【発明の詳細な説明】 血液成分値の最良な評価を得るために調停し， 高調波を除去するための方法および装置 本発明は，生理学的なパラメータを測定するために，とくに信頼性が評価できるように，データを処理する方法および装置に関する。とくに，最良な血液成分値の評価を得るために調停し，かつ高調波を除去する方法および装置に関する。 パルス酸素計は典型的に，動脈決内のヘモグロビンの酸素濃度および脈拍数を含む，種々の血液流の特徴を測定し，表示する。酸素計は，指，耳のような血液が灌流する組織に光を通過させ，組織の光吸収を光電的に検知する。吸収光の量は，つぎに測定されるべき血液成分（たとえば，酸化ヘモグロビン）の量を計算するために使用される。 血液酸素飽和レベルを計算する技術は，参照番号がP2l977Aである，データ信号を適応して平均化する方法および装置と題する特許出願として出願された，国際特許の出願第IB96/ に開示されている。この出願書類に開示された発明のこれらの特徴に関する情報は，参考文献として本明細書に組み入れられる。開示の技術は種々の重みをいろいろな測定に付与することに関し，重みが付けられた測定は，フィルターにかけられた測定を得るために平均化される。血液酸素測定を計算するためにKalmanフィルタリング技術が使用されている。Kalmanフィルタリングにより，パラメータが時間とともに変化するときパラメータを最小自乗でフィットさせることができる。 ヘモグロビンの血液酸素飽和レベルの他の計算技術(ノイズ効果を減少させるために，調和フィルターが使用される)が，“調和してデータをフィルターにかける方法および装置”と題する，本出願と同じに行った国際出願IB/ （参照番号P21977Ｄ）に開示されている。その出願に開示された本発明のこれらの特徴に関する情報は,この出願の明細書に参考文献として組み入れられる。 脈拍数を決定する技術が，“脈拍数および飽和度を測定するための方法および装置”と題する本出願と同じに行った国際出願IB96/ （参照番号P21988B）に開示されている。その出願に開示された本発明のこれらの特徴に関する情報は，この出願の明細書に参考文献として組み入れられる。その出願に開示された技術は，基本および関連周波数に対応する信号エネルギーを分離するためにカムフィルター（comb filter）の使用に関する。 本発明は，生理学的パラメータ，とくに血液酸素飽和および脈拍数に関連し，それらが表示されるかどうか，そしてどのように表示されるかを決定するための信号を評価するための技術に関する。信号は，上記三つの出願の明細書に開示されらタイプの技術を使用した導出され得る。本発明の技術は，問題のパラメータの可能な値の間で，質メトリック（metric）に基づいた各値に関連する信頼レベルにしたがって調停することに関する。 したがって，一態様において，本発明は，一つのデータセットからなるデータを使用する(たとえば，血液中の酸化ヘモグロビン)血液成分値を測定する方法に関し，(a)複数の可能な血液成分値であって，それぞれが少なくとも一つの質メトリックに基づいた関連信頼レベルを有するところの血液成分値を，複数の血液成分値カルキュレータであって，それぞれが一つのデータセットを使用するところのカルキュレータを使用して決定する工程と，(b)血液成分値の測定を決定するために，信頼レベルに関しで複数の可能な血液成分値の間で調停する工程と，を含む。 他の態様において，本発明は上記方法を適用して，一つのデータセットを使用して血液成分を測定するための装置を提供する。 さらに他の態様において，本発明は，患者の組織を透過した電磁気エネルギーに対応する一つのデータセットを含むデータを使用して患者の脈拍数を決定する方法を提供し，これは(a)複数の可能な脈拍数であって，少なくとも一つの質メトリックに基づいた関連信頼レベルを有するところの脈拍数を，複数の脈拍数エスティメータであって，一つのデータセットを使用するところのエスティメータを使用して決定する工程と，(b)患者の脈拍数を決定するために，信頼レベルに関連して複数の可能な脈拍数の間の調停をする工程と，を含む。 さらに他の態様において，本発明は上記方法を適用することにより，一つのデータセットを使用して患者の脈拍数を決定するための装置を提供することである。 好適に，調停工程は(a)各値の信頼レベルを他の値の信頼レベルと比較する工程と，(b)（場合によっては）血液成分または脈拍数の測定として，少なくとも最初の量だけ，すべての他の信頼レベルよりも高い信頼レベルを有する複数の可能な値の一つを選択する工程と，を含む。 好適には，調停工程は，(場合によっては)信頼レベルのいずれもが最初の量以上に，他のすべての信頼レベルより大きくない場合，血液成分または患者の脈拍数の測定をもたらすために，複数の可能な値の間で，線形に保管することを含む。 方法が血液成分値を測定するとき，質メトリックが，可能な血液成分値のエイジおよび可能な血液成分値の変化からなるグループから選択されることが望ましい。 好適に，本発明の第二の態様において，脈拍数エスティメータは，以下の工程によりその対応した可能な脈拍数を決定する。(a)基本周波数およびその高調波に対応するデータから信号エネルギーを取り除くためにカムフィルターを画成する工程，(b)カムフィルターの出力において，ノイズエネルギーを最小化する，基本周波数に対応する特定の高調波を決定する工程，および(c)特定の周波数に対応する可能な脈拍数を発生する工程。 好適に，高調波を決定する工程は，(a)データに対し，平方したノイズを計算し，(b)基本周波数に関し，平方したノイズに第二の導関数を計算し，そして，(c)特定の高調波を決定するために，Newton-Raphson調査を実行することを含む。 脈拍数エスティメーターによる脈拍数の決定は，(a)パワースペクトルにある複数のピークのどれが基本周波数に対応するかを決定するためにデータに対応するパワースペクトルを評価する工程，および(b)特定の高調波が評価工程に基づいた基本周波数に対応することを確認する工程を含む。 この方法が患者の脈拍数を決定するとき，質メトリックが，パルス信号形状，信号-ノイズ比，電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長の相関，不整脈の可能性，および電磁気エネルギーが二つのときに，二つの波長に対応するデータ間の相関からなるグループから選択されることが望ましい。 本発明の第二の方法の態様における脈拍数エスティメーターはその対応する可能な心拍数を，以下により決定する。(a)データを所望の波形のテンプレートに比較し，(b)波形周期を示す波形の特徴の平方を識別し，(c)平均波形周期を決定するために，複数の連続した波形周期を平均し，(d)対応する可能な心拍数を平均波形周期から決定する。 この方法は，動きにより乱れたパルスデータを識別し，そのデータを除く工程を含む。 質メトリックは，動きの兆候，および時間間隔にわたって測定された，動きで乱れたパルス期間の割合からなるグループから選択され得る。 他の態様において，本発明は患者の組織を透過した電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長に対応するデータを使用して，患者の脈拍数を決定する方法を提供するが，それは，(a)適応性のあるカムフィルターを使用して基本周波数を追跡し，データをフィルターにかけ，これにより，少なくとも一つの質メトリックに基づいて，関連した第一の信頼レベルをもつ第一の脈拍数を形成し，(b)データを，所望の波形テンプレートと比較し，その少なくとも一つの質メトリックに基づいた関連第二の信頼レベルをもつ第二の脈拍数を形成し，(c)患者の脈拍数を決定するために，第一および第二の信頼レベルに関連して，第一および第二の脈拍数の間の調停をすることである。 好適には，追跡工程は，(a)基本周波数およびその高調波に対応するデータから信号エネルギーを除去するためにカムフィルターを画成すること，および(b)カムフィルターの出力において，ノイズエネルギーを最小化する，基本周波数に対応する特定の高調波を決定することを含む。 フィルターにかけられた第一の脈拍数を，たとえば，Kalmanフィルタリングのようなフィルタリング技術により，決定するために，第一の脈拍数をフィルタリングする工程を含んでもよい。 好適に，高調波を決定する工程は，つぎに(a)データの平方したノイズを計算する工程，(b)基本周波数に関し，平方したノイズの第二導関数を計算する工程，および(c)基本周波数を決定するために，Newton-Raphson調査を実行する工程，を含む。 追跡工程は(a)パワースペクトルにある複数のピークのどれが基本周波数に対応するかを決定するためにデータに対応するパワースペクトルを評価する工程，および(b)特定の高調波が評価工程に基づいた基本周波数に対応することを確認する工程，を含む，ところの方法。 これは，フィルターにかけられた第一の脈拍数を，たとえばKalmanフィルタリングのようなフィルタリングにより決定するために第一の脈拍数をフィルタリングする工程を含んでもよい。 好適に，この方法の比較工程は，(a)波形周期を示す波形の特徴の平方を識別する工程，(b)平均波形周期を決定するために，複数のの連続した波形周期を平均化する工程，および(c)平均波形周期から第二の脈拍数を決定する工程，を含む。 好適に，本方法の調停方法は，(a)第一および第二の信頼レベルを比較する工程，および(b)患者の脈拍数を，少なくとも第一の量だけ，第一および第二の信頼レベルの他のものよりも大きな第一および第二の信頼レベルのものを選択する工程，を含む。 調停工程は，第一および第二の信頼レベルのいずれも，第一の量よりも大きな量だけ，第一および第二の信頼レベルの他のものより大きい場合，患者の脈拍数を形成するために，第一および第二の脈拍数の間で線形に補間をすることを含む。 好適に，第一の信頼レベルに対応する少なくとも一つの質メトリックは，パルス信号形状，信号-ノイズ比，電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長の相関，および不整脈の可能性からなるグループから選択される。 好適に，電磁気絵エネルギーに二つの波長があり，第一の信頼レベルに対応する少なくとも一つの質メトリックは，二つの波長に対応するデータの間の相関を含む。 好適に，第二信頼レベルに対応する少なくとも一つの質メトリックは，動き指示，および時間間隔にわたって検出された，動きで乱れたパルス期間の割合から選択される。 好適に，本方法は，処理工程の前に，(a)電磁気エネルギーの少なくとも一つの波形を表す信号の対数をとり，したがて第一の信号を発生する工程，(b)第一の信号を帯域フィルタリングにかけ，これにより第二の信号を発生する工程，および(c)第二の信号を標準化し，これによりデータを発生する工程，を含み，追跡工程はデータの導関数をとることを含む。 本発明は，生理学的なパラメータを測定するとき，ノイズ効果の減少に関する。ノイズ効果を減少させる装置は， 生きている組織を透過する電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長から導出された複数の測定値を発生する手段， 電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長を示す信号を与える手段， 選択された測定値を，少なくとも一つの，予想した測定値の特徴と比較する手段， 複数の可変重みを，比較工程に基づいた，各選択された測定値に付与し，これにより各波長に対して，いろいろに重みが付けられた複数の測定値を発生させる手段(ここで可変重みは，ある程度，各選択された測定値と対応する前の測定値との間の近似性に応答して付与され，可変重みは，ゼロでない異なる数からなる)， 生理学的パラメータを評価する際，使用のためのフィルターにかけられた測定値を得るべく，いろいろに重みが付けられた複数の測定値を平均化する手段，および 電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長を示す信号に応答して生理学的パラメータを測定するために，システムを較正する手段，を含む。 