥＣＧ信号特性に関連している、ステップ、
前記被験者の基準座標系における前記ＥＣＧ電極配列の決定された向きと、前記ＥＣＧ電極配列に対する前記測定軸の所定の向きとを処理して、前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の関係を決定するステップ、及び
前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係に基づいて、前記センサを前記被験者の基準座標系に較正するステップ
を有する方法。
【請求項13】
前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係は、前記センサの基準座標系における前記センサにより得られる測定値を、前記被験者の基準座標系に回転させるのに必要な回転であり、前記方法は、前記装置が、
前記センサから測定値を取得するステップ、
前記取得した測定値に前記回転を適用して、前記取得した測定値を前記被験者の基準座標系に回転させるステップ、並びに
前記回転した測定値を評価して、前記被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールを使用して、前記被験者の姿勢を決定するステップ
をさらに有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係は、前記被験者の基準座標系において規定される１つ以上パラメータ又はルールを、前記センサの基準座標系に回転させるのに必要な回転であり、前記方法は、前記装置が、
前記センサから測定値を取得するステップ、
前記被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールに前記回転を適用して、前記１つ以上のパラメータ及び／又はルールを前記センサの基準座標系に回転させるステップ、並びに
前記取得した測定値を評価して、前記回転した１つ以上のパラメータ及び／又はルールを使用して、前記被験者の姿勢を決定するステップ
をさらに有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
コンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラムにおいて、前記コンピュータ可読媒体は、その中に具現化されるコンピュータ可読コードを持ち、前記コンピュータ可読コードは、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の装置により実行されるとき、前記装置が請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の方法を行うように構成されている、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ウェアラブルデバイスにあるセンサを較正するための装置、システム及びコンピュータ実施方法に関する。
【背景技術】
【0002】
１つ以上のセンサを含むウェアラブルデバイスは、家にいる又は入院中の患者のバイタルサイン、活動及び姿勢を測定するために使用されることができる。例えば、加速度計は、地球の重力場に対する加速度を測定することができる小型で安価なセンサである。そのようなものとして、加速度計は、動き及び向きを測定するために広く使用される。専用のアルゴリズムと組み合わせて使用されるとき、身体部分に置かれる加速度計は、例えばベッドに横たわっている、座っている、立っている、直立歩行しているような特定の活動を認識するために使用されることができる。身体の人体計測方向に対する加速度計の検知軸の向きに関する情報は、患者の姿勢を決定し、歩行のような特定の活動中の身体の向きを特徴付けるために必要である。例えば、加速度計により検知される重力ベクトルと、人体計測の軸との間の角度を測定し、患者が横になっている、直立している又はもたれかかっている（リクライニングしている）かを決定することができる。
【0003】
身体の姿勢（例えば、立っている、背臥位になっている、仰臥位になっている、横になっている）及び活動情報を決定することは、医療専門家（例えば、臨床医、看護師等）が、例えば、負傷或いは手術後の病院又は家での回復過程で患者の状態を評価するために関連する。身体の姿勢に関する情報には、幾つかの用途がある。例えば、バイタルサイン又は症状と、寝たきりの患者のリクライニングしている角度との間の相関関係は、心不全及び呼吸器疾患の重症度を評価するのに重要である。より多く仰臥位のままでいることができる患者は、通常、ベッドで上半身を起こす必要がある患者よりも危険に曝されにくい。さらに、床ずれのリスクを減らすために、患者の姿勢が正確に及び慎重に監視される必要がある。
【0004】
１つ以上のセンサを持つウェアラブルデバイスは、通常、患者の身体上の単一の場所に位置決められる。例えば、心電図（ＥＣＧ）測定値及び身体加速度測定値を収集することを目的としたウェアラブルデバイスは、胸部領域上の心臓に近い身体の指定された場所に位置決められる。しかしながら、ウェアラブルデバイスを患者の身体に取り付けるための手続きは、標準化することが難しく、例えば身体の形状及び皮膚の状態が不均一であるならば、患者にとってどの場所が最善であるかを決定することは、医療専門家（又は家庭環境では患者自身）の裁量に委ねられる。これは、ウェアラブルデバイスの向きがしばしば恣意的であり、患者及び操作者に依存して変わり易いことを意味する。さらに、ウェアラブルセンサの利用中の患者の姿勢も、ウェアラブルデバイスでは不明である。これは、センサからの測定値（例えば、加速度計からの加速度測定値）が正確に分析又は解釈されるために、患者の座標系に対する又は世界（例えば、地球）の座標系に対するセンサ／ウェアラブルデバイスの向きを決定することが必要であることを意味する。
【0005】
被験者上のウェアラブルデバイスの向きを決定するための方法は存在する。例えば、ＷＯ２０１７／１９１０３６は、ウェアラブルデバイスのセンサから取得される生理学的特性信号の特性が、被験者上にあるウェアラブルデバイスの位置及び／又は向きに依存して異なること、従って、被験者上にあるウェアラブルデバイスの向きは、生理学的特性信号の１つ以上の特性に基づいて決定され得ることを開示している。生理学的特性信号の１つ以上の特性は、被験者上にあるウェアラブルデバイスの向きを決定するために、対応する向きと共に記憶装置に記憶される一連の組と比較される。しかしながら、実際に起こり得る、患者上のセンサ／ウェアラブルデバイスの向きは無限であり、従って、センサを較正するために、患者上のウェアラブルデバイス／センサの向きを決定する改善される方法が有用である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述したように、既存の技術による制限は、所定数の向きの間で明確に区別することだけが可能であり、従って、センサが置かれる向きを考慮せずにセンサを較正することができないことである。従って、これらの制限に対処することを目的とした改善を持つことが有用である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明、独立請求項によって定義される。従属請求項は、有利な実施形態を定義する。
【0008】
第１の態様によれば、ウェアラブルデバイスを着用している被験者の基準座標系に、ウェアラブルデバイスのセンサを較正するための装置が提供され、前記ウェアラブルデバイスは、互いに対し所定の配列である３つ以上のＥＣＧ電極を有する心電図（以下、ＥＣＧ）電極配列、及び前記被験者の経時的な動きを直接的又は間接的に測定するように配され、前記ＥＣＧ電極配列に対して所定の向きの測定軸を持つ前記センサを有する。前記装置は、ＥＣＧ電極の夫々の対により取得されるＥＣＧ信号を処理して、被験者の基準座標系におけるＥＣＧ電極配列の向きを決定し、ここで前記被験者の基準座標系は前記被験者の心臓に関連する基準軸を含み、前記基準軸は、所定のＥＣＧ信号特性に関連している、前記被験者の基準座標系におけるＥＣＧ電極配列の前記決定された向き及び前記ＥＣＧ電極配列に対する測定軸の所定の向きを処理して、センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の関係を決定する、並びに前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係に基づいて、前記センサを前記被験者の基準座標系に較正するように構成される処理ユニットを有する。従って、前記装置は、ＥＣＧ信号に基づいて、ウェアラブルデバイスの向きが決定され、その決定された向きに基づいて、センサが較正される、改善される技術を実施する。
【0009】
幾つかの実施形態において、処理ユニットは、ＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が、所定のＥＣＧ信号特性に関連している基準を満たしている、ＥＣＧ電極配列におけるＥＣＧ電極の対を特定し、この特定されたＥＣＧ電極の対における、これらＥＣＧ電極により規定される第１の仮想軸と、前記基準軸と前記所定のＥＣＧ信号特性との間にある関係とに基づいて、前記被験者の基準座標系に対するＥＣＧ電極配列の向きを決定することとにより、前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するように構成される。従って、ＥＣＧ電極配列の向きは、基準軸と、対応する心臓のＥＣＧ信号特性とを利用することにより決定され、心臓は、異なる被験者で比較的類似した向きを持つので、心臓からのＥＣＧ信号は、このＥＣＧ電極配列の向きを決定するための一貫した基準として使用されることができる。
【0010】
