JP2000060846A - 生体音検出装置 - Google Patents

生体音検出装置

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JP2000060846A
JP2000060846A JP10236842A JP23684298A JP2000060846A JP 2000060846 A JP2000060846 A JP 2000060846A JP 10236842 A JP10236842 A JP 10236842A JP 23684298 A JP23684298 A JP 23684298A JP 2000060846 A JP2000060846 A JP 2000060846A
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signal
environmental noise
microphone
sound
microphones
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JP10236842A
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Hidenori Suzuki
英範 鈴木
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Nippon Colin Co Ltd
Original Assignee
Nippon Colin Co Ltd
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定者以外から発生する環境雑音を含まな
い生体音信号が得られる生体音検出装置を提供する。 【解決手段】 2つのマイクロホン12、14に検出さ
れる前記環境雑音は略同じ大きさであるのに対し、それ
ら2つのマイクロホン12、14に検出される心音の大
きさは異なることから、環境雑音除去手段68(SB
9)において、第2マイクロホン14から出力される第
2信号S2 に基づいて、第1マイクロホン12から出力
される第1信号S1 から前記環境雑音が除去されるの
で、被測定者16以外から発生する環境雑音を含まない
心音図が得られる。従って、その環境雑音に配慮するこ
となく心音を測定することができることから、運動負荷
中の心音を測定することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、生体の心臓や呼吸
器系等の疾患を診断するために、生体内で生じる生体音
を検出して、その生体音を表す生体音信号を出力する生
体音検出装置に関し、特にその生体音信号から生体外で
発生する環境雑音を表す環境雑音信号を除去することの
できる生体音検出装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】たとえば、心疾患や呼吸器系等の疾患を
診断するために、聴診法により医師が直接聴診すること
が行われている。しかし、この聴診法による診断では、
聴診する医師の個人差により、心音、呼吸音、胸膜音、
動脈音、腸音等の生体音の音量、音色などが相違するた
め、客観性及び定量性に欠け、また、生体音を記録して
おくこともできない。 【0003】そこで、聴診法に代わる手段、または聴診
法を補充する手段として、体表面に装着されるマイクロ
ホンを備え、そのマイクロホンにより生体内で生じる生
体音を検出して、その生体音を表す生体音信号を出力す
る生体音検出装置を用いた診断が行われている。上記生
体音検出装置から出力された生体音信号は測定する者に
よる個人差がなく、客観的な情報として得られ、記録に
残すことができる。たとえば、胸部の皮膚上に装着され
るマイクロホンにより心音を検出して心音図を測定し、
その心音図から心疾患の診断が行なわれる。患者に心疾
患がある場合は、その患者を測定して得られた心音図
は、正常な心音に加えて、心疾患に起因して発生する心
雑音が含まれるため、心疾患を診断することができるの
である。 【0004】 【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記マイクロ
ホンから出力される信号には、診断に必要な生体音に加
えて、被測定者以外から発生する環境雑音、たとえば人
の話声、足音、およびドアの開閉音等が含まれてしまう
ため、正確な診断を行なうことが困難な場合も生じてい
た。また、上記環境雑音の一部は、被測定者の生体組織
を経由して伝播し且つ広い周波数帯域を持つため、生体
音と分離することは困難であり、従って、正確な診断を
行なうためには静かな場所で測定される必要があり、運
動負荷中の生体音を測定することは極めて困難であっ
た。 【0005】本発明は以上のような事情を背景として為
されたものであり、その目的とするところは、被測定者