本発明はまた，生理学的パラメータを測定するモニター(このモニターは電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長を放出ための放出手段を有するセンサーとともに使用される)，電磁気エネルギーを検知し，それを表示するための第一の信号を発生するセンサー手段，センサーを酸素計に着脱自在に連結し，センサーと酸素計との間ので信号の通信を行う手段，および電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長を示す第二の信号を与える手段を含み，モニターは， 第一の信号から導出された複数の測定値を発生する手段， 選択された測定値を，少なくとも一つの，予想した測定値の特徴と比較する手段， 複数の可変重みを，比較工程に基づいた，各選択された測定値に付与し，これによりいろいろに重みが付けられた複数の測定値を発生させる手段(ここで可変重みは，ある程度，各選択された測定値と対応する前の測定値との間の近似性に応答して付与され，可変重みは，ゼロでない異なる数からなる)， 生理学的パラメータを評価する際，使用のためのフィルターにかけられた測定値を得るべく，いろいろに重みが付けられた複数の測定値を平均化する手段，および 第二の信号に応答して生理学的パラメータを測定するために，モニターを較正する手段，を含む。 病室で使用する血液酸素飽和度および脈拍数を処理し，表示する好適な方法を以下で議論する。酸素飽和度を測定するためのアルゴリズムから利用可能なメトリックでもって，飽和度および計算された脈拍数値が評価でき，したがって，今の評価が十分に信頼でないとき，どの飽和度が，そして複数の脈拍数のどの脈拍数が信頼でき，さらに以前選択した飽和度または脈拍数がどのぐらい長く保持されるかを決定する。 本発明は，上記の国際出願IB96/ （P21977A）に開示されたKalmanフィルタリング技術を(心臓ゲート平均化とともに，またはそれなしで)使用して計算された酸素飽和値について適用できる。これらアルゴリズムから計算できるメトリックは，エイジ： 有効平均期間が二倍のこれである。偏差： 飽和点での飽和度評価の標準偏差 本発明は上記国際出願に開示されたカムフィルターを使用して計算された脈拍数値に適用できる。これらアルゴリズムから計算できるメトリックは，妥当性： パルス内の高調波の強さ，たとえばパルスの形状に基づく発見的メトリックS/N： 信号-ノイズ比不整脈の可能性： 時間にわたって平均化したs/n対無相関の関数無相関： √（1-交差相関（IR，red）2） ここで交差相関は，適当な数のサンプルポインにわたっている。動きフラッグ： 動きが検出されたときにセットする。動き割合：最後の10秒で検出した動きにより乱れた割合 適用性のあるカムフィルターを使用して測定した脈拍数に信頼区間は，妥当性メトリックおよび不整脈の可能性のメトリックの関するである。この空間は，いくつかの領域に分割し，そこでは一つまたは両方のメトリックは，適用性のあるフィルターが正しい脈拍数をどのように追跡するかの決定要素である。 エイジおよび偏差メトリックは，飽和度を決定するために使用され得る。以下の式をもつIIRフィルターの出力のエイジを計算するための一般的なアルゴリズムが以下の工程により記述できる（ここでFilteredおよびRawのエイジは既知で，Flltered(n)はサンプル番号nの値である。Flltered(n＋1)=(1＋W)*Flltered(n)-W*Raw1） 最後に計算されて以来ずっと，過ぎた時間の量だけFilteredのエイジを増加する。2） Flltered(n+1)のエイジ＝(1+W)*Filtered(n)のエイジ+W*Rawのエイジ 好適に，本発明の技術は，信号が実際に人の脈によるかどうか，そして，提供されたディスプレー上に何が現れるべきかを決定するために，問題のパラメータ（たとえば，酸素飽和度および脈拍数）に対し，信頼メトリックに独立した，入ってきた酸素計の信号のいくつかの特性の評価に関する。 可能な状態は，切断： センサーのプラグが抜かれたとき非接続： センサーが患者と十分に接触していないときパルス損失：パルスが消失し，センサーは患者の上にあるときパルスなし：センサーの質が低下し，また干渉の量が大きいため，酸素計の信号が人の脈以外の他の信号から到達するときパルス存在：酸素計信号が人のパルスから到達するとき不確か： 切断またはパルスなし状態を宣言する前の待ち期間 これらのいろいろな状態の発現に応答する可能な動作は，ディスプレーを更新し，今の値を保持し，またはディスプレーを，たとえばブランク，ダッシュ，またはゼロなどにクリアーにする。 いろいろな状態に対する規準は下位のオーダーで評価される。パルス損失：％IR調整は，秒間隔で閾値以下でありまたは非パルスなしに対する規準は満たされ，前の状態がパルス損失であった。非パルス：非相関が高く，5Hzより上のエネルギーの割合は高く，または割合IR調整は低い。この規準は連続して，10秒間真であった。この規準が10秒以下で真であったとき，不確か状態が宣言される。パルス存在：状態が上記状態の一つでない。 いろいろな表示動作に対する規準は，状態がパルス存在のときUPDATEで，状態が不確か，または非接触のときHOLDで，状態が切断，パルス損失または非パルスであるときCLEARである。 最良な飽和度は，1）信号状態がUPDATE，および2）最良の飽和度が十分に最新であるとき表示される。飽和度は，1）最良の飽和度を表示するための条件が満たされず，2）表示された飽和度が十分に最新ではなく，さらに3）信号状態動作がCLEARでないとき保持される。飽和度は，1）最良の飽和度を表示するための条件が満たされず，2）飽和度を保持するための条件が満たされないとき，空白となる。 最良の心拍数は，1）最良の計算された心拍数が高い信頼性をもち，そして2）信号状態動作がUPDATEであるとき，表示される。心拍数は，1）今の心拍数を表示する条件が満たされず，2）表示された心拍数が十分に最近のものであり，そして3）信号状態動作がCLEARでないとき，保持される。心拍数は，1）今の心拍数を表示する条件が満たされず，2）心拍数を保持する条件が満たされないとき，空白にされる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Method and apparatus for arbitrating and removing harmonics to obtain the best evaluation of blood component values The present invention relates to a method for measuring physiological parameters, especially for measuring reliability. The present invention relates to a method and apparatus for processing data. In particular, it relates to a method and an apparatus for arbitrating and removing harmonics in order to obtain the best evaluation of blood component values. Pulse oximeters typically measure and display various blood flow characteristics, including hemoglobin oxygen concentration and pulse rate in arterial blood. The oximeter allows light to pass through tissues that are perfused with blood, such as fingers and ears, and photoelectrically detects the light absorption of the tissues. The amount of light absorbed is then used to calculate the amount of blood component (eg, oxyhemoglobin) to be measured. A technique for calculating blood oxygen saturation levels is disclosed in International Patent Application No. IB96 /, filed as a patent application entitled Method and Apparatus for Adaptively Averaging Data Signals, referenced P2l977A. . Information regarding these features of the invention disclosed in this application is hereby incorporated by reference. The disclosed technique relates to assigning different weights to different measurements, wherein the weighted measurements are averaged to obtain a filtered measurement. Kalman filtering techniques have been used to calculate blood oximetry. Kalman filtering allows the parameters to be fitted with least squares when the parameters change over time. Another technique for calculating the blood oxygen saturation level of hemoglobin (a harmonic filter is used to reduce noise effects) is similar to the present application entitled "Method and Apparatus for Harmonically Filtering Data". Filed International Application IB / (ref. P21977D). Information regarding these features of the invention disclosed in that application is incorporated by reference into the specification of this application. A technique for determining pulse rate is disclosed in International Application IB96 / (reference number P21988B), filed in the same application as this application, entitled "Method and Apparatus for Measuring Pulse Rate and Saturation." Information regarding these features of the invention disclosed in that application is