代替の実施形態において、処理ユニットは、２つの隣接するＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が、前記所定のＥＣＧ信号特性に関連している基準を最も満たしている、前記ＥＣＧ電極配列における２つの隣接するＥＣＧ電極の対を特定し、この特定されたＥＣＧ電極の対の一方における、前記ＥＣＧ電極により規定される仮想軸と、前記特定されたＥＣＧ電極の対の他方における、前記ＥＣＧ電極により規定される仮想軸との間にある仮想軸として、第１の仮想軸を決定し、及び前記第１の仮想軸と、前記基準軸と前記所定のＥＣＧ信号特性との間の関係とに基づいて、前記被験者の基準座標系に対するＥＣＧ電極配列の向きを決定することにより、前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するように構成される。これらの実施形態は、以前の実施形態と同様の利点を持ち、前記基準を最も満たしている２つのＥＣＧ電極の対の間を補間することにより、ＥＣＧ電極配列の向きが、より正確に決定されるという利点も持つ。
【0011】
実施形態の何れの組においても、所定のＥＣＧ信号特性は、ＱＲＳ群とすることができ、前記基準は、最小のＱＲＳ群を持つ、又は最大の電圧振幅及び最小の電圧振幅において最小の差を持つＥＣＧ信号により満たされることができる。
【0012】
これらの実施形態において、前記基準軸は、被験者の心臓のＱＲＳ軸とすることができ、前記第１の仮想軸は、前記ＱＲＳ軸に垂直又は略垂直であると考えることができる。
【0013】
代替の実施形態において、前記所定のＥＣＧ信号特性は、Ｒピークとすることができ、前記基準は、最大のＲピークを持つ、又は最大の電圧振幅及び最小の電圧振幅において最大の差を持つＥＣＧ信号により満たされることができる。
【0014】
これらの実施形態において、前記基準軸は、被験者の心臓のＱＲＳ軸とすることができ、前記第１の仮想軸は、前記ＱＲＳ軸に平行であると考えることができる。
【0015】
前記所定のＥＣＧ信号特性がＱＲＳ群である又はＲピークである実施形態の何れにおいても、処理ユニットは、ＱＲＳ軸の方向を推定し、被験者の左側及び右側に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するために、前記特定されたＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号の極性を決定するようにさらに構成される。これらの実施形態は、ＥＣＧ信号のみに基づいて、被験者の左側及び右側に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定することが可能であるという利点を持つ。
【0016】
これらの実施形態において、処理ユニットは、被験者の左側及び右側に対する前記ＥＣＧ電極配列の決定された向きに基づいて、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定するようにさらに構成される。
【0017】
幾つかの実施形態において、被験者の基準座標系における基準軸の向きは、この被験者の１つ以上の生理学的特性及び／又は被験者の臨床情報に依存している。これらの実施形態は、被験者の基準軸の向きが、例えば、心臓が、被験者の体内において異常な角度又は非定型な角度にある場合、被験者の特定の生理機能に基づいて調整されることを提供する。
【0018】
幾つかの実施形態において、処理ユニットは、ウェアラブルデバイスを着用している被験者の身体の一部の形状に基づいて、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定するようにさらに構成される。これらの実施形態は、異なる被験者の様々な身体形状を考慮する、及び／又はウェアラブルデバイスを着用している被験者の身体の部分に依存して、特定のユーザに対し生じるウェアラブルデバイスの異なる向きを考慮することにより、センサがより正確に較正されることができるという利点を持つ。
【0019】
幾つかの実施形態において、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間において決定される関係は、（ｉ）センサの基準座標系における前記センサにより得される測定値を、被験者の基準座標系に回転させる、及び／又は（ｉｉ）被験者の基準座標系において規定された１つ以上のパラメータ又はルールをセンサの基準座標系に回転させるのに必要な回転である。
【0020】
これらの実施形態において、処理ユニットは、センサから測定値を取得し、前記取得した測定値に回転を適用して、前記取得した測定値を被験者の基準座標系に回転させ、並びに、前記回転した測定値を評価して、前記被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールを用いて被験者の姿勢を決定するように構成されることができる。
【0021】
代替の実施形態において、処理ユニットは、センサから測定値を取得し、被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールに前記回転を適用して、前記１つ以上のパラメータ及び／又はルールをセンサの基準座標系に回転させ、並びに前記取得した測定値を評価して、前記回転した１つ以上のパラメータ及び／又はルールを用いて被験者の姿勢を決定するするように構成される。
【0022】
幾つかの実施形態において、センサは加速度計である。
【0023】
第２の態様によれば、ウェアラブルデバイスを着用している被験者の基準座標系にウェアラブルデバイスのセンサを較正するためのシステムが提供される。このシステムは、第１の態様又はその何れかの実施形態による装置と、互いに対して所定の配列である３つ以上のＥＣＧ電極を有するＥＣＧ電極配列、及び被験者の経時的な動きを直接的又は間接的に測定するように配され、前記ＥＣＧ電極配列に対して所定の向きに測定軸を持つセンサを有するウェアラブルデバイスとを有する。
【0024】
幾つかの実施形態において、前記装置は、ウェアラブルデバイスの一部である。代替の実施形態において、前記装置は、ウェアラブルデバイスから分離している。
【0025】
第３の態様によれば、ウェアラブルデバイスのセンサを、前記ウェアラブルデバイスを着用している被験者の基準座標系に較正する方法が提供され、このウェアラブルデバイスは、互いに対し所定の配列にある３つ以上のＥＣＧ電極を有する心電図（ＥＣＧ）電極配列、及び被験者の経時的な動きを直接的又は間接的に測定するように配され、前記ＥＣＧ電極配列に対して所定の向きにある測定軸を持つセンサを有する。前記方法は、ＥＣＧ電極の夫々の対により得られるＥＣＧ信号を処理し、前記被験者の基準座標系における前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するステップであって、前記被験者の基準座標系は、前記被験者の心臓に関連する基準軸を含み、前記基準軸は、所定のＥＣＧ信号特性に関連している、ステップ、前記被験者の基準座標系における前記決定されるＥＣＧ電極配列の向き及び前記ＥＣＧ電極配列に対する測定軸の所定の向きを処理して、前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の関係を決定するステップ、並びに前記センサの測定軸と前記被験者の基準座標系との間の前記決定された関係に基づいて、前記センサを被験者の基準座標系に較正するステップを有する。従って、前記方法は、ＥＣＧ信号に基づいてウェアラブルデバイスの向きが決定され、その決定された向きに基づいてセンサが較正される、改善された技術を提供する。
【0026】
幾つかの実施形態において、被験者の基準座標系は、この被験者の心臓に関連する基準軸を含み、この基準軸は、所定のＥＣＧ信号特性に関連し、ＥＣＧ電極配列の向きを決定する前記ステップは、ＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が所定のＥＣＧ信号特性に関連する基準を満たしている、前記ＥＣＧ電極配列におけるＥＣＧ電極の対を特定するステップ、前記特定されたＥＣＧ電極の対のＥＣＧ電極により規定される第１の仮想軸と、前記基準軸と前記所定のＥＣＧ信号特性との間の前記関係とに基づいて、被験者の基準座標系に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するステップを有する。従って、このＥＣＧ電極配列の向きは、基準軸と対応する心臓のＥＣＧ信号特性とを利用することにより決定され、心臓は、異なる被験者で比較的類似した向きを持つので、心臓からのＥＣＧ信号は、このＥＣＧ電極配列の向きを決定するための一貫した基準として使用されることができる。
【0027】
代替の実施形態において、被験者の基準座標系は、被験者の心臓に関連する基準軸を含み、この基準軸は、所定のＥＣＧ信号特性に関連し、ＥＣＧ電極配列の向きを決定する前記ステップは、２つの隣接するＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が、前記所定のＥＣＧ信号特性に関連する基準を最も満たしている、前記ＥＣＧ電極配列における２つの隣接するＥＣＧ電極の対を特定するステップ、前記特定されたＥＣＧ電極の対の一方のＥＣＧ電極における、前記ＥＣＧ電極により規定される仮想軸と、前記特定されたＥＣＧ電極の対の他方のＥＣＧ電極における、前記ＥＣＧ電極により規定される仮想軸との間の仮想軸として、第１の仮想軸を決定するステップ、及び前記第１の仮想軸と、前記基準軸と前記所定のＥＣＧ信号特性との間の前記関係とに基づいて、前記被験者の基準座標系に対する、前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するステップを有する。これらの実施形態は、以前の実施形態と同様の利点を持ち、前記基準を最も満たしている２つのＥＣＧ電極の対の間を補間することにより、ＥＣＧ電極配列の向きが、より正確に決定されるという利点も持つ。
【0028】
実施形態の何れの組においても、所定のＥＣＧ信号特性は、ＱＲＳ群とすることができ、前記基準は、最小のＱＲＳ群を持つ、又は最大の電圧振幅及び最小の電圧振幅において最小の差を持つＥＣＧ信号により満たされることができる。
【0029】
これらの実施形態において、前記基準軸は、被験者の心臓のＱＲＳ軸とすることができ、前記第１の仮想軸は、前記ＱＲＳ軸に垂直又は略垂直であると考えることができる。