以外から発生する環境雑音を含まない生体音信号が得ら
れる生体音検出装置を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めの本発明の要旨とするところは、生体内で生じる生体
音を検出して、その生体音を表す生体音信号を出力する
生体音検出装置であって、生体の皮膚上に装着されてそ
の皮膚に伝達される音を検出するための少なくとも2つ
のマイクロホンと、その少なくとも2つのマイクロホン
が前記生体の皮膚上に装着された状態で、そのマイクロ
ホンの一つから出力される信号から、そのマイクロホン
の他の一つから出力される信号に基づいて、環境雑音を
除去する環境雑音除去手段とを、含むことにある。 【0007】 【発明の効果】このようにすれば、上記少なくとも2つ
のマイクロホンに検出される環境雑音は略同じ大きさで
あるのに対し、それら少なくとも2つのマイクロホンに
検出される生体音の大きさは異なることから、環境雑音
除去手段において、マイクロホンの一つから出力される
信号に基づいて、マイクロホンの他の一つから出力され
る信号から前記環境雑音が除去されるので、被測定者以
外から発生する環境雑音を含まない生体音信号が得られ
る。従って、その環境雑音に配慮することなく生体音を
測定することができることから、運動負荷中の生体音を
測定することもできる。 【0008】 【発明の他の態様】ここで、好適には、前記生体音検出
装置は、前記少なくとも2つのマイクロホンに同じ大き
さの音が検出されたときは、それらのマイクロホンから
出力されたその音を示す信号を同じ大きさの信号強度に
増幅する増幅器を備え、前記環境雑音除去手段は、その
マイクロホンの一つから出力され前記増幅器で増幅され
た信号から、そのマイクロホンの他の一つから出力され
前記増幅器で増幅された信号を差し引くものである。こ
のようにすれば、前記少なくとも2つのマイクロホンの
感度が互いに異なっている場合でも、前記増幅器によ
り、前記少なくとも2つのマイクロホンに同じ大きさの
音が検出されたときは同じ信号強度に増幅されて出力さ
れることから、前記環境雑音除去手段では、そのマイク
ロホンの一つから出力される信号から、そのマイクロホ
ンの他の一つから出力される信号を差し引くことによ
り、前記環境雑音を除去することができる。 【0009】また、好適には、前記生体音検出装置は、
前記少なくとも2つのマイクロホンに同じ大きさの音が
検出されたときは、それらのマイクロホンから出力され
たその音を示す信号の信号強度が互いに一致するよう
に、それらのマイクロホンから出力された信号を補正す
る補正係数を決定する補正係数決定手段と、その補正係
数決定手段において決定された補正係数で、それらのマ
イクロホンから出力された信号を補正する補正手段とを
含み、前記環境雑音除去手段は、その補正手段で補正さ
れた信号の一つから、その補正手段で補正された信号の
他の一つを差し引くものである。このようにすれば、前
記少なくとも2つのマイクロホンの感度が互いに異なっ
ている場合でも、前記補正係数決定手段により、同じ大
きさの音が検出された場合にはそれらのマイクロホンか
ら出力された信号強度が互いに一致するように補正係数
が決定され、補正手段において、それらのマイクロホン
から出力された信号が補正係数決定手段で決定された補
正係数で補正されることから、前記環境雑音除去手段で
は、補正手段で補正された信号の一つから、補正手段で
補正された信号の他の一つを差し引くことにより、前記
環境雑音を除去することができる。 【0010】また、好適には、前記生体音検出装置は、
前記少なくとも2つのマイクロホンから出力された信号
の所定区間の信号強度を比較し、その所定区間の信号強
度が最も低いものを前記環境雑音除去手段において差し
引く信号として決定する環境雑音決定手段をさらに含む
ものである。このようにすれば、前記環境雑音除去手段
で差し引く信号を検出するためのマイクロホンを予め決
定しておかなくても、自動的に前記環境雑音除去手段で
差し引かれる信号が決定される利点がある。 【0011】また、好適には、前記少なくとも2つのマ
イクロホンのうちの1つは、前記生体の生体音を発生す
る器官の上部の皮膚から予め実験的に決定された所定距
離以上離隔した離隔範囲の皮膚上に装着され、前記少な
くとも2つのマイクロホンのうち他のマイクロホンは、
その生体音を発生する器官の上部の皮膚上に装着され、
前記環境雑音除去手段は、その離隔範囲の皮膚上に装着
されたマイクロホンから出力される信号に基づいて、そ
の生体音を発生する器官の上部の皮膚上に装着されたマ
イクロホンから出力される信号から環境雑音を除去する
ものである。このようにすれば、その離隔範囲の皮膚上
に装着されたマイクロホンにより検出される環境雑音お
よび生体音の大きさと、その生体音を発生する器官の上
部の皮膚上に装着されたマイクロホンにより検出される