incorporated by reference into the specification of this application. The technique disclosed in that application relates to the use of a comb filter to separate signal energy corresponding to the fundamental and related frequencies. The present invention relates to techniques for evaluating signals related to physiological parameters, in particular blood oxygen saturation and pulse rate, and determining whether and how they are displayed. The signal can be derived using techniques of the type disclosed in the specifications of the above three applications. The technique of the present invention involves arbitrating between possible values of the parameter in question according to a confidence level associated with each value based on a quality metric. Accordingly, in one aspect, the invention relates to a method of measuring a blood component value using data comprising a single data set (eg, oxyhemoglobin in blood), comprising: Using blood component values, each having an associated confidence level based on at least one quality metric, using a plurality of blood component value calculators, each using one data set. And (b) arbitrating between a plurality of possible blood component values with respect to a confidence level to determine a measurement of the blood component value. In another aspect, the present invention provides an apparatus for measuring a blood component using a single data set applying the above method. In yet another aspect, the invention provides a method of determining a patient's pulse rate using data comprising a single data set corresponding to electromagnetic energy transmitted through a patient's tissue, the method comprising: The pulse rate, which has an associated confidence level based on at least one quality metric, by using a plurality of pulse rate estimators, the estimator using one data set. Using and determining; and (b) arbitrating between the plurality of possible pulse rates in relation to the confidence level to determine the patient's pulse rate. In yet another aspect, the present invention is to provide an apparatus for determining a patient's pulse rate using a single data set by applying the above method. Preferably, the arbitration step comprises: (a) comparing the confidence level of each value with the confidence level of the other values; and (b) (optionally) measuring at least the initial amount of a blood component or pulse rate, Selecting one of a plurality of possible values having a higher confidence level than all other confidence levels. Preferably, the arbitration step is to provide a measure of the blood component or the patient's pulse rate if none of the confidence levels (if any) are greater than the initial amount and greater than all other confidence levels. Includes linear storage between possible values. When the method measures blood component values, it is preferred that the quality metric is selected from the group consisting of possible blood component value ages and possible blood component value changes. Preferably, in a second aspect of the invention, the pulse rate estimator determines its corresponding possible pulse rate by the following steps. (a) defining a cam filter to remove signal energy from the data corresponding to the fundamental frequency and its harmonics; (b) identifying noise corresponding to the fundamental frequency at the output of the cam filter to minimize noise energy. (C) generating a possible pulse rate corresponding to a particular frequency. Preferably, the step of determining harmonics comprises: (a) calculating a squared noise on the data; (b) calculating a second derivative of the squared noise with respect to the fundamental frequency; and (c) Includes performing a Newton-Raphson search to determine specific harmonics. The determination of the pulse rate by the pulse rate estimator includes: (a) evaluating the power spectrum corresponding to the data to determine which of a plurality of peaks in the power spectrum corresponds to the fundamental frequency; and (b) Confirming that a particular harmonic corresponds to a fundamental frequency based on the evaluation step. When this method determines a patient's pulse rate, the quality metrics include pulse signal shape, signal-to-noise ratio, correlation of at least one wavelength of electromagnetic energy, potential arrhythmias, and It is desirable to select from the group consisting of the correlation between data corresponding to one wavelength. The pulse rate estimator in the second method aspect of the present invention determines its corresponding possible heart rate by: (a) Compare the data to the desired waveform template, (b) identify the square of the waveform feature indicating the waveform period, and (c) average several consecutive waveform periods to determine the average waveform period. And (d) determine the corresponding possible heart rate from the average waveform period. The method includes identifying pulse data that has been disturbed by motion and removing the data. The quality metric may be selected from the group consisting of signs of motion and the percentage of pulse periods that are disturbed by the motion, measured over a time interval. In another aspect, the invention