【0030】
代替の実施形態において、前記所定のＥＣＧ信号特性は、Ｒピークとすることができ、前記基準は、最大のＲピークを持つ、又は最大の電圧振幅及び最小の電圧振幅において最大の差を持つＥＣＧ信号により満たされることができる。
【0031】
これらの実施形態において、前記基準軸は、被験者の心臓のＱＲＳ軸とすることができ、前記第１の仮想軸は、前記ＱＲＳ軸に平行であると考えることができる。
【0032】
前記所定のＥＣＧ信号特性がＱＲＳ群である又はＲピークである実施形態の何れにおいても、前記方法は、ＱＲＳ軸の方向を推定し、被験者の左側及び右側に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定するために、前記特定されたＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号の極性を決定するステップをさらに有する。これらの実施形態は、ＥＣＧ信号のみに基づいて、被験者の左側及び右側に対する前記ＥＣＧ電極配列の向きを決定することが可能であるという利点を持つ。
【0033】
これらの実施形態において、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定する前記ステップは、被験者の左側及び右側に対する前記ＥＣＧ電極配列の決定された向きに基づいて、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間の前記関係を決定するステップを有する。
【0034】
幾つかの実施形態において、被験者の基準座標系における基準軸の向きは、この被験者の１つ以上の生理学的特性及び／又は被験者の臨床情報に依存している。これらの実施形態は、被験者の基準軸の向きが、例えば、心臓が、被験者の体内において異常な角度又は非定型な角度にある場合、被験者の特定の生理機能に基づいて調整されることを提供する。
【0035】
幾つかの実施形態において、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定する前記ステップは、ウェアラブルデバイスを着用している被験者の身体の一部の形状に基づいて、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間の前記関係を決定するステップを有する。これらの実施形態は、異なる被験者の様々な身体形状を考慮する、及び／又はウェアラブルデバイスを着用している被験者の身体の一部に依存して、特定のユーザに対し生じるウェアラブルデバイスの異なる向きを考慮することにより、センサがより正確に較正されることができるという利点を持つ。
【0036】
幾つかの実施形態において、センサの測定軸と被験者の基準座標系との間において決定される関係は、（ｉ）センサの基準座標系における、前記センサにより得られる測定値を被験者の基準座標系に回転させる、及び／又は（ｉｉ）被験者の基準座標系において規定された１つ以上のパラメータ又はルールをセンサの基準座標系に回転させる、ために必要な回転である。
【0037】
これらの実施形態において、前記方法は、センサから測定値を取得するステップ、前記取得した測定値に回転を適用して、前記取得した測定値を被験者の基準座標系に回転させるステップ、並びに、前記回転した測定値を評価して、被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールを用いて被験者の姿勢を決定するステップをさらに有する。
【0038】
代替の実施形態において、前記方法は、センサから測定値を取得するステップ、被験者の基準座標系に対して規定される１つ以上のパラメータ及び／又はルールに前記回転を適用して、前記１つ以上のパラメータ及び／又はルールをセンサの基準座標系に回転させるステップ、並びに前記取得した測定値を評価して、前記回転した１つ以上のパラメータ及び／又はルールを用いて被験者の姿勢を決定するステップをさらに有する。
【0039】
幾つかの実施形態において、センサは加速度計である。
【0040】
第４の態様によれば、コンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラム製品を提供する。前記コンピュータ可読媒体は、その中において具現化されるコンピュータ可読コードを持つ。このコンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又は処理器によって実行されると、このコンピュータ又は処理器が上述した方法を行うように構成される。
【0041】
これら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかであり、これら実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【0042】
例示的な実施形態は、単なるとして、以下の図面を参照して説明される。
【発明を実施するための形態】
【0043】
上述したように、本明細書において、ウェアラブルデバイスの一部であるセンサを較正するための改善される技術が提供される。簡潔に言うと、この改善される技術は、ウェアラブルデバイス上にある複数のＥＣＧ電極により、被験者（例えば、患者）の心電図（ＥＣＧ）測定を使用して、この被験者の上にあるＥＣＧ電極の向き（従って、ウェアラブルデバイスの向き）を決定し、この決定されたＥＣＧ電極の向きと、このＥＣＧ電極に対する前記センサの所定の向きとから、前記センサの向きと、被験者の向きとの間の関係を決定する。
【0044】
図１は、本明細書が教えていることの例示的な実施形態によるシステム２を示す。本実施形態において、システム２は、被験者により携帯又は着用されるものであり、被験者（例えば、被験者の加速度を含む被験者の動き）及び／又は被験者の周囲の環境側面（例えば、空気圧）を経時的に測定するためのセンサ６含むウェアラブルデバイス４を有する。センサ６は、少なくとも１つの測定軸（例えば、加速度計等の場合、ｘ軸、ｙ軸及び／又はｚ軸）に対する測定値を提供する。
【0045】
ウェアラブルデバイス４は、被験者のＥＣＧ信号を得るための複数のＥＣＧ電極９（及び特に少なくとも３つのＥＣＧ電極９）から構成されるＥＣＧ電極配列８も含む。図１において、夫々９ａ、９ｂ、９ｃ、...とラベル付けした３つのＥＣＧ電極９が示される。ＥＣＧ電極９は、互いに対して所定の（すなわち、固定された）配列であり、ＥＣＧ電極９がウェアラブルデバイス４に対して所定の向きを持つように、ウェアラブルデバイス４内又はウェアラブルデバイス４上に固定される。ＥＣＧ電極９は、被験者から複数のＥＣＧ信号を得ることを可能にし、（対のＥＣＧ電極９を相互接続している仮想軸により規定される）各"ＥＣＧリード"は、ウェアラブルデバイス４に対して夫々の向きを持ち、故に、ウェアラブルデバイス４が被験者により携帯又は着用されているとき、この被験者に対して夫々の向きを持つ。幾つかの例示的なＥＣＧ電極配列８は、図２を参照して以下に説明される。
【0046】
センサ６は、ウェアラブルデバイス４内又はこのデバイス上に固定され、これは、センサ６の向き（及び特にセンサ６の測定軸の向き）が、ウェアラブルデバイス４に対して固定され、ＥＣＧ電極配列８に対して固定されることを意味する。ＥＣＧ電極配列８の向きに対するセンサ６の向きは既知である。
【0047】
センサ６は、被験者又は環境の経時的な測定値を表す夫々の信号を生成及び出力する。各々の測定信号は、時系列の測定値（サンプル）を有し、従って、これら測定信号は、ある期間における測定値に関連付けることができる。センサ６は、何れかの所望のサンプリング周波数、例えば、毎秒５０回の測定値（５０Ｈｚ）、６４Ｈｚ又は１００Ｈｚを使用することができる。異なるセンサは、異なるサンプリングレートで実行されてもよい。例えば、別のセンサが、２Ｈｚ、４Ｈｚ、０．４Ｈｚ又は１Ｈｚでサンプリングされてもよい。
【0048】
本システムにおけるセンサ６は、被験者の動きを経時的に直接的又は間接的に測定することができるセンサである。例えば、センサ６は、加速度計、空気圧センサ、磁力計又はジャイロスコープの何れかとすることができる。好ましい実施形態において、センサ６は加速度計である。センサ６からの測定信号は、被験者の姿勢を決定する、被験者の動きを特定及び／又は評価するために分析されることができる。
【0049】
センサ６が加速度計である場合、この加速度計は、複数の瞬間における被験者の動きを表す複数の加速度測定サンプルを含む測定信号を生成及び出力することができる。加速度計は、典型的には、３次元の加速度を測定する加速度計であり、この加速度計により生成される測定信号は、これら３次元の各々における加速度を表す夫々の測定値を含む。例えば、加速度計の出力は、３つの測定軸、例えば直交座標系のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の１つ以上についての夫々の測定信号を含む。
【0050】
センサ６がジャイロスコープである場合、このジャイロスコープは、複数の瞬間におけるウェアラブルデバイスの回転運動及び／又は向きを表す複数のジャイロスコープ測定サンプルを含む測定信号を生成及び出力することができる。
【0051】
センサ６が空気圧センサである場合、この空気圧センサは、空気圧又は空気圧の変化を測定するための如何なる種類のセンサを含むことができる。この空気圧センサは、空気圧センサにおける空気圧又は空気圧の変化の測定値を表す測定信号を生成及び出力することができる。この測定信号は、時系列の空気圧測定値（サンプル）を有し、従って、これら測定信号は、ある期間における空気圧又は空気圧の変化に関連付けることができる。空気圧センサは、何れかの所望のサンプリング周波数、例えば、１Ｈｚ又は５０Ｈｚを使用することができる。他の実施形態において、マイクロフォンが使用されてもよい。通例、マイクロフォンは、１６ｋＨｚ以上の周波数でサンプリングされる。
【0052】