環境雑音および生体音の大きさを比較すると、環境雑音
の大きさは略同じであるのに対し、生体音の大きさはそ
の生体音を発生する器官の上部の皮膚上に装着されたマ
イクロホンにより検出される生体音の方が十分に大きい
ことから、前記環境雑音除去手段において環境雑音が除
去された場合に十分に強度の大きい信号を得ることがで
きる。 【0012】 【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明が適用
され、生体音として心音を検出する心音検出装置10の
構成を説明するブロック図である。 【0013】図1において、心音検出装置10には同一
の構成を有する2つのマイクロホン12、14が備えら
れている。その2つのマイクロホンのうちの一方(以下
第1マイクロホン12とする)は、被測定者16の心音
を検出するため、被測定者16の胸部中央の表皮上の、
心尖、第4肋間胸骨左縁、第2肋間胸骨左縁、第2肋間
胸骨右縁、および第4肋間胸骨右縁等の真上に位置する
所定の心音検出部位(図1では心尖の表皮上)に、図示
しない粘着テープ等により貼りつけられ、その心音検出
部位の皮膚に伝達される音が検出される。第1マイクロ
ホン12に検出された音は、第1マイクロホン12の内
部に備えられている図示しない圧電素子おいて電気信号
すなわち第1信号S1 に変換される。 【0014】上記2つのマイクロホンのうちの他方(以
下第2マイクロホン14とする)は、被測定者16の心
臓の上部の皮膚から予め実験的に決定された所定の距離
D以上離れている離隔範囲の皮膚上に図示しない粘着テ
ープ等により貼りつけられるものであり、図1では心臓
の上部の皮膚からちょうど距離Dだけ離隔した右腹部の
皮膚上に貼りつけられている。そして、その第2マイク
ロホン14が装着されている皮膚に伝達される音を検出
し、第2マイクロホン14の内部の図示しない圧電素子
において電気信号すなわち第2信号S2 に変換する。上
記距離Dは、通常は5〜20cm、より好ましくは10〜
15cmの範囲であって、第2マイクロホン14により検
出される心音は、第1マイクロホン12により検出され
る心音に対して十分に小さいが、環境雑音は略同等に検
出される値に設定される。 【0015】前記第1マイクロホン12から出力される
第1信号S1 は、その信号レベルが非常に小さい場合が
あるので、まず前置増幅器18において増幅される。そ
して、増幅された第1信号S1 はフィルタ20に供給さ
れる。フィルタ20は、図示しない4種類のフィルタを
備え、その4種類のフィルタが随時切り替えられて、人
間の聴覚に近くなるように、第1信号S1 の低音成分が
減衰され、高音成分が強調される。 【0016】主増幅器22は、フィルタ20から供給さ
れる第1信号S1 を、演算制御装置24からの増幅信号
SAM1 に従って増幅し、A/D変換器26は主増幅器
22から供給される第1信号S1 をA/D変換して演算
制御装置24へ供給する。 【0017】一方、第2マイクロホン14から出力され
る第2信号S2 も、上記第1信号S 1 と同様に、前置増
幅器28において増幅され、前記フィルタ20と同様の
フィルタ30によりろ波され、主増幅器32に供給され
る。主増幅器32は、演算制御装置24からの増幅信号
SAM2 に従って、第2信号S2 を増幅し、増幅された
第2信号S2 は、A/D変換器34を介して、演算制御
装置24に供給される。 【0018】1組の電極36は、心筋の活動電位を示す
心電信号SEを出力するために、生体の所定部位に装着
されるものであり、本実施例においては、II誘導による
心電図を測定するために、被測定者16の右手と左足と
にそれぞれ装着されている。電極36から出力された心
電信号SEは、心電信号増幅器38により増幅された
後、A/D変換器40を介し前記演算制御装置24へ供
給される。 【0019】また、感度校正ボタン42は、前記増幅信
号SAM1 およびSAM2 を決定する感度校正作動の実
行を指令する信号を演算制御装置24に供給する。起動
停止44は、心音検出装置10の起動および停止を操作
毎に交互に指令する信号を演算制御装置24に供給し、
クロック信号源46は演算制御装置24に所定周波数の
パルス信号SPを供給する。 【0020】上記演算制御装置24は、CPU48,R
OM50,RAM52,および図示しないI/Oポート
等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されてお
り、CPU48は、ROM50に予め記憶されたプログ
ラムに従ってRAM52の記憶機能を利用しつつ信号処
理を実行することにより、主増幅器22および32に増
幅信号SAM1 およびSAM2 を供給し、増幅された第
1信号S1 および第2信号S2 から前記環境雑音が除去
された心音図を求めて、表示器54の表示画面に表示す
る。さらに、心電信号SEが表す心電誘導波形すなわち