provides a method for determining a patient's pulse rate using data corresponding to at least one wavelength of electromagnetic energy transmitted through a patient's tissue, the method comprising: Tracking the fundamental frequency and filtering the data using a cam filter having a first pulse rate with an associated first confidence level based on at least one quality metric; b) comparing the data with a desired waveform template to form a second pulse rate having an associated second confidence level based on the at least one quality metric; and (c) determining a patient pulse rate. In addition, arbitration between the first and second pulse rates in relation to the first and second confidence levels. Preferably, the tracking step comprises: (a) defining a cam filter to remove signal energy from data corresponding to the fundamental frequency and its harmonics; and (b) reducing noise energy at the output of the cam filter. Including determining a particular harmonic corresponding to the fundamental frequency to be minimized. The method may include filtering the first pulse rate to determine the filtered first pulse rate, for example, by a filtering technique such as Kalman filtering. Preferably, the step of determining the harmonics comprises: (a) calculating the squared noise of the data; (b) calculating the second derivative of the squared noise with respect to the fundamental frequency; and (c). Performing a Newton-Raphson search to determine the fundamental frequency. The tracking step consists of (a) evaluating the power spectrum corresponding to the data to determine which of the peaks in the power spectrum correspond to the fundamental frequency, and (b) identifying specific harmonics in the evaluation step. Verifying that it corresponds to the base frequency based on the method. This may include filtering the first pulse rate to determine the filtered first pulse rate by filtering, for example, Kalman filtering. Preferably, the comparing step of the method comprises: (a) identifying a square of a waveform feature indicative of a waveform period; and (b) averaging a plurality of consecutive waveform periods to determine an average waveform period. And (c) determining a second pulse rate from the average waveform period. Preferably, the arbitration method of the method comprises: (a) comparing the first and second confidence levels; and (b) reducing the patient's pulse rate by at least the first amount. Selecting a first and second level of confidence that is greater than the others of the level. The arbitration step is to form the patient's pulse rate if both the first and second confidence levels are greater than the first amount and greater than the others by the first and second confidence levels. Linearly interpolating between the first and second pulse rates. Preferably, the at least one quality metric corresponding to the first confidence level is selected from the group consisting of a pulse signal shape, a signal-to-noise ratio, a correlation of at least one wavelength of electromagnetic energy, and a possibility of arrhythmia. Preferably, the electromagnetic picture energy has two wavelengths, and the at least one quality metric corresponding to the first confidence level includes a correlation between the data corresponding to the two wavelengths. Preferably, the at least one quality metric corresponding to the second confidence level is selected from a motion indication and a percentage of motion-disturbed pulse periods detected over a time interval. Preferably, the method comprises, before the processing steps: (a) taking the logarithm of a signal representing at least one waveform of electromagnetic energy, and thus generating a first signal; (b) the first signal , And (c) normalizing the second signal, thereby generating data, the tracking step taking the derivative of the data. Including. The present invention relates to reducing noise effects when measuring physiological parameters. Means for reducing noise effects include: means for generating a plurality of measurements derived from at least one wavelength of electromagnetic energy transmitted through living tissue; means for providing a signal indicative of at least one wavelength of electromagnetic energy; Means for comparing the measured value with at least one characteristic of the expected measured value; assigning a plurality of variable weights to each selected measured value based on the comparing step, whereby for each wavelength Means for generating a plurality of differently weighted measurements (where the variable weights are, to some extent, given in response to the closeness between each selected measurement and the corresponding previous measurement) , Variable weights consist of different non-zero numbers), and are weighted differently to obtain filtered measurements for use in assessing physiological parameters. Means for averaging the plurality of measured values, and means for calibrating the system to measure a physiological parameter in response to a signal indicative of at least one wavelength of electromagnetic energy. The present invention also provides a monitor for measuring a physiological parameter (this monitor is used in conjunction with a