図１に戻ると、システム２は、ＥＣＧ信号を受信し、これらＥＣＧ信号を分析して、センサ６による測定値が被験者の基準座標系に較正されることを可能にする装置１０も有する。幾つかの実施形態において、装置１０は、センサ６から測定信号も受信し、前記決定された較正を使用して、例えば、被験者の動き又は身体活動を分析する、被験者の姿勢を決定する、被験者の動きを特定及び／又は評価することができる。
【0053】
ウェアラブルデバイス４は、被験者がウェアラブルデバイス４を携帯又は着用することを可能にするのに適切であり、被験者からＥＣＧ信号を得ることができる何れかの形態とすることができる。特に、ウェアラブルデバイス４は、胴体又は胸部（例えば、心臓の近く）、或いは首に着用又は携帯することができる。例えば、ウェアラブルデバイス４は、ペンダント、ネックレス、接着パッチ、胸部バンドの形態でもよいし、衣料品等に一体化されてもよい。幾つかの実施形態において、図１に示されるように、装置１０は、ウェアラブルデバイス４から分離することができる。これらの実施形態において、装置１０は、ウェアラブルデバイス４と通信することできる、又は別の方法で、ウェアラブルデバイス４からＥＣＧ信号、及び任意で、測定信号を直接的又は間接的に受信する如何なる種類の電子装置又はコンピューティング装置とすることができる。例えば、装置１０は、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、スマートウォッチ等とする又はそれらの一部とすることができ、従って、被験者の自宅又はケア環境にある或いは使用される装置とすることができる。他の実施態様において、装置１０は、被験者から離れている、及び被験者の自宅又はケア環境から離れている装置でもよい。例えば、装置１０は、サーバ、例えば、（"クラウド内"とも呼ばれる）データセンター内のサーバでもよい。代替の実施形態において、装置１０（特に、本明細書に記載の装置１０の機能）は、ウェアラブルデバイス４と一体化することができる。従って、装置１０は、ウェアラブルデバイス４の一部として被験者により携帯又は着用されることもできる。
【0054】
装置１０は、この装置１０の動作を制御し、本明細書に記載の方法を実施又は実行するように構成される処理ユニット１２を含む。特に、処理ユニット１２は、ＥＣＧ信号を取得し、これらＥＣＧ信号を処理して、センサ６の測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定することができる。処理ユニット１２は、本明細書に記載される様々な機能を実行するために、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて、多数の方法で実装されることができる。処理ユニット１２は、必要な機能を行うため、及び／又は処理ユニット１２の構成要素を制御して、必要な機能を行うために、ソフトウェア又はコンピュータプログラムコードを用いてプログラムされる、１つ以上のマイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を有する。処理ユニット１２は、幾つかの機能を行うための専用ハードウェア（例えば、増幅器、前置増幅器、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）及び／又はデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ））と、他の機能を行うための処理器（例えば、１つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ、制御器、ＤＳＰ及び関連する回路）との組合せとして実装される。本開示の様々な実施形態において用いられる構成要素の例は、これらに限定されないが、従来のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及びＦＰＧＡ（field programmable gate array）を含む。
【0055】
処理ユニット１２は、装置１０の動作を制御するとき、及び／又は本明細書に記載される方法を実施又は行うとき、処理ユニット１２が使用するためのデータ、情報及び／又は（ＥＣＧ信号を含む）信号を記憶することができるメモリユニット１４に接続される。例えば、メモリユニット１４は、ＥＣＧ電極９の互いに対する所定の配列に関する情報、及び／又はＥＣＧ電極配列８の向きに対するセンサ６の向きに関する情報（例えば、センサ６の測定軸とＥＣＧ電極配列８のＥＣＧ電極９により形成されるＥＣＧリードの向きとの間の、２次元（２Ｄ）又は３Ｄの空間における角度に関する情報）を記憶することができる。幾つかの実装形態において、メモリユニット１４は、処理ユニット１２が本明細書に記載される方法を含む１つ以上の機能を行うように、処理ユニット１２により実施され得るコンピュータ可読コードを記憶している。特定の実施態様において、プログラムコードは、スマートウォッチ、スマートフォン、タブレット、ラップトップ又はコンピュータ用のアプリケーションの形成とすることができる。メモリユニット１４は、揮発性及び不揮発性のコンピュータメモリを含む、例えばキャッシュ又はシステムメモリのような如何なる種類の非一時的な機械可読な媒体、例えばメモリチップの形態で実装される、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ(static RAM)、ＤＲＡＭ(dynamic RAM)、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ(programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(erasable PROM)及びＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable PROM)、光ディスク（例えばＣＤ、ＤＶＤ又はBlu-Rayディスク）、ハードディスク、テープストレージソリューション、又はメモリスティック、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、メモリーカード等を含むソリッドステートデバイスを有する。
【0056】
図１に示されるシステム２の実施形態において、装置１０は、センサ６及びＥＣＧ電極配列８を含むウェアラブルデバイス４とは分離しているため、装置１０は、ウェアラブルデバイス４、並びに任意で、サーバ、データベース、ユーザデバイス及び他のセンサの何れか１つ又はそれ以上を含む他のデバイスとのデータ接続及び／又はデータ交換を可能にするためのインターフェース回路１６も含む。この接続は、直接的又は（例えば、インターネットを介して）間接的でもよく、従って、インターフェース回路１６は、何れかの所望する有線又は無線通信プロトコルを介して、装置１０と例えばインターネットのようなネットワークとの間、又は装置１０とウェアラブルデバイス４との間の接続を可能にすることができる。例えば、インターフェース回路１６は、ＷｉＦｉ、Bluetooth（登録商標）、Zigbee（登録商標）又は（これらに限定されないが、ＧＳＭ（登録商標）通信、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunications System)、ＬＴＥ(Long Term Evolution)、LTELTE－Advanced（登録商標）等を含む）何れかのセルラー通信プロトコルを用いて動作することができる。無線接続の場合、インターフェース回路１６（従って、装置１０）は、伝送媒体（例えば、空気）を介して送信／受信するための１つ以上の適切なアンテナを含む。その代わりに、無線接続の場合、インターフェース回路１６は、このインターフェース回路１６が、伝送媒体（例えば、空気）を介して送信／受信するために、装置１０の外部にある１つ以上の適切なアンテナに接続されることを可能にするための手段（例えば、コネクタ又はプラグ）を含んでもよい。インターフェース回路１６は、処理ユニット１２に接続され、インターフェース回路１６により受信される情報又はデータが処理ユニット１２に供給される、及び／又は処理ユニット１２からの情報又はデータがインターフェース回路１６により送信されることを可能にする。
【0057】
インターフェース回路１６は、ＥＣＧ電極配列８からＥＣＧ信号を、及び任意で、センサ６により生成される測定値／測定信号も受信するために使用される。
【0058】
幾つかの実施形態において、インターフェース回路１６は、処理ユニット１２による処理の結果、例えば、センサ６の測定軸と被験者の基準座標系との間の前記決定された関係の表示を出力するために使用することができる。
【0059】
幾つかの実施形態において、装置１０は、この装置１０のユーザ（例えば、被験者又は被験者の介護提供者）が、（例えば、本明細書に記載される技術に従って、センサ６を被験者の基準座標系に較正する技術を開始する又は可能にするために）情報、データ及び／又は命令を装置１０に入力することを可能にする、及び／又は装置１０が、情報又はデータを被験者又は装置１０の他のユーザに出力することを可能にする、１つ以上の構成要素を含むユーザインターフェース１８を有する。ユーザインターフェース１８は、これらに限定されないが、キーボード、キーパッド、１つ以上のボタン、スイッチ又はダイヤル、マウス、トラックパッド、タッチスクリーン、スタイラス、カメラ、マイクロフォン等を含む何れかの適切な入力構成要素を有し、ユーザインターフェース１８は、これらに限定されないが、ディスプレイスクリーン、１つ以上のライト又は光学要素、１つ以上のスピーカ、振動要素等を含む何れかの適切な出力構成要素を有することができる。
【0060】
装置１０の実際的な実施は、図１に示される構成要素に対し追加の構成要素を含むことが理解される。例えば、装置１０は、バッテリのような電源、又は装置１０が主電源に接続されるのを可能にするための構成要素を含むこともできる。
【0061】
上述したように、センサ６及びＥＣＧ電極配列８は、ウェアラブルデバイス４の一部であり、ウェアラブルデバイス４は、図１に示される実施形態において、装置１０から分離されている。ウェアラブルデバイス４から装置１０にＥＣＧ信号を伝えるために、ウェアラブルデバイス４は、インターフェース回路２０を有する。このインターフェース回路２０は、装置１０のインターフェース回路１６と同じように実装されることができる。