心電図を表示器54の表示画面に表示する。 【0021】図2は、上記心音検出装置10における演
算制御装置24の制御機能の要部を説明する機能ブロッ
ク線図である。図2において、第1信号記憶手段60
は、起動停止ボタン44により心音検出装置10が起動
させられると、第1マイクロホン12により検出され主
増幅器22で増幅された第1信号S1 をRAM52の図
示しない第1信号記憶領域に記憶し、第2信号記憶手段
62は、起動停止ボタン44により心音検出装置10が
起動させられると、第2マイクロホン14により検出さ
れ主増幅器32で増幅された第2信号S2 をRAM52
の図示しない第2信号記憶領域に記憶する。 【0022】信号増幅率決定手段64は、起動停止ボタ
ン44により心音検出装置10が起動させられた場合、
および感度校正ボタン42から感度校正作動の実行を指
令する信号が供給された場合に、心音が発生していない
区間において心音検出装置10に備えられた複数のマイ
クロホンから出力され、演算制御装置24に読み込まれ
る信号の強度が一致するように、すなわち、心音検出装
置10に備えられた複数のマイクロホンに環境雑音のみ
が検出される場合に、演算制御装置24に読み込まれる
信号の強度が一致するように、それらの信号の増幅率を
決定する。 【0023】上記心音が発生していない区間の決定方法
としては、たとえば、電極36から出力される心電信号
SEが表す心電誘導波形の所定部位(たとえばR波)を
基準として、その基準部位が検出されてから予め実験的
に決定された所定時間が経過した時点からの一定区間を
心音が発生していない区間として決定する。或いは、前
記心音検出部位に装着されたマイクロホンから出力され
て演算制御装置24に読み込まれた信号が表す波形と、
予め記憶された標準的な心音波形(たとえばII音が表す
波形)とを比較して、後者の波形に最もよく一致するよ
うに前者の波形の位相を合わせ、両者の波形の重なり区
間を心音が発生している区間として、その区間の前また
は後の一定区間を心音が発生していない区間として決定
する。 【0024】そして、その心音が発生していない区間と
して決定された区間において、上記複数のマイクロホン
から出力され、演算制御装置24に読み込まれた信号を
比較して、それらの信号強度が一致するように、それら
の信号の増幅率を決定する。たとえば、予め初期値とし
て決定されている増幅率aで増幅され、前記第1信号記
憶領域および第2信号記憶領域に記憶された第1信号S
1 および第2信号S2から、所定期間分の第1信号S1
の平均値S1AV および第2信号S2 の平均値S 2AV を算
出し、主増幅器22と主増幅器32との信号増幅率比が
2AV :S1AVになるようにその増幅率を決定する。 【0025】環境雑音決定手段66は、複数のマイクロ
ホンから出力された信号の所定区間の信号強度を比較
し、それらのマイクロホンから出力される最大信号強度
または信号強度の平均値が最も小さいマイクロホンを、
主として前記環境雑音を検出している環境雑音検出マイ
クロホンとして決定し、他のマイクロホンを主として心
音を検出している心音検出マイクロホンとして決定す
る。すなわち、第1信号記憶手段60において記憶され
た第1信号S1 および第2信号記憶手段62において記
憶された第2信号S2 について、所定区間の最大信号強
度または信号強度の平均値を比較する。本実施例では、
図1に示されるように、第1マイクロホン12は心尖の
上部の皮膚上に装着されているため、心音を大きく検出
することができる。従って、第1信号S1 と第2信号S
2 の所定区間の最大信号強度または信号強度の平均値を
比較すると第2信号S2 のほうが小さくなるので、第2
マイクロホン14から出力される第2信号S2 を後述す
る環境雑音除去手段68において差し引く信号に決定す
る。 【0026】環境雑音除去手段68は、予め設定された
所定区間について、環境雑音決定手段66において主と
して環境雑音を検出している環境雑音検出マイクロホン
に決定されたマイクロホン以外のマイクロホンすなわち
心音検出マイクロホンから出力される信号から、その環
境雑音検出マイクロホンから出力される信号を差し引
く。すなわち、第1信号S1 から第2信号S2 が差し引
かれる。 【0027】第1マイクロホン12には、生体の内部で
発生する心音(および心疾患がある場合には心雑音)が
主として検出されるが、被測定者16以外から発生する
前記環境雑音も検出されてしまう。一方、前記環境雑音
は被測定者16から比較的離れた場所で発生するため、
第2マイクロホン14にも略同様の強さで検出される。
また、2つのマイクロホン12、14は、前記信号増幅
率決定手段64において同じ大きさの音を検出した場合
は、同じ信号強度に増幅されるように感度が校正されて
いるので、第1信号S1 に含まれる前記環境雑音成分の
大きさと第2信号S2 に含まれる前記環境雑音成分の大