sensor having emission means for emitting at least one wavelength of electromagnetic energy), a sensor for detecting electromagnetic energy and displaying it. Sensor means for generating a first signal, means for detachably connecting the sensor to the oximeter, means for communicating signals between the sensor and the oximeter, and a second signal indicating at least one wavelength of electromagnetic energy The monitor comprising: means for generating a plurality of measurements derived from the first signal; means for comparing the selected measurements with at least one characteristic of the expected measurements; A variable weight is assigned to each selected measurement based on the comparison step, thereby generating multiple weighted measurements. Means (where the variable weights are applied to some extent in response to the closeness between each selected measurement and the corresponding previous measurement, and the variable weights consist of different non-zero numbers); Means for averaging a number of differently weighted measurements to obtain filtered measurements for use in assessing the physiological parameters, and to determine physiological parameters in response to the second signal. Means for calibrating the monitor to determine The preferred method of processing and displaying blood oxygen saturation and pulse rate for use in hospital rooms is discussed below. With the metrics available from the algorithm for measuring oxygen saturation, the saturation and the calculated pulse value can be evaluated, and therefore, when the current evaluation is not sufficiently reliable, which saturation and Determine which pulse rate of the number is reliable and how long the previously selected saturation or pulse rate is retained. The present invention is applicable to oxygen saturation values calculated using (with or without cardiac gate averaging) the Kalman filtering technique disclosed in the above-mentioned International Application IB96 / (P21977A). The metric that can be calculated from these algorithms is the age: this is twice the effective average period. Deviation: Standard Deviation of Saturation Evaluation at Saturation Point The present invention is applicable to pulse values calculated using the cam filter disclosed in the above-mentioned international application. The metrics that can be calculated from these algorithms are: Relevance: Harmonic strength within the pulse, eg, heuristic metric based on pulse shape S / N: Possibility of signal-to-noise arrhythmia: s / n averaged over time Uncorrelated function decorrelation: √ (1-cross correlation (IR, red)2 ) where the cross correlation spans an appropriate number of sample points. Motion flag: Set when motion is detected. Movement rate: The rate of motion turbulence detected in the last 10 seconds. The confidence interval for the pulse rate measured using the applicable cam filter is related to the validity metric and the arrhythmia likelihood metric. This space is divided into several regions, where one or both metrics are determinants of how the applicable filter tracks the correct pulse rate. Age and deviation metrics can be used to determine saturation. A general algorithm for calculating the age of the output of an IIR filter with the following equation can be described by the following steps (where Filtered and Raw age are known and Flltered (n) is the value of sample number n) Flltered (n + 1) = (1 + W) * Flltered (n) -W * Raw 1) Increase the age of Filtered by the amount of time that has passed since the last computation. 2) Age of Flltered (n + 1) = (1 + W) * Age of Filtered (n) + Age of W * Raw Some of the incoming oximeter signals, independent of the confidence metric, for the parameters in question (eg oximetry and pulse rate) to determine what should appear on the provided display The evaluation of the characteristics of Possible states are: Disconnection: Disconnection when sensor is unplugged: Pulse loss when sensor is not in good contact with patient: Loss of pulse: No pulse when sensor is above patient: No sensor quality: Sensor quality Pulse is present when the oximeter signal arrives from a signal other than the human pulse due to a decrease in the amount of interference and the amount of interference is large: uncertainty when the oximeter signal arrives from the human pulse: disconnected or no pulse The waiting period before declaring the possible actions in response to the manifestation of these various states is to update the display, keep the current value, or clear the display, eg, to blank, dash, or zero . The criteria for the various states are evaluated in the lower order. Pulse Loss: The% IR adjustment was below the threshold in seconds intervals or the criteria for no pulse was met and the previous condition was pulse loss. Non-pulse: High decorrelation, high percentage of energy above 5 Hz, or low percentage IR adjustment. This criterion was true continuously for 10 seconds. If this criterion is true for less than 10 seconds, an uncertain state is declared. Pulse present: state is not one of the above states. The criteria for various display actions are UPDATE when the state is pulsed, HOLD when the state is uncertain or non-contact, and CLEAR