【0062】
幾つかの実施形態において、ウェアラブルデバイス４は、このウェアラブルデバイス４の動作を制御するための処理ユニット２２を含むこともできる。この処理ユニット２２は、センサ６からのＥＣＧ信号及び／又は測定信号を装置１０に伝える前に、これらＥＣＧ信号及び／又は測定信号に何らかの前処理を行うために使用されることもでき、例えば、ＥＣＧ信号及び／又は測定信号は、ノイズ成分又はアーチファクトを低減又は除去するためにフィルタリングされることができる。処理ユニット２２は、装置１０の処理ユニット１２と同じように実装されることができる。
【0063】
ウェアラブルデバイス４の実際的な実施は、図１に示される構成要素に対し追加の構成要素を含むことが理解される。例えば、ウェアラブルデバイス４は、ウェアラブルデバイス４がポータブルであるように、電源、好ましくはバッテリ、又はウェアラブルデバイス４が主電源に接続されるのを可能にするための構成要素を含むこともできる。
【0064】
装置１０がウェアラブルデバイス４の一部であるシステム２の代替の実施形態において、１つの処理ユニット１２／２２だけがあり、測定値／信号を処理ユニット１２に伝えるためのインターフェース回路は必要ないことが分かる。
【0065】
上述したように、ＥＣＧ電極９は、被験者から複数のＥＣＧ信号を得ることを可能にするために、互いに対して所定の（すなわち、固定された）配列である。ＥＣＧ電極配列８のＥＣＧ電極９は、対称的又は非対称的に配されてよい。ＥＣＧ電極配列８は、"共通の"又は"基準の"ＥＣＧ電極９として働き、ＥＣＧ電極９の他のＥＣＧ電極と共に、順番に複数のＥＣＧ信号を得るために使用される１つ以上のＥＣＧ電極９を持ってもよいし、又はＥＣＧ電極配列８の各ＥＣＧ電極９が、夫々の対のＥＣＧ電極９の一部でもよい。本明細書に記載されるＥＣＧ電極配列８は、複数の短いリードのＥＣＧ電極配列としても知られる。３つの例示的なＥＣＧ電極配列８が図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示される。
【0066】
図２（ａ）に示されるＥＣＧ電極配列８は、９ａ、９ｂ、９ｃ及び９ｄとラベル付けした４つのＥＣＧ電極９を有する。このＥＣＧ電極配列８において、ＥＣＧ電極９ｃは、ＥＣＧ電極９ａ、９ｂ及び９ｄの各々と連動して共通／基準のＥＣＧ電極として使用される。従って、第１のＥＣＧ信号は、電極の対９ｃ及び９ａにより形成される第１のＥＣＧリードを使用して得られ、第２のＥＣＧ信号は、電極の対９ｃ及び９ｂにより形成される第２のＥＣＧリードを使用して得られ、第３のＥＣＧ信号は、電極の対９ｃ及び９ｄにより形成される第３のＥＣＧリードを使用して得られる。ＥＣＧ電極９ａ～ｄの互いに対する配列は、第１のＥＣＧリード及び第３のＥＣＧリードは互いに概ね一列に並んでいるが、第２のＥＣＧリードは、第１のＥＣＧリード及び第３のＥＣＧリードに対し概ね垂直に向けられている。
【0067】
図２（ｂ）に示されるＥＣＧ電極配列８は、９ａ～ｆとラベル付けした６つのＥＣＧ電極９を有する。このＥＣＧ電極配列８において、ＥＣＧ電極９は、概ね円形に配され、各ＥＣＧ電極９は、この配列において正反対にあるＥＣＧ電極９と対になっている。従って、第１のＥＣＧ信号は、電極の対９ａ及び９ｄにより形成される第１のＥＣＧリードを使用して得られ、第２のＥＣＧ信号は、電極の対９ｂ及び９ｅにより形成される第２のＥＣＧリードを使用して得られ、第３のＥＣＧ信号は、電極の対９ｃ及び９ｆにより形成される第３のＥＣＧリードを使用して得られる。ＥＣＧ電極９は、概ね均等に離間されているので、ＥＣＧ電極のこの配列は、各ＥＣＧリードの向きが、隣接するＥＣＧリードと約６０°異なることを意味する。
【0068】
図２（ｃ）に示されるＥＣＧ電極配列８は、９ａ～ｆとラベル付けした６つのＥＣＧ電極９を有する。このＥＣＧ電極配列８において、ＥＣＧ電極９ｆは、ＥＣＧ電極９ａ～ｅの各々と連動して共通／基準のＥＣＧ電極として使用され、これらＥＣＧ電極ａ～ｅは、この共通／基準のＥＣＧ電極９ｆの周りに放射状に配される。従って、第１のＥＣＧ信号は、電極の対９ｆ及び９ａにより形成される第１のＥＣＧリードを使用して得られ、第２のＥＣＧ信号は、電極の対９ｆ及び９ｂにより形成される第２のＥＣＧリードを使用して得られ、第３のＥＣＧ信号は、電極の対９ｆ及び９ｃにより形成される第３のＥＣＧリードを使用して得られ、第４のＥＣＧ信号は、電極の対９ｆ及び９ｄにより形成される第４のＥＣＧリードを使用して得られ、第５のＥＣＧ信号は、電極の対９ｆ及び９ｅにより形成される第５のＥＣＧリードを使用して得られる。ＥＣＧ電極９ａ～ｅは、隣接するＥＣＧリードが約３６°（１８０°／５）離れて配向されるように、ＥＣＧ電極９ｆの周りに配される。
【0069】
図２（ｂ）のＥＣＧ電極９ａ～ｆ及び図２（ｃ）のＥＣＧ電極９ａ～ｅは、（隣接するＥＣＧ電極９間の距離及び電極の対であるＥＣＧ電極９間の距離の両方に関して）均等に離間し、これは、ＥＣＧリードにより得られるＥＣＧ信号の比較をより簡単にすることができることが分かる。しかしながら、ＥＣＧ電極９間の距離を同じにしないことも可能であるが、ＥＣＧ電極９からのＥＣＧ信号を分析するとき、これらの差が考慮されるべきである。
【0070】
図２（ａ）及び２（ｃ）に示される２つのＥＣＧ電極配列８は、非対称であるため、これらのＥＣＧ電極配列８が、特定の向きで又は特定の向きの範囲内にある向きで、被験者に着用又は携帯されることが必要である、或いは有用であることが理解される。この又はこれらの向きは、以下の説明から明らかとなる。図２（ｂ）に示されるＥＣＧ電極配列８は対称であるので、ＥＣＧ電極配列８が被験者に携帯又は着用される向きに関する如何なる制限もない。
【0071】
上述したように、本明細書に記載される技術は、ＥＣＧ電極配列８により得られるＥＣＧ信号に基づいて、ウェアラブルデバイス４の向き、従って、ウェアラブルデバイス４にあるセンサ６の向きを自動的に特定するための解決策を提供する。様々な実施形態において、ＥＣＧ電極配列８により得られるＥＣＧ信号は、いわゆる"ＱＲＳ軸"の方向を特定するために使用される。この方向は、房室結節(atrio-ventricular node)と、心室の尖部とを結ぶ心臓のセグメントに対応する。ＱＲＳ軸は、（その向きは、被験者の母集団から導出される標準値である、又は被験者に特有とすることができる）被験者の身体において既知の向きを持ち、ＱＲＳ軸に対するＥＣＧ電極配列８の向きに関する情報は、例えば被験者の身体の尾部から頭部まで延びる軸である身体の尾頭方向(caudo-cranial direction)のような、被験者の基準座標系の他の軸に対するＥＣＧ電極配列８の向きを決定することを可能にする。例えば、平均的な被験者の場合、ＱＲＳ軸５４は、典型的には、尾頭方向軸から３８°左にある。ＥＣＧ電極配列８に対するセンサ６の測定軸の既知の向き、及び被験者の基準座標系に対するＥＣＧ電極配列８の決定される向きが、センサ６の測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定することを可能にする。
【0072】
以下の説明において、センサ６は加速度計であるが、センサ６が別の種類のセンサである実施形態においてもこの技術が適用可能であることが理解される。以下の説明において、被験者の基準座標系の関連する軸は、尾頭方向軸であるが、被験者の基準座標系の他の軸にもこの技術が適用可能であることも理解される。
【0073】
図３のフローチャートは、一実施形態による加速度計からの測定値を較正する例示的な方法を示す。前記方法のステップの１つ以上は、必要に応じて、センサ（加速度計）６、ＥＣＧ電極配列８、メモリユニット１４、インターフェース回路１６及びユーザインターフェース１８の何れかと連動して、装置１０の処理ユニット１２により行われる。処理ユニット１２は、例えばメモリユニット１４のようなコンピュータ可読媒体に記憶されるコンピュータプログラムコードの実行に応答して、１つ以上のステップを行うことができる。
【0074】
最初に、ウェアラブルデバイス４が、被験者により着用又は携帯される（例えば、胸部バンドを用いて被験者に着用されるか、又は接着剤等を用いて皮膚に取り付けられる）。被験者に対するウェアラブルデバイス４の向きは分かっていない。ステップ３０２において、ＥＣＧ電極配列８におけるＥＣＧ電極９の対（ＥＣＧリード）の各々から、ＥＣＧ信号が得られる。ステップ３０４及び３０６において、ＱＲＳ軸は、ＥＣＧリードにより検知されるように、心周期中の心室の電気的活動を規定する、最小のＱＲＳ群を提供する、及び非分極でもある（すなわち、このＥＣＧ信号におけるＱＲＳ群の正及び負の成分は、値が類似している）ＥＣＧリードに垂直な方向として決定される。任意であるステップ３０８において、矢状面（すなわち、身体を左部分と右部分とに分割する面）における前記尾頭方向に対するＱＲＳ軸の角度が決定される。（任意である）ステップ３１０において、異なるＥＣＧリードからのＥＣＧ信号間におけるＱＲＳ群の傾向、例えば振幅及び極性の変化が決定される。（ステップ３１０が行われると行われる）ステップ３１２において、身体の解剖学的な左（又は右）方向を特定するために、ＱＲＳ軸の符号（極性）が決定される。ステップ３１４において、加速度計６の測定軸が尾頭方向軸と（及び任意で、ステップ３１０及び３１２が行われる場合、身体の内外左前方向とも）"並べられる"ことを可能にする回転行列（又は他の関係）が決定される。最後に、ステップ３１６において、前記決定された回転を使用して、加速度計の測定値を被験者の基準座標系に変換する（例えば、測定値が尾頭方向軸に対して示されるように測定値を変換する）。その代わりに、ステップ３１６において、加速度計の測定値を分析するために使用される、被験者の基準座標系の事前に設定された計算モデル（例えば、加速度計の測定値から被験者の姿勢を決定するために使用される一組のルール又はパラメータ）は、この回転された計算モデルを用いて加速度の測定値が評価されるように、加速度計６の基準座標系に回転される。