きさは略同じである。従って、第1信号S1 から第2信
号S2 が差し引かれると、第1信号S1 から前記環境雑
音成分が除去される。一方、第2マイクロホン14は、
心臓の上部の皮膚から距離Dだけ離れた皮膚上に装着さ
れているので、第2マイクロホン14に検出される心音
(および心雑音)は、第1マイクロホン12により検出
される心音(および心雑音)に比較して弱いので、第1
信号S1 から第2信号S2 が差し引かれても、心音(お
よび心雑音)成分はほとんど除去されないのである。 【0028】心音波形表示手段70は、環境雑音除去手
段68において前記環境雑音が除去された信号を表示器
54に表示する。 【0029】図3および図4は、上記演算制御装置24
の制御機能の要部を説明するフローチャートであって、
図3は起動停止ボタン44により心音検出装置10が起
動させられた場合、および感度校正ボタン42が押され
た場合に実行される感度校正ルーチンであり、図4は、
感度校正ルーチン終了後に実行される心音測定ルーチン
である。 【0030】図3の感度校正ルーチンは、まず、ステッ
プSA1(以下、ステップを省略する。)において、図
示しないタイマやレジスタが初期化され、続くSA2で
は、電極36から出力される心電信号SEに基づいて、
心電誘導波形のR波が検出されたか否かが判断される。
このSA2の判断が否定されるうちは、SA2が繰り返
し実行されるが、肯定された場合は、続くSA3におい
て、R波が検出されてから予め設定された第1経過時間
1 が経過したか否かが判断される。この第1経過時間
1 は、0.5 〜0.6 秒程度の時間であり、R波が検出さ
れた時すなわち心音のI音が発生したときから、心音の
II音またはIII 音が終了するまでの時間として予め実験
的に決定された値である。 【0031】上記SA3の判断が否定されるうちは、S
A3が繰り返し実行されるが、肯定された場合は、心音
が発生していない区間であるので、続く第1信号記憶手
段60に対応するSA4において、第1マイクロホン1
2から出力され主増幅器22で予め設定された増幅率a
で増幅された第1信号S1 がRAM52の図示しない第
1信号記憶領域に逐次記憶され、続く第2信号記憶手段
62に対応するSA5において、第2マイクロホン14
から出力され主増幅器32で増幅率aで増幅された第2
信号S2 がRAM52の図示しない第2信号記憶領域に
逐次記憶される。 【0032】続くSA6では、SA3において第1経過
時間T1 が経過したと判断されてから、さらに第2経過
時間T2 が経過したか否かが判断される。この第2経過
時間T2 は、心音のII音またはIII 音が終了してからIV
音の発生するまでの時間よりも短い時間として予め設定
されるものであり、たとえば、0.2 乃至0.3 秒程度とさ
れる。このSA6の判断が否定されるうちは、上記SA
4以降が繰り返し実行されることにより、第1信号S1
および第2信号S2 の記憶が継続される。 【0033】しかし、上記SA6の判断が肯定された場
合は、続くSA7において、SA1でタイマtの内容が
クリアされてから、たとえば10秒程度に予め設定され
た第3経過時間T3 が経過したか否かが判断される。こ
のSA7の判断が否定された場合は、上記SA2以降が
繰り返し実行される。すなわち、一拍毎に、心音が発生
していない予め設定された区間における第1信号S1
よび第2信号S2 が記憶される。 【0034】上記SA7の判断が肯定された場合は、S
A8以降が実行される。まずSA8では、SA4におい
てRAM52の図示しない第1信号記憶領域に記憶され
た第1信号S1 の平均値S1AV が算出され、続くSA9
では、SA5においてRAM52の図示しない第2信号
記憶領域に記憶された第2信号S2 の平均値S2AV が算
出される。 【0035】続く信号増幅率決定手段64に対応するS
A10では、SA8で算出された第1信号の平均値S
1AV とSA9で算出された第2信号の平均値S2AV とか
ら、第1マイクロホン12側の主増幅器22の信号増幅
率と、第2マイクロホン側の主増幅器32の信号増幅率
との比がS2AV :S1AV となるように、それぞれの主増
幅器22および32の信号増幅率が決定される。すなわ
ち、主増幅器22および32に供給される増幅信号SA
1 およびSAM2 が決定される。仮にS1AV >S2AV
であったとすると、2つのマイクロホン12、14に検
出される前記環境雑音は同じ大きさであるので、第1マ
イクロホン12の感度のほうが良いことになる。そのた
め、たとえば、第1マイクロホン12側の主増幅器22
の増幅率はそのままとし、第2マイクロホン14側の主
増幅器32の増幅率が初期値aのS 1AV /S2AV 倍とな
るように増幅信号SAM2 を決定する。 【0036】次に図4の心音測定ルーチンについて説明
する。まずSB1では、再び図示しないタイマやレジス