when the state is disconnected, pulse loss or non-pulse. The best saturation is displayed when 1) the signal state is UPDATE, and 2) the best saturation is sufficiently up-to-date. Saturation is maintained when 1) the conditions for displaying the best saturation are not met, 2) the displayed saturation is not sufficiently current, and 3) the signal state operation is not CLEAR. The saturation is blank when 1) the condition for displaying the best saturation is not satisfied and 2) the condition for maintaining the saturation is not satisfied. The best heart rate is displayed when 1) the best calculated heart rate is reliable and 2) the signal status action is UPDATE. The heart rate is retained when 1) the conditions for displaying the current heart rate are not met, 2) the displayed heart rate is sufficiently recent, and 3) the signal state action is not CLEAR. The heart rate is blanked when 1) the condition for displaying the current heart rate is not satisfied, and 2) the condition for maintaining the heart rate is not satisfied.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年４月１４日（１９９９．４．１４）【補正内容】 請求の範囲1. 一つの血液成分の特徴の値を測定する方法であって，(a)血液成分の特徴の値に関連する少なくとも一つの測定値を得る工程(b)血液成分の特徴の複数の可能な値であって，それぞれが少なくとも一つの質メトリックに基づいた関連信頼レベルを有するところの可能な値を，前記測定値から測定値に適用される複数の血液成分値計算技術を使用して計算する工程，および(c)血液成分の特徴の正確な測定値を決定するために，信頼レベルに関し，血液成分の特徴の値の間で調停をする工程，を含む方法。2. 請求項１に記載の方法であって，調停工程は(a)計算された血液成分値のそれぞれに対する信頼レベルを比較する工程と，(b)血液成分の測定値として，少なくとも第一の量だけ，すべての他の信頼レベルよりも高い信頼レベルを有する複数の可能な血液成分値の一つを選択する工程と，を含む方法。3. 請求項１に記載の方法であって，調停工程は，信頼レベルのいずれも，第一の量よりも大きな量だけ，すべての他のものより大きい場合，血液成分の測定値を形成するために，複数の可能な血液成分値を平均化することを含む，ところの方法。4. 請求項１に記載の方法であって，少なくとも一つの質メトリックは，可能な血液成分値のエイジおよび可能な血液成分値の変化からなるグループから選択される，ところの方法。5. 請求項１に記載の方法であって，血液成分は動脈血内の酸化ヘモグロビンを含む，ところの方法。6. 一つの血液成分の特徴の値を測定する装置であって，(a)血液成分の特徴の値に関連する少なくとも一つの測定値を得る手段(b)血液成分の特徴の複数の可能な値であって，それぞれが少なくとも一つの質メトリックに基づいた関連信頼レベルを有するところの可能な値を，前記測定値から測定値に適用される複数の血液成分値計算技術を使用して計算する手段，および(c)血液成分の特徴の正確な測定値を決定するために，信頼レベルに関し，血液成分の特徴の値の間で調停をする手段，を含む装置。7. 患者の脈拍数を，患者の組織を透過するエネルギーに対応する一つのデータセットを使用して決定する方法であって，(a)患者の組織を透過したエネルギーを使用して，患者の脈拍数に関連する少なくとも一つの測定値を得る工程(b)患者の脈拍数の複数の可能な値であって，それぞれが少なくとも一つの質メトリックに基づいた関連信頼レベルを有するところの可能な値を，測定値に適用される複数の脈拍数計算技術を使用して計算する工程，および(c)患者の脈拍数を決定するために，信頼レベルに関し，複数の可能な脈拍数の間で調停をする工程，を含む方法。8． 請求項７に記載の方法であって，調停工程は，(a)各可能な脈拍数値に対する信頼レベルを比較する工程，および(b)患者の脈拍数として，少なくとも第一の量だけ，すべての他の信頼レベルよりも大きな信頼レベルを有する複数の可能な脈拍数の一つを選択する工程，を含む，ところの方法。9． 請求項７に記載の方法であって，調停工程は，信頼レベルのいずれも，第一の量よりも大きな量だけ，すべての他の信頼レベルより大きい場合，患者の脈拍数値を形成するために，複数の可能な脈拍数の間を平均化することを含む，ところの方法。10．請求項７に記載の方法であって，一つの脈拍数計算技術がその対応する可能な脈拍数値を，(a)基本周波数およびその高調波に対応するデータ成分を取り除くためにカムフィルターを画成する工程，(b)カムフィルターの出力において，ノイズエネルギーを最小化する，基本周波数に対応する特定の周波数を決定する工程，および(c)特定の高調波に対応する可能な脈拍数を発生する工程，により決定する，ところの方法。11．請求項10に記載の方法であって，計算工程は，(a)データに対し，平方したノイズを計算する工程，(b)基本周波数に関し，平方したノイズに第二の導関数を計算する工程，および(c)特定の高調波を決定するために，Newton-Raphson調査を実行する工程，を含む，ところの方法。12．請求項10に記載の方法であって，(a)パワースペクトルにある複数のピークのどれが基本周波数に対応するかを決定するために，データに対応するパワースペクトルを評価する工程，および(b)特定の高調波が評価工程に基づいた基本周波数に対応することを確認する工程，を含む，ところの方法。13．請求項10に記載の方法であって，少なくとも一つの質メトリックは，パルス信号形状，信号-ノイズ比，および不整脈の可能性からなるグループから選択される，ところの方法。14．請求項10に記載の方法であって，電磁気エネルギーの波長が二つのときに，少なくとも一つの質メトリックは，二つの波長に対応するデータ間の相関を含む，ところの方法。15．請求項７に記載の方法であって，一つの脈拍数計算技術は，その対応する可能な心拍数を，(a)データを，所望の波形のテンプレートに比較する工程，(b)波形周期を示す波形の特徴に平方を識別する工程，(c)平均波形周期を決定するために，複数の連続した波形周期を平均する工程，および(d)対応する可能な脈拍数を平均波形周期から決定する工程，により計算する，ところの方法。16．請求項15に記載の方法であって，少なくとも一つの質メトリックは，動きの兆候，および時間間隔にわたって測定された，動きで乱れたパルス期間の割合からなるグループから選択される，ところの方法。17．患者の組織を透過した電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長に対応するデータを使用して，患者の脈拍数を決定する方法であって，(a)適応性のあるカムフィルターを使用して基本周波数を追跡し，データをフィルターにかけ，これにより，少なくとも一つの質メトリックに基づいて，関連した第一の信頼レベルをもつ第一の脈拍数を発生する工程，(b)データを所望の波形テンプレートと比較し，その少なくとも一つの質メトリックに基づいて，関連した第二の信頼レベルをもつ第二の脈拍数を形成する工程，および(c)患者の脈拍数を決定するために，第一および第二の信頼レベルに関連して，第一および第二の脈拍数の間で調停をする工程，を含む方法18．請求項17に記載の方法であって，追跡工程は，(a)基本周波数およびその高調波に対応するデータ成分を除去するためにカムフィルターを画成する工程，および(b)カムフィルターの出力において，ノイズエネルギーを最小化する，基本周波数に対応する特定の周波数を決定する工程，を含む，ところの方法。19．請求項18に記載の方法であって，決定工程は，(a)データに対する平方したノイズを計算する工程，および(b)基本周波数に関して平方したノイズの第二導関数を計算する工程，および(c)基本周波数を決定するために，Newton-Raphson調査を実行する工程，を含む，ところの方法。20．請求項10に記載の方法であって，追跡工程は，(a)パワースペクトルにある複数のピークのどれが基本周波数に対応するかを決定するためにデータに対応するパワースペクトルを評価する工程，および(b)特定の高調波が評価工程に基づいた基本周波数に対応することを確認する工程，を含む，ところの方法。21．請求項17に記載の方法であって，追跡工程はフィルターにかけられた第一の脈拍数を，Kalmanフィルタリングする工程を含む，ところの方法。22．請求項17に記載の方法であって，比較工程は，(a)波形周期を示す波形の特徴の平方を識別する工程，(b)平均波形周期を決定するために，多数の連続した波形周期を平均化する工程，および(c)平均波形周期から第二の脈拍数を決定する工程を含む，ところの方法。23．請求項17に記載の方法であって，調停方法は，(a)第一および第二の信頼レベルを比較する工程，および(b)患者の脈拍数として，少なくとも第一の量だけ，第一および第二の信頼レベルの他のものよりも大きな第一および第二の信頼レベルの一つを選択する工程，を含む，ところの方法。24．請求項17に記載の方法であって，調停工程は，第一および第二の信頼レベルのいずれも，第一の量よりも大きな量だけ，第一および第二の信頼レベルの他のものより大きい場合，患者の脈拍数を形成するために，第一および第二の脈拍数を平均化することを含む，ところの方法。25．請求項17に記載の方法であって，第一の信頼レベルに対応する少なくとも一つの質メトリックは，パルス信号形状，信号-ノイズ比，電磁気エネルギーの少なくとも一つの波長の相関，および不整脈の可能性からなるグループから選択される，ところの方法。26．請求項17に記載の方法であって，電磁気エネルギーに二つの波長があり，第一の信頼レベルに対応する少なくとも一つの質メトリックは，二つの波長に対応するデータの間の相関を含む，ところの方法。27．請求項17に記載の方法であって，第二の信頼レベルに対応する少なくとも一つの質メトリックは，動き兆候，および時間間隔にわたって検出された，動きで乱れたパルス期間の割合からなるグループから選択される，ところの方法。28．請求項17に記載の方法であって，比較工程の前に，(a)電磁気エネルギーの波長の大きさにより決定された信号の対数をとり，これにより第一の信号を発生する工程，(b)第一の信号を帯域フィルタリングにかけ，これにより第二の信号を発生する工程，および(c)第二の信号を標準化し，これによりデータを発生する工程，を含み， 追跡工程はデータの導関数をとる，ところの方法。