【0075】
従って、ステップ３０２において、複数の方向に向けられたＥＣＧリードからＥＣＧ信号が得られる。ＥＣＧ電極９の配列によって、ＥＣＧリードは、被験者の身体に対して異なる向きからＥＣＧ形態学的データを得ることができる。図４及び図５は、被験者の身体上の夫々の第１及び第２の向きにおける図２（ｃ）のＥＣＧ電極配列８、並びにこのＥＣＧ電極配列８により得られる対応するＥＣＧ信号の例示である。
【0076】
特に、図４及び図５は、被験者５０の一部（胴体）の輪郭及び心臓５２の輪郭を示す。心臓５２のＱＲＳ軸は矢印５４で示され、この軸は、典型的な被験者５０に対し、被験者５０の基準座標系において概ね左下に向けられている。被験者５０の尾頭方向軸は矢印５６で示されている。
【0077】
図４において、図２（ｃ）のＥＣＧ電極配列８は、（ＥＣＧ電極９ｂ及び９ｆから構成される）第２のＥＣＧリードが、ＱＲＳ軸５４と最も平行に近く、（ＥＣＧ電極９ｄ及び９ｆから構成される）第４のＥＣＧリードが、ＱＲＳ軸５４と最も垂直に近いような第１の向きで被験者５０に着用されている。第１から第５のＥＣＧリードの各々により得られるＥＣＧ信号は、図４に夫々（ａ）～（ｅ）とラベル付けした信号のグラフに示される。これらのグラフにおいて、振幅軸及び時間軸がラベル付けられていないが、これらのグラフは同じ振幅及び時間スケールを共有している。
【0078】
図４におけるＥＣＧ信号のグラフから、第４のＥＣＧリードにより得られるＥＣＧ信号が、最も小さく、最も少なく分極したＱＲＳ群を持つことが分かる。これは、ＥＣＧ電極９ｄ及び９ｆを相互接続する仮想軸（第４のＥＣＧリード）が、ＱＲＳ軸５４に最も直交していることを示す。
【0079】
図５において、図２（ｃ）のＥＣＧ電極配列８は、（ＥＣＧ電極９ａ及び９ｆから構成される）第１のＥＣＧリード及び（ＥＣＧ電極９ｅ及び９ｆから構成される）第５のＥＣＧリードが、ＱＲＳ軸５４に略平行であり、逆平行であるような第２の向きで被験者５０に着用されている。この第２の向きにおいて、（ＥＣＧ電極９ｃ及び９ｆから構成される）第３のＥＣＧリードが、ＱＲＳ軸５４に最も垂直に近い。第２の向きにおける第１～第５のＥＣＧリードの各々により得られるＥＣＧ信号は、図５に夫々（ａ）～（ｅ）とラベル付けした信号のグラフに示される。これらのグラフにおいて、振幅軸及び時間軸がラベル付けられていないが、これらのグラフは同じ振幅及び時間スケールを共有している。
【0080】
図５におけるＥＣＧ信号のグラフから、第３のＥＣＧリードにより得られるＥＣＧ信号は、最も小さく、最も少なく分極したＱＲＳ群を持つことが分かる。これは、ＥＣＧ電極９ｃ及び９ｆを相互接続する仮想軸（第３のＥＣＧリード）が、ＱＲＳ軸５４に最も直交していることを示す。さらに、ＥＣＧ信号を第１のＥＣＧリードから第５のＥＣＧリードまで順番に見るとき、ＱＲＳ群は正から負に大きく動くことに気が付く。この情報は、第３のＥＣＧリードの仮想軸に垂直な軸（ここで、第３のＥＣＧリードの仮想軸に垂直な軸は、ＱＲＳ軸に対応すると考えられる）が、加速度計６の左側又は右側に向けられているかを特定するために使用される。これは、ＱＲＳ軸５４がほとんどの場合、身体の左側を向いていると仮定すると、被験者５０の身体の内外左方向を決定する。
【0081】
ＥＣＧ信号が得られると、ステップ３０４において、ＥＣＧ信号が分析され、各々のＥＣＧ信号における電圧の最大値及び最小値が決定される。この目的は、ＱＲＳ群に一致する（又は最も一致する）ＥＣＧ信号を特定することであり、従って、"最も等電"であるＥＣＧリード、すなわち、最も小さいＱＲＳ群を持ち、その群に対し、（絶対的には）最大値及び最小値が最も類似しているＥＣＧリードを特定することである。
【0082】
ステップ３０４において、最も等電であるＥＣＧリードが決定された後、ステップ３０６において、最も等電であるＥＣＧリードに関連付けられる仮想軸に垂直な方向を決定することにより、ＱＲＳ軸５４を特定することができる。例えば、図５を参照すると、第３のＥＣＧリードが最も等電であるＥＣＧリードであり、従って、ＱＲＳ軸５４の方向は、ＥＣＧ電極９ｃ及び９ｆを相互接続する仮想軸に対して垂直であると決定される。
【0083】
ＥＣＧ電極配列８のＥＣＧ電極９の数及びＥＣＧ電極の夫々の互いに対する配列に依存して、実際のＱＲＳ軸５４が２つの隣接するＥＣＧリード間のどこかに入ることが可能であることが理解される。従って、代替の手法において、最も等電であるＥＣＧリードは、ステップ３０４において、（２番目に低いＱＲＳ振幅を持つ２つの隣接するＥＣＧリードの一方であるべきである）次に最も等電であるリードと一緒に特定される。ＱＲＳ軸５４に直交すると考えられる中間の仮想軸は、２つの最も等電であるＥＣＧリードの仮想軸の幾何平均（又は加重平均）として決定される。この中間の仮想軸は、ＱＲＳ軸５４に直交する方向の良好な近似を提供する傾向がある。
【0084】
この代替の手法の一例として、図４において、第４のＥＣＧリードが最も等電であるＥＣＧリードと考える。第４のＥＣＧリードは、第５のＥＣＧリードから４５°の向きとする。第４のＥＣＧリードに対するＱＲＳ群は、４００ｍＶの振幅（－２００ｍＶから＋２００ｍＶ）を示し、（第５のＥＣＧリードから９０°の向きとする）隣接する第３のＥＣＧリードは、６００ｍＶのＱＲＳ振幅（－２００ｍＶから＋４００ｍＶ）を示す。従って、（すなわち、ＱＲＳ軸５４と直交するであろうＥＣＧリードの方向に一致する）中間の仮想軸は、第３のＥＣＧリードと第４のＥＣＧリードの間にあり、２つのＥＣＧリードのＱＲＳ群の振幅に比例する角度を持つ。この中間の仮想軸の（αＩＳＯで示される）角度は、最も低いＱＲＳ振幅を持つ２つの隣接するＥＣＧリード（第３のＥＣＧリード及び第４のＥＣＧリード）からなる角度の加重平均として決定される。与えられる例によれば、第４のＥＣＧリードが最も低いＱＲＳ群を持ち、第３のＥＣＧリードが２番目に低いＱＲＳ群を持つ。従って、αＩＳＯは、
αＩＳＯ＝αｆｃ＋Ｖｆｃ／（Ｖｆｄ＋Ｖｆｃ）．（αｆｄ－αｆｃ） （１）
で与えられる。ここで、αｆｃは、センサ６の測定軸に対する（すなわち、ＥＣＧ電極９ｃ及び９ｆから構成される）第３のＥＣＧリードの角度であり、αｆｄは、センサ６の測定軸に対する（すなわち、ＥＣＧ電極９ｄ及び９ｆから構成される）第４のＥＣＧリードの角度であり、Ｖｆｃは、第３のＥＣＧリードにより測定されるＱＲＳ群の電圧であり、Ｖｆｄは、第４のＥＣＧリードにより測定されるＱＲＳ群の電圧である。上述したように、中間の仮想軸の角度（αＩＳＯ）は、ウェアラブルデバイス４の基準座標系におけるＱＲＳ軸５４に垂直な軸の角度を表す。
αＩＳＯ＝αｆｃ＋Ｖｆｃ／（Ｖｆｄ＋Ｖｆｃ）．（αｆｄ－αｆｃ） （１）
で与えられる。ここで、αｆｃは、センサ６の測定軸に対する（すなわち、ＥＣＧ電極９ｃ及び９ｆから構成される）第３のＥＣＧリードの角度であり、αｆｄは、センサ６の測定軸に対する（すなわち、ＥＣＧ電極９ｄ及び９ｆから構成される）第４のＥＣＧリードの角度であり、Ｖｆｃは、第３のＥＣＧリードにより測定されるＱＲＳ群の電圧であり、Ｖｆｄは、第４のＥＣＧリードにより測定されるＱＲＳ群の電圧である。上述したように、中間の仮想軸の角度（αＩＳＯ）は、ウェアラブルデバイス４の基準座標系におけるＱＲＳ軸５４に垂直な軸の角度を表す。
【0085】
任意であるステップ３０８において、ウェアラブルデバイス４の基準座標系における尾頭方向軸５６の方向は、ステップ３０６において特定された最も等電であるＥＣＧリードに垂直な方向に、回転角を適用することにより決定される。従って、ウェアラブルデバイス４に対する尾頭方向軸５６の（αＣＡＵＤＯ－ＣＲＡＮＩＡＬと表される）角度は、
αＣＡＵＤＯ－ＣＲＡＮＩＡＬ＝αＩＳＯ－π／２－αＱＲＳａｘ （２）
で与えられる。ここで、αＱＲＳａｘは、ＱＲＳ軸５４と尾頭方向軸５６との間の角度である。典型的な被験者の場合、αＱＲＳａｘは、尾頭方向軸から３８°左にある。幾つかの実施形態において、αＱＲＳａｘの値は、被験者に個別化することができる。特に、心臓の向き、従って被験者の基準座標系におけるＱＲＳ軸５４の向きは、例えば、被験者の体重、ＢＭＩ及び／又は他の要因、例えばＱＲＳ軸５４と尾頭方向５６との間の角度に影響を及ぼす疾患状態（例えば、心不全、心筋症及び構造的心疾患）に従って、被験者によって異なる。幾つかの実施形態において、３本のリード又は１２本のリードのＥＣＧ検査による情報は、被験者の基準座標系におけるＱＲＳ軸５４の角度（αＱＲＳａｘ）を正確に決定するために使用される。
αＣＡＵＤＯ－ＣＲＡＮＩＡＬ＝αＩＳＯ－π／２－αＱＲＳａｘ （２）
で与えられる。ここで、αＱＲＳａｘは、ＱＲＳ軸５４と尾頭方向軸５６との間の角度である。典型的な被験者の場合、αＱＲＳａｘは、尾頭方向軸から３８°左にある。幾つかの実施形態において、αＱＲＳａｘの値は、被験者に個別化することができる。特に、心臓の向き、従って被験者の基準座標系におけるＱＲＳ軸５４の向きは、例えば、被験者の体重、ＢＭＩ及び／又は他の要因、例えばＱＲＳ軸５４と尾頭方向５６との間の角度に影響を及ぼす疾患状態（例えば、心不全、心筋症及び構造的心疾患）に従って、被験者によって異なる。幾つかの実施形態において、３本のリード又は１２本のリードのＥＣＧ検査による情報は、被験者の基準座標系におけるＱＲＳ軸５４の角度（αＱＲＳａｘ）を正確に決定するために使用される。
【0086】
ステップ３１０において、一連のＥＣＧリードを通るＱＲＳ信号（ＱＲＳ群）の極性の変化が決定される。例えば、図２（ｃ）のＥＣＧ電極配列８を考えてみると、第５のＥＣＧリードまでを第１のＥＣＧリードと考えるとき、ＱＲＳ群が、よりマイナスになるか、又はよりプラスになる傾向を示す場合、これは、ＱＲＳ軸５４が、第１のＥＣＧリード又は第５のＥＣＧリードにより規定される仮想軸により向かって配向されているかどうかを示すことができる。この情報は、ＱＲＳ軸の角度（αＱＲＳａｘ）の符号を調整し、解剖学的左方向を特定する（工程３１２）ために使用される。
【0087】