タの内容が初期化され、続く第1信号記憶手段60に対
応するSB2では、第1マイクロホン12から出力され
主増幅器22で増幅された第1信号S1 がRAM52の
図示しない第1信号記憶領域に逐次記憶され、続く第2
信号記憶手段62に対応するSB3では、第2マイクロ
ホン14から出力され主増幅器32で増幅された第2信
号S2 がRAM52の図示しない第2信号記憶領域に逐
次記憶される。さらに、続くSB4では、電極36から
出力され、心電信号増幅器38で増幅された心電信号S
EがRAM52に記憶される。 【0037】続くSB5では、SB1においてタイマt
の内容が初期化されてから、予め設定された心音図測定
時間Th が経過したか否かが判断される。この心音図測
定時間Th は、たとえば数秒乃至数十秒に設定される。
このSB5の判断が否定されるうちは、上記SB2以降
が繰り返し実行されることにより、第1信号S1 、第2
信号S2 および心電信号SEの記憶が継続される。図5
は上記SB2乃至SB5の繰り返しにより記憶される第
1信号S1 および第2信号S2 が表す波形の一例を示す
図であり、図5(a)は第1信号S1 が表す波形を示
し、図5(b)は第2信号S2 が表す波形を示してい
る。 【0038】しかし、上記SB5の判断が肯定された場
合は、続く環境雑音決定手段66に対応するSB6乃至
SB8が実行される。まず、SB6において、SB2で
記憶された第1信号S1 の平均値S1AV が算出され、続
くSB7では、SB3で記憶された第2信号S2 の平均
値S2AV が算出される。そして、続くSB8において、
SB6で算出された第1信号の平均値S1AV とSB7で
算出された第2信号の平均値S2AV とが比較されること
により、平均値が小さい第2信号を出力する第2マイク
ロホン14が主として環境雑音検出している環境雑音検
出マイクロホンとされ、平均値が大きい第1信号を出力
する第1マイクロホン12が主として心音を検出してい
る心音検出マイクロホンとされる。 【0039】続く環境雑音除去手段68に対応するSB
9では、SB8で心音検出マイクロホンとされた第1マ
イクロホン12が出力する信号から、環境雑音検出マイ
クロホンに決定された第2マイクロホン14が出力する
信号が差し引かれる。すなわち、図5(a)に示される
第1信号S1 が表す波形から、図5(b)に示される第
2信号S2 が表す波形が差し引かれ、心音を表す心音波
形が抽出される。 【0040】続くSB10では、上記SB9において抽
出された心音波形が、前記SB4において記憶された心
電信号SEが表す心電誘導波形(心電図)とともに、同
一の時間軸に表示される。図6は、SB10で表示され
る心電誘導波形および心音波形を示している。 【0041】上述のように、本実施例によれば、2つの
マイクロホン12、14に検出される前記環境雑音は略
同じ大きさであるのに対し、それら2つのマイクロホン
12、14に検出される心音の大きさは異なることか
ら、環境雑音除去手段68(SB9)において、第2マ
イクロホン14から出力される第2信号S2 に基づい
て、第1マイクロホン12から出力される第1信号S1
から前記環境雑音が除去されるので、被測定者16以外
から発生する環境雑音を含まない心音図が得られる。従
って、その環境雑音に配慮することなく心音を測定する
ことができることから、運動負荷中の心音を測定するこ
ともできる。 【0042】また、本実施例によれば、2つのマイクロ
ホン12、14の感度が互いに異なっている場合でも、
主増幅器22、32により、それら2つのマイクロホン
12、14に同じ大きさの音が検出されたときは同じ信
号強度に増幅されて出力されることから、前記環境雑音
除去手段68(SB9)では、第1マイクロホン12か
ら出力される第1信号S1 から、第2マイクロホン14
から出力される第2信号S2 を差し引くことにより、前
記環境雑音を除去することができる。 【0043】また、本実施例によれば、心音検出装置1
0は、2つのマイクロホン12、14から出力された信
号S1 、S2 の所定区間の信号強度の平均値S1AV 、S
2AVを比較し、その所定区間の信号強度の平均値
1AV 、S2AV が低い第2信号S2を環境雑音除去手段
68(SB9)において差し引く信号として決定する環
境雑音決定手段66(SB8)をさらに含むものである
ので、環境雑音除去手段68(SB9)で差し引く信号
を検出するためのマイクロホンを予め決定しておかなく
ても、自動的に環境雑音除去手段68(SB9)で差し
引かれる信号が決定される利点がある。 【0044】また、本実施例によれば、被測定者16の
心臓の上部の皮膚から所定距離D離隔した皮膚上に装着
された第2マイクロホン14により検出される環境雑音
および心音の大きさと、被測定者16の心尖の上部の皮
膚に装着された第1マイクロホン12により検出される