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act[Submission date] April 14, 1999 (1999.4.1.14)[Correction contents] The scope of the claims1. A method of measuring a characteristic value of one blood component,(a) obtaining at least one measurement related to the value of the characteristic of the blood component;(b) multiple possible values of a characteristic of a blood component, each of which has at least one quality value;The possible value, having an associated confidence level based on the metric, isCalculating using multiple blood component value calculation techniques applied to measurements fromAnd(c) In order to determine accurate measurements of the characteristics of blood components, the bloodArbitrating between component feature values,A method that includes2. The method of claim 1, wherein the arbitration step is(a) comparing the confidence level for each of the calculated blood component values;(b) all other confidence levels, at least by the first amount, as measured values of blood components;Selecting one of a plurality of possible blood component values having a confidence level higher thanWhen,A method that includes3. The method of claim 1, wherein the arbitration step comprises:Any of the confidence levels is greater than the first amount, greater than all others.If possible, average several possible blood component values to form a blood component measurement.Method, including converting4. The method according to claim 1, wherein at least one quality metric is available.Selected from the group consisting of age of blood component values and possible changes in blood component valuesThat way.5. The method according to claim 1, wherein the blood component is oxygenated hemoglobin in arterial blood.Including, including methods.6. A device for measuring a characteristic value of one blood component,(a) means for obtaining at least one measurement related to the value of the characteristic of the blood component(b) multiple possible values of a characteristic of a blood component, each of which has at least one quality value;The possible value, having an associated confidence level based on the metric, isMeans to calculate using multiple blood component value calculation techniques applied to measurements fromAnd(c) In order to determine accurate measurements of the characteristics of blood components, the bloodMeans for mediating between component feature values,Equipment including.7. The patient's pulse rate is a set of data corresponding to the energy transmitted through the patient's tissue.A method of determining using a set,(a) Use the energy transmitted through the patient's tissue to reduce the amount of energy associated with the patient's pulse rate.Steps to get at least one measurement(b) a plurality of possible values of the patient's pulse rate, each with at least one quality parameter;Apply possible values to the measurements that have an associated confidence level based on the trickCalculating using a plurality of pulse rate calculation techniques, and(c) To determine the patient's pulse rate, the number of possible pulse rates should beArbitration process,A method that includes8． The method of claim 7, wherein the arbitrating step comprises:(a) comparing the confidence level for each possible pulse value, and(b) all other confidence levels, at least by the first amount, for the patient's pulse rate;Selecting one of a plurality of possible pulse rates having a greater confidence level,, Including the method.9． 8. The method of claim 7, wherein the arbitration step is performed at any of the confidence levels.If an amount greater than one is greater than all other confidence levels, the patient's pulseIncluding averaging between multiple possible pulse rates to form a pulse value,Roller method.Ten. 8. The method according to claim 7, wherein one pulse rate calculation technique is compatible with the pulse rate calculation technique.Pulse value(a) To remove data components corresponding to the fundamental frequency and its harmonics,The process of defining the filter,(b) The fundamental frequency that minimizes noise energy at the output of the cam filterDetermining a particular frequency corresponding to the number; and(c) generating a possible pulse rate corresponding to a particular harmonic;Method determined by11． 11. The method according to claim 10, wherein the calculating step comprises:(a) calculating a squared noise for the data;(b) calculating a second derivative of the squared noise with respect to the fundamental frequency;(c) To determine a specific harmonic, Newton-Steps to perform Raphson survey,, Including the method.12． A method according to claim 10, wherein(a) Determine which of the peaks in the power spectrum corresponds to the fundamental frequencyEvaluating the power spectrum corresponding to the data to determine(b) A process to confirm that a specific harmonic corresponds to the fundamental frequency based on the evaluation processIncluding, including, method.13. 11. The method of claim 10, wherein the at least one quality metric is a pulse.Selected from the group consisting of signal shape, signal-to-noise ratio, and arrhythmia potentialThat way.14. The method according to claim 10, wherein the electromagnetic energy has two wavelengths,At least one quality metric includes the correlation between the data corresponding to the two wavelengths, Where way.15． 