（被験者の基準座標系におけるウェアラブルデバイス４の向き（角度）と概念上は同じである）ウェアラブルデバイス４の基準座標系において、尾頭方向の角度及び内外左方向が、決定されると、ステップ３１４において、加速度計６の基準座標系で得られる加速度の測定値が、被験者の基準座標系（すなわち、ＱＲＳ軸５４、尾頭方向軸５６又は被験者の基準座標系における他の何れかの所望する軸）に回転されることを可能にする回転行列（Ｒ）を決定することができる。従って、この回転行列は、加速度計６の各軸が、例えば、被験者の基準座標系における尾頭方向、内外方向及び前方向の加速度を測定しているように、加速度の測定値が効果的に処理されることを可能にする。身体の前方向は、ウェアラブルデバイス４に垂直であり、ウェアラブルデバイス４から外側に向いていると仮定されることに留意されたい。
回転行列Ｒは
で与えられる。
回転行列Ｒは
【数1】
【0088】
従って、加速度計６は、被験者の人体測定軸に対して（ウェアラブルデバイス４の平面内で）較正され、配向されることができる。
【0089】
幾つかの実施形態において、ＥＣＧ電極配列８は、被験者の１つ以上の生理学的特性、例えば心拍数、心拍変動又は（血圧を推定するために使用され得る）脈波到達時間（ＰＡＴ）を決定するのにも使用される。この場合、最も大きい最大電圧を供給するＥＣＧリードからのＥＣＧ信号のみを分析し、前記生理学的特性の値を決定する。図５の例において、このＥＣＧリードは、ＥＣＧ電極９ｅ及び９ｆから構成されるものである。
【0090】
幾つかの実施形態において、ＥＣＧ電極配列８により得られるＥＣＧ信号は、被験者５０に対するウェアラブルデバイス４の向きが決定されると、被験者の心臓５２に対する、被験者５０の身体上のウェアラブルデバイス４の位置を推定するために使用することもできる。これは、図５を参照して説明される。図５において、（ＥＣＧ電極９ａ及び９ｆから構成される）第１のＥＣＧリード並びに（ＥＣＧ電極９ｅ及び９ｆから構成される）第５のＥＣＧリードは、合わせて１つの直線を形成し、言い換えると、第１のＥＣＧリードは、第５のＥＣＧリードと同じ方向にある。ＥＣＧ電極配列８が、図５に示される被験者５０の身体上の位置及び向きにあるとき、（第１のＥＣＧリードにより測定されるＱＲＳ群の電圧である）Ｖｆａの大きさは、（第５のＥＣＧリードからの）Ｖｅｆの大きさよりも小さく、これは図５のグラフ（ａ）及び（ｅ）から分かる。上述したように、被験者５０上のウェアラブルデバイス４の向きを決定したことに連動して、Ｖｅｆの大きさがより大きいことは、ＥＣＧ電極９ａがＥＣＧ電極９ｅよりも心臓５２から離れていることを意味し、従って、ウェアラブルデバイス４は、心臓５２よりも高い位置に置かれている。ウェアラブルデバイス４の位置に関する情報は、（被験者が女性である場合の胸の形状を含む）胸部の形状が分かっているときに使用することができる。例えば、胸の場合、ウェアラブルデバイス４が心臓よりも上の高い位置に配されるとき、尾頭方向軸５６に対する皮膚の角度は小さくなる。尾頭方向軸５６に対する皮膚（及び、従ってウェアラブルデバイス４）の角度に関する情報は、被験者５０の姿勢をより正確に決定するために使用される。
【0091】
図６のフローチャートは、本明細書に記載される技術に従ってセンサ６を較正する一般的な方法を示す。前記方法のステップの１つ以上は、必要に応じて、センサ６（例えば加速度計）、ＥＣＧ電極配列８、メモリユニット１４、インターフェース回路１６及びユーザインターフェース１８の何れかと連動して、装置１０の処理ユニット１２により行われる。処理ユニット１２は、例えばメモリユニット１４のようなコンピュータ可読媒体に記憶されるコンピュータプログラムコードの実行に応答して、１つ以上のステップを実行することができる。
【0092】
上述したように、ＥＣＧ電極配列８の３つ以上のＥＣＧ電極９は、互いに対して所定の配列であり、センサ６は、ＥＣＧ電極配列８に対して所定の向きの測定軸を持つ。ＥＣＧ電極９の互いに対する所定の配列に関する情報は、メモリユニット１４に記憶される。所定のＥＣＧ電極９に対する前記センサ６の測定軸の所定の向きに関する情報も、メモリユニット１４に記憶される。
【0093】
最初のステップであるステップ６０２において、処理ユニット１２は、夫々のＥＣＧ電極９の対により得られるＥＣＧ信号に基づいて、被験者５０の基準座標系におけるＥＣＧ電極配列８の向きを決定する。
【0094】
ステップ６０２は、処理ユニット１２の制御下で、ＥＣＧ電極配列８を用いてＥＣＧ信号が得られるサブステップを有することができる。この場合、少なくとも、このステップ６０２のサブステップは、ウェアラブルデバイス４が被験者５０に携帯又は着用されている間に行われることができ、処理ユニット１２は、（装置１０がウェアラブルデバイス４の一部である実施形態では）ＥＣＧ電極配列８から直接、又は（装置１０がウェアラブルデバイス４から分離している実施形態では）装置１０のインターフェース回路１６及びウェアラブルデバイス４のインターフェース回路２０を介して、ＥＣＧ信号を得ることができる。その代わりに、ステップ６０２は、メモリ又は記憶装置（例えば、メモリユニット１４）から事前に得られたＥＣＧ信号が取り出されるか、又は別の構成要素又はデバイス（例えば、ウェアラブルデバイス４）から受信され、分析されるサブステップを有することができる。この場合、これらＥＣＧ信号は、処理ユニット１２又は（ウェアラブルデバイス４が装置１０から分離している場合）ウェアラブルデバイス４の制御下で、ＥＣＧ電極配列８により得られてもよい。この場合においても、少なくとも、このステップ６０２のサブステップは、ウェアラブルデバイス４が被験者５０に（まだ）携帯又は着用されている間に行われることができるか、又は（例えば、ＥＣＧ信号の分析及びセンサ６の較正がオフラインで行われる実施形態において）ウェアラブルデバイス４がもはや被験者５０に着用又は携帯されていない後の時間に行われることができる。
【0095】
何れの場合においても、ＥＣＧ電極配列８において規定されるＥＣＧリードの各々に対し、夫々のＥＣＧ信号が得られる。これらＥＣＧ信号は、（ＥＣＧ測定の間でウェアラブルデバイス４の向きに変化がないことを確実にするために）全て同じ時間期間に関連付けることができる。その代わりに、ウェアラブルデバイス４の向きが時間の経過と共に変化する可能性が低い場合、すなわち、ウェアラブルデバイス４を着用したら、被験者５０に対するウェアラブルデバイス４の向きが変化しない場合、例えば、胸部ストラップ又はバンドを介して、ウェアラブルデバイス４が被験者５０に取り付けられる場合、ＥＣＧリードの各々に対し得られる夫々のＥＣＧ信号は、全て同じ時間期間に関連付ける必要はない。
【0096】
ステップ６０２において、処理ユニット１２は、ＥＣＧ信号を分析して、特定のＥＣＧ信号特性、例えばＱＲＳ群又はＲピークを示す或いは最もよく示す１つ以上のＥＣＧ電極９の対（すなわち、１つ以上のＥＣＧリード）を特定する。ＥＣＧ電極配列８における前記特定されたＥＣＧリードの向きは、特定のＥＣＧ特性が（必要に応じて）最も強い又は最も弱い、被験者５０の心臓５２に関連付けられる基準軸（例えば、ＱＲＳ軸）の向きと同様に知られており、これは、被験者５０の基準座標系におけるＥＣＧ電極配列８の向きが決定され得ることを意味する。
【0097】
従って、幾つかの実施形態において、処理ユニット１２は、ＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号が所定のＥＣＧ信号特性に関する基準を満たしている、ＥＣＧ電極配列８におけるＥＣＧ電極９の対を特定し、この特定されたＥＣＧ電極の対のＥＣＧ電極９により規定される第１の仮想軸と、基準軸と所定のＥＣＧ信号特性との間の関係とに基づいて、被験者５０の基準座標系に対するＥＣＧ電極配列８の向きを決定することにより、ＥＣＧ電極配列８の向きを決定する。
【0098】
センサ６の較正により高い精度が望まれる場合、ＥＣＧ電極配列８が少数のＥＣＧリードを規定する場合、及び／又はＥＣＧ電極配列８により規定されるＥＣＧリードの向きの間の差が比較的大きい場合に有用である代替の実施形態において、基準軸は、２つの隣接するＥＣＧ電極９の対により規定される仮想軸の間にあり、精密な仮想軸が決定されるべきであると仮定することができる。従って、処理ユニット１２は、夫々のＥＣＧ信号が、所定のＥＣＧ信号特性に関する基準を最も満たしている、ＥＣＧ電極配列８の２つの隣接するＥＣＧ電極９の対を特定し、これら２つの隣接するＥＣＧ電極の対の仮想軸の間にある軸として、（基準軸に一致する）第１の仮想軸を決定することにより、ＥＣＧ電極配列８の向きを決定する。次に、被験者５０の基準座標系に対するＥＣＧ電極配列８の向きは、第１の仮想軸と、基準軸と所定のＥＣＧ信号特性との間の関係とに基づいて決定される。
【0099】
上記の実施形態の組の何れにおいても、所定のＥＣＧ信号特性は、ＱＲＳ群であり、基準は、最小のＱＲＳ群、及び／又は最大の電圧振幅及び最小の電圧振幅における最小の差を持つＥＣＧ信号によって満たされる又は最も満たされる。これらの実施形態において、被験者５０の基準座標系における基準軸は、被験者５０の心臓５２のＱＲＳ軸５４とすることができる。被験者５０の基準座標系におけるウェアラブルデバイス４の向きを決定する際、第１の仮想軸は、ＱＲＳ軸に垂直又は略垂直であると考えられる。
【0100】
上記の実施形態の組の何れにおいても、所定のＥＣＧ信号特性は、Ｒピークであり、基準は、最大のＲピーク、及び／又は最大の電圧振幅及び最小の電圧振幅における最大の差を持つＥＣＧ信号よって満たされる或いは最も満たされる。これらの実施形態において、被験者５０の基準座標系の基準軸は、被験者５０の心臓５２のＱＲＳ軸５４とすることができる。被験者５０の基準座標系におけるウェアラブルデバイス４の向きを決定する際、第１の仮想軸は、ＱＲＳ軸に平行又は略平行であると考えられる。
【0101】