環境雑音および心音の大きさを比較すると、環境雑音の
大きさは略同じであるのに対し、心音の大きさは第1マ
イクロホン12により検出される心音の方が十分に大き
いことから、環境雑音除去手段68(SB9)において
環境雑音が除去された場合に十分に強度の大きい信号を
得ることができる。 【0045】次に本発明の他の実施例について図面に基
づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において前
述の実施例と共通する部分は同一の符号を付して説明を
省略する。 【0046】図7は、本発明の他の実施例が適用され、
前述の実施例と同様に生体音として心音を検出する心音
検出装置について、その心音検出装置の演算制御装置2
4の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図であ
る。なお、本実施例の心音検出装置では、装置の機構お
よび回路構成は前述の図1の実施例と共通し、演算制御
装置24による制御作動が相違する。すなわち、本実施
例の心音検出装置では、主増幅器22、32へ予め定め
られた増幅信号SAM0 がそれぞれ出力されることによ
り、主増幅器22、32では同じ増幅率aでマイクロホ
ン12、14からの信号が増幅され、演算制御装置24
内の演算処理により、2つのマイクロホン12、14に
同じ大きさの音が検出された場合に、それら2つのマイ
クロホン12、14から出力された信号を同じ信号強度
に補正する補正係数を決定し、それら2つのマイクロホ
ン12、14から出力される信号がその補正係数で補正
されるようになっている。 【0047】図7に示された機能ブロック線図におい
て、補正係数決定手段72は、2つのマイクロホン1
2、14に同一の音が検出された場合に、それら2つの
マイクロホン12、14から出力されて演算制御装置2
4に読み込まれた信号の強度を、それらの信号強度が互
いに一致するように補正する。すなわち、起動停止ボタ
ン44により心音検出装置が起動させられた場合、およ
び感度校正ボタン42から感度校正作動の実行を指令す
る信号が供給された場合に、心音が発生していない区間
において2つのマイクロホン12、14から出力されて
演算制御装置24に読み込まれた信号の強度を、それら
の信号強度が同じになるように補正するための補正係数
を決定する。なお、心音が発生していない区間の決定は
前述の実施例と同様の方法で行なう。 【0048】たとえば、その心音が発生していない区間
として決定された区間において、2つのマイクロホン1
2、14から出力され、前記第1信号記憶領域および第
2信号記憶領域に記憶された第1信号S1 および第2信
号S2 に基づいて、第1信号S1 の平均値S1AV および
第2信号S2 の平均値S2AV を算出し、第1信号S1
補正する補正係数r1 と第2信号S2 を補正する補正係
数r2 との比(=r1:r2 )がS2AV :S1AV になる
ようにその補正係数を決定する。 【0049】補正手段74は、複数のマイクロホンから
出力された信号を補正係数決定手段72で決定された補
正係数で補正する。すなわち、第1マイクロホン12お
よび第2マイクロホン14が被測定者16の皮膚に装着
された状態で、第1信号記憶手段60において記憶され
た第1信号S1 および第2信号記憶手段62において記
憶された第2信号S2 を、それぞれ補正係数決定手段7
2において決定された補正係数r1 、r2 で補正する。 【0050】図8および図9は、本実施例の演算制御装
置24の制御作動の要部を説明するフローチャートであ
って、図8は感度校正ルーチンであり、図9は心音測定
ルーチンである。 【0051】図8において、SC1乃至SC9では前述
の図3の感度校正ルーチンのSA1乃至SA9と同様の
処理が行なわれることにより、一拍毎に心音の発生して
いない、すなわち環境雑音のみが検出される所定区間の
第1信号S1 および第2信号S2 が記憶され、さらにそ
れら第1信号S1 の平均値S1AV および第2信号S2
平均値S2AV が算出される。 【0052】続く補正係数決定手段72に対応するSC
10では、SC8で算出された第1信号の平均値S1AV
とSC9で算出された第2信号の平均値S2AV から、第
1信号S1 を補正する補正係数r1 と第2信号S2 を補
正する補正係数r2 との比がS2AV :S1AV となるよう
に、その補正係数を決定する。仮にS1AV >S2AV であ
ったとすると、2つのマイクロホン12、14に検出さ
れる前記環境雑音は同じ大きさであるにもかかわらず第
1信号S1 のほうが大きいことになるので、たとえば、
補正係数r1 は1とし、補正係数r2 をS1AV /S2AV
に決定する。 【0053】次に図9の心音測定ルーチンについて説明
する。図9において、まずSD1では、再び図示しない
タイマやレジスタの内容がクリアされ、続く補正手段7