8. The method according to claim 7, wherein one pulse rate calculation technique has a corresponding pulse rate calculation technique.Good heart rate,(a) comparing the data with a desired waveform template;(b) a step of identifying a square as a characteristic of a waveform indicating a waveform period,(c) averaging a plurality of consecutive waveform periods to determine an average waveform period;and(d) determining the corresponding possible pulse rate from the average waveform period;Calculated by16． 16. The method of claim 15, wherein the at least one quality metric is a motion metric.Symptoms and percentage of pulse duration measured by motion, measured over time intervalsMethod selected from the group consisting of:17． Corresponds to at least one wavelength of electromagnetic energy transmitted through the patient's tissueUsing the data to determine a patient's pulse rate,(a) Track the fundamental frequency using an adaptive cam filter and filter the data.Filter, so that relevant information is based on at least one quality metric.Generating a first pulse rate having a first confidence level,(b) comparing the data with the desired waveform template and at least one quality metricForming a second pulse rate with an associated second confidence level based on the,and(c) relating to the first and second confidence levels to determine the patient's pulse rate;First and secondArbitration between two pulse rates,Methods including18． 18. The method according to claim 17, wherein the tracking step comprises:(a) To remove the data components corresponding to the fundamental frequency and its harmonics,Defining the filter; and(b) The fundamental frequency that minimizes noise energy at the output of the cam filterDetermining a specific frequency corresponding to the number,, Including the method.19. 19. The method according to claim 18, wherein the determining step comprises:(a) calculating a squared noise on the data, and(b) calculating the second derivative of the noise squared with respect to the fundamental frequency; and(c) performing a Newton-Raphson study to determine the fundamental frequency;, Including the method.20. 11. The method according to claim 10, wherein the tracking step comprises:(a) Determine which of the peaks in the power spectrum corresponds to the fundamental frequencyTo determineEvaluating a power spectrum corresponding to the data; and(b) A process to confirm that a specific harmonic corresponds to the fundamental frequency based on the evaluation processAbout, Including the method.twenty one. 18. The method according to claim 17, wherein the tracking step is a first filtered step.The method wherein the step includes a step of Kalman filtering the pulse rate.twenty two. 18. The method according to claim 17, wherein the comparing step comprises:(a) identifying a square of a waveform feature indicating a waveform period;(b) averaging a number of consecutive waveform periods to determine an average waveform period,and(c) determining a second pulse rate from the average waveform period, Including the method.twenty three. 18. The method of claim 17, wherein the arbitration method comprises:(a) comparing the first and second confidence levels; and(b) the first and second confidence levels of the patient's pulse rate by at least the first amount;Le othersSelecting one of the first and second confidence levels greater than,, Including the method.twenty four. 18. The method according to claim 17, wherein the arbitration step comprises a first and a second confidence level.Of any of the first and second confidence levels by an amount greater than the firstGreater than the first and second pulse rates to form the patient's pulse rateWhere the method includes averaging.twenty five. 18. The method according to claim 17, wherein at least one of the first confidence levels corresponds to the first confidence level.The two quality metrics are pulse signal shape, signal-to-noise ratio, and low electromagnetic energy.Selected from the group consisting of at least one wavelength correlation and arrhythmia potentialThat way.26. 18. The method according to claim 17, wherein the electromagnetic energy has two wavelengths,At least one quality metric corresponding to one confidence level corresponds to two wavelengthsMethod, including the correlation between the data to be processed.27. 18. The method according to claim 17, wherein at least one of the second confidence levels corresponds to the second confidence level.The two quality metrics are motion signs and motion detected over time intervals.Consisting of a fraction of the turbulent pulse durationA method selected from a group.28. 18. The method according to claim 17, wherein before the comparing step,(a) Take the logarithm of the signal determined by the magnitude of the wavelength of electromagnetic energy, andGenerating a first signal by(b) subjecting the first signal to bandpass filtering, thereby generating a second signalProcess, and(c) standardizing the second signal, thereby generating data;Including The tracking process takes the derivative of the data.
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