ステップ６０２において、被験者５０の基準座標系におけるウェアラブルデバイス４／ＥＣＧ電極配列８の向きが決定されると、ステップ６０４において、処理ユニット１２は、センサ６の測定軸と被験者５０の基準座標系との間の関係を決定する。この関係は、ステップ６０２において決定された被験者の基準座標系におけるＥＣＧ電極配列８の向き、及びＥＣＧ電極配列８に対するセンサ６の測定軸の所定の（既知の）向きに基づいて決定される。幾つかの実施形態において、このステップは、（１つ以上の角度として表すことができる）ＥＣＧ電極配列８に対するセンサ６の測定軸の所定の向きを、ステップ６０２において決定された向きに適用するステップを有することが理解される。この関係は、被験者５０の基準座標系（又は被験者５０の基準座標系における軸、例えばＱＲＳ軸５４又は尾頭方向軸５６）の間における回転として決定される。この回転は、被験者５０の基準座標系又はセンサ６の基準座標系における１つ以上の軸に対する１つ以上の回転角として、又は回転行列として表すことができる。
【0102】
基準軸がＱＲＳ軸５４である上記実施形態において、前記方法は、前記基準を最も満たしているＥＣＧ電極の対により得られるＥＣＧ信号の極性を決定する処理ユニット１２をさらに有する。この極性は、ＥＣＧ電極配列８の基準座標系におけるＱＲＳ軸の向きを示し、従って、処理ユニット１２は前記極性を使用して、被験者の左側及び右側に対するＥＣＧ電極配列８の向きを決定することができる。これらの実施形態において、処理ユニット１２は、ステップ６０４において、被験者の左側及び右側に対する前記決定されたＥＣＧ電極配列８の向きに基づいて、センサ６の測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定することができる。
【0103】
幾つかの場合において、被験者５０の基準座標系における基準軸の向きは、被験者によって異なる。すなわち、ある被験者の尾頭方向軸５６に対するＱＲＳ軸５４の向きは、他の被験者の向きと異なってもよい。従って、ステップ６０１において、被験者５０の基準座標系に対するウェアラブルデバイス４／ＥＣＧの向きは、被験者の１つ以上の生理学的特性、及び／又は被験者の臨床情報、例えば被験者５０におけるＱＲＳ軸５４の向き又は被験者の心臓５２の向きを考慮に入れることができる。他の実施形態において、ＱＲＳ軸５４の向きは、被験者５０の身体に対して標準的な向き、例えば尾頭方向軸５６から３８°左であると仮定することができる。
【0104】
幾つかの場合において、ウェアラブルデバイス４の向きは、（特に、ウェアラブルデバイス４が胸に携帯又は着用される、及び／又は被験者５０が太り過ぎの場合）被験者５０の胸部の形状により影響を受ける可能性があり、従って、幾つかの実施形態において、処理ユニット１２は、ステップ６０４において、ウェアラブルデバイスが着用される被験者の身体の一部の形状に基づいて、センサ６の測定軸と被験者の基準座標系との間の関係を決定することができる。特に、ウェアラブルデバイス４が上胸部に着用されるとき、心臓がその面上にある矢状面と、ウェアラブルデバイス４が着用され、ＥＣＧ信号が測定される身体の表面との間の角度を特定するために、胸部の形状が考慮される。従って、矢状面の最終的な向きは、被験者の基準座標系における尾頭方向軸又は他の軸の方向に対して、皮膚の曲率に比例する角度だけ傾斜させることができる。別の例として、ウェアラブルデバイス４が、左下の肋骨の高さで鎖骨中央に装着されるとき、この場所における身体の形状は、ウェアラブルデバイス４が着用され、ＥＣＧ信号が測定される身体の表面と、矢状面、前頭面（すなわち、身体を前部分と後部分とに分割する平面）並びに横断面（すなわち、身体を上部分と下部分とに分割する平面）の夫々との間の角度を特定するために考慮される。従って、矢状面、前頭面及び横断面の最終的な向きは、被験者の基準座標系における尾頭方向軸又は他の軸の方向に対して、皮膚の曲率に比例する角度だけ傾斜させることができる。
【0105】
上述したように、ステップ６０４において決定される関係は、（すなわち、センサ６又は被験者の）ある基準座標系から、（すなわち、被験者又はセンサ６の）他の基準座標系への回転である。この回転は、センサ６の基準座標系におけるセンサ６により得られる測定値を回転させて、被験者５０の基準座標系にするために使用される。その代わりに、この回転は、センサ６からの測定値が回転されるパラメータ及び／又はルールを用いて評価されるように、被験者５０の基準座標系において定義された１つ以上のパラメータ及び／又はルールを回転させて、センサ６の基準座標系にするために使用される。
【0106】
例えば、前記１つ以上のパラメータ及び／又はルールは、加速度の測定値から被験者５０の姿勢を決定するために使用され、第１のルールは、加速度が、被験者５０の基準座標系における（例えば、ｚ軸に沿った）垂直方向である場合、被験者５０は立っていることであり、第２のルールは、加速度が、被験者５０の基準座標系における（例えば、ｙ軸に沿った）水平（前）方向である場合、被験者５０は仰臥位であり、第３のルールは、加速度が、被験者５０の基準座標系における（例えば、ｘ軸に沿った）水平（横）方向である場合、被験者５０は横たわっていることである。ステップ６０４において決定される回転は、前記ルールを回転させて、加速度計６の基準座標系にするために使用される。
【0107】
幾つかの実施形態において、図６の方法は、処理ユニット１２が、センサ６から測定値を取得する又は得るステップ６０６をさらに有する。センサ６は、ウェアラブルデバイス４が被験者５０により携帯又は着用されている間、被験者５０を測定する。被験者の測定値は、（ＥＣＧ信号が関連している同じ時間期間である）ある時間期間中の被験者に関連している。ステップ６０６において、処理ユニット１２は、（装置１０がウェアラブルデバイス４の一部である実施形態では）センサ６から直接、又は（装置１０がウェアラブルデバイス４から分離している実施形態では）装置１０のインターフェース回路１６及びとウェアラブルデバイス４のインターフェース回路２０を介して、測定値を得ることができる。その代わりに、ステップ６０６は、処理ユニット１２が、メモリ或いは記憶装置（例えば、メモリユニット１４）から以前に得たセンサ測定値を得る又は取り出すこと、又は他の構成要素或いはデバイス（例えば、ウェアラブルデバイス４）から受信されることを有する。この場合、これらの測定値は、処理ユニット１２又は（ウェアラブルデバイス４が装置１０から分離している場合）ウェアラブルデバイス４の制御下で、センサ６により得られてもよい。
【0108】
幾つかの実施形態において、ステップ６０８において、ステップ６０４において決定された回転が、センサ６から取得した測定値に適用され、この取得した測定値を回転させて、被験者５０の基準座標系にすることができる。次に、回転した測定値は、被験者５０の基準座標系に対して定義される１つ以上のパラメータ及び／又はルールを用いて評価される。例えば、１つ以上のパラメータ及び／又はルールは、被験者の姿勢を決定するためのものである。
【0109】
ステップ６０８の代替の実施形態において、ステップ６０４において決定された回転は、１つ以上のパラメータ及び／又はルールに適用され、１つ以上のパラメータ及び／又はルールを回転させて、センサ６の基準座標系にすることができる。次いで、取得した測定値は、回転された１つ以上のパラメータ及び／又はルールを用いて評価される。例えば、１つ以上のパラメータ及び／又はルールは、被験者の姿勢を決定するためのものである。
【0110】
従って、上述技術は、センサを較正するための既存の技術における制限の少なくとも幾つかが対処されることを提供する。特に、センサ６を有するウェアラブルデバイス４が、何れかの向きで被験者５０の上に置かれ、そして、その向きを決定し、故に、その向きを考慮してセンサ６を較正することができる。さらに、ウェアラブルデバイス４に対する、被験者５０の心臓５２のＱＲＳ軸５４の向きを決定する（任意で、被験者５０の尾頭方向軸５６の向きを決定する）こと、及びこの決定された向きに基づいて、ウェアラブルデバイス４のセンサ６を較正することは、より信頼性があり、より正確なセンサ６の較正を提供する。さらに、センサ６の較正は、ウェアラブルデバイス４の向きの事前の知識を持つことなく、ＥＣＧ電極配列８におけるＥＣＧ電極９の向き及び配列、並びにセンサ６の測定軸に対するＥＣＧ電極配列８の向きだけで達成することができる。較正は、被験者５０が、何らかの特定の活動又は動き（例えば、直立歩行）を行うことを必要とすることなく達成されることもできる。
【0111】
故に、本明細書において、センサを較正するための改善された技術が提供され、この技術が既存の技術に関連する制限に対処する。
【0112】
「するために配される」という表現は、「するための手段を有する」、「に適応する」又は「するように構成される」のような表現と同等であることを意味し、前記装置が単に特定のタスクに適しているわけではないことを示すのに役立つ。
【0113】
開示される実施形態に対する変形例は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の検討から、本明細書に記載される原理及び技術を実施する際に当業者により理解及び実施され得る。請求項において、「有する」という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、要素が複数あることを述べなくても、その要素が複数あることを排除するものではない。単一の処理器又は他のユニットが、請求項に挙げられる幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。ある特定の方法が互いに異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に使用され得ないことを示さない。コンピュータプログラムは、例えば、他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に記憶或いは配布されてよいが、例えば、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介してのような他の形態で配布されてもよい。請求項における如何なる参照符号も、その範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【図1】
【図2(a)】
【図2(b)】
【図2(c)】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】