4に対応するSD2では、第1マイクロホン12から出
力され、主増幅器22において増幅率aで増幅された第
1信号S1 が図8のSC10で決定された補正係数r 1
で逐次補正される。前記SC10ではr1 は1に決定さ
れているので、第1信号S1 は結果としてそのままの値
とされる。そして続く第1信号記憶手段60に対応する
SD3では、SD2で逐次補正された第1信号S1 がR
AM52の図示しない第1信号記憶領域に逐次記憶され
る。 【0054】続く補正手段74に対応するSD4では、
第2マイクロホン14から出力され、主増幅器32にお
いて増幅率aで増幅された第2信号S2 が図8のSC1
0で決定された補正係数r2 で逐次補正される。前記S
C10では補正係数r2 がS 1AV /S2AV に決定されて
いるので、SD4では第2信号S2 と補正係数r2 との
積が算出される。そして続く第2信号記憶手段62に対
応するSD5では、SD4で逐次補正された第2信号S
2 がRAM52の図示しない第2信号記憶領域に逐次記
憶される。 【0055】続くSD6以降では、前述の図4のSB4
以降と同様の処理が実行される。すなわち、SD6では
心電信号SEがRAM54に逐次記憶され、SD7では
予め設定された心音測定時間Th が経過するまで上記S
D2以降が繰り返し実行されることにより、第1信号S
1 および第2信号S2 が補正され且つ記憶される。 【0056】そして上記SD7の判断が肯定されると、
SD8乃至SD10において、補正された第1信号S1
の所定区間の平均値S1AV および補正された第2信号S
2 の所定区間の平均値S2AV が算出され、両者が比較さ
れることにより、平均値が小さい第2信号を出力する第
2マイクロホン14が主として環境雑音検出している環
境雑音検出マイクロホンとされ、平均値が大きい第1信
号を出力する第1マイクロホン12が主として心音を検
出している心音検出マイクロホンとされる。そして、続
く環境雑音除去手段68に対応するSD11において、
SD3で記憶された第1信号S1 からSD5で記憶され
た第2信号S2 が差し引かれることにより、第1信号S
1 から前記環境雑音が除去され、心音を表す心音波形が
抽出される。 【0057】続くSD12では、SD11で算出された
心音波形が、前記SD6において記憶された心電信号S
Eが表す心電誘導波形(心電図)とともに、同一の時間
軸に表示される。 【0058】上述のように、本実施例によれば、2つの
マイクロホン12、14の感度が互いに異なっている場
合でも、補正係数決定手段72(SC10)により、同
一の音が検出された場合にはそれらのマイクロホン1
2、14から出力された信号強度が互いに一致するよう
に補正係数r1 、r2 が決定され、それらのマイクロホ
ン12、14から出力された信号が、補正手段74(S
D2、SD4)において補正係数決定手段72(SC1
0)で決定された補正係数r1 、r2 で補正されること
から、環境雑音除去手段68(SD11)では、補正手
段74(SD2)で補正された第1信号S1 から、補正
手段74(SD4)で補正された第2信号S2 を差し引
くことにより、前記環境雑音を除去することができる。 【0059】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。 【0060】たとえば、前述の実施例では、心音測定時
間Th は数秒乃至数十秒に予め設定されていたが、心電
信号SEが表す心電誘導波形の周期的に繰り返す所定部
位、たとえばR波を検出し、その所定部位に基づいて心
拍数を算出して、所定の拍数分の信号が読み込まれるも
のであってもよい。 【0061】また、前述の実施例では、環境雑音決定手
段66(SB8、SD10)において環境雑音検出マイ
クロホンが決定されていたが、環境雑音決定手段66
(SB8、SD10)は備えられず、予め心音を検出す
る心音検出マイクロホンおよび環境雑音を検出する環境
雑音検出マイクロホンが決定されており、その心音検出
用マイクロホンを被測定者16の所定の心音検出部位に
装着し、その環境雑音検出マイクロホンを心臓の上部の
皮膚から所定距離D以上離れている離隔範囲の皮膚上に
装着するものであってもよい。 【0062】また、前述の実施例では、生体音として心
音が検出されていたが、呼吸音、胸膜音、動脈音、腸音
等のその他の心音が検出されるものであってもよい。 【0063】また、前述の実施例では、被測定者16の
皮膚に装着されるマイクロホンは2つであったが、3つ
以上であってもよい。 【0064】その他、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例である心音検出装置の構成を
示すブロック図である。 【図2】図1の実施例の電子制御装置の制御機能の要部
を説明する機能ブロック線図である。 【図3】図1の実施例の電子制御装置の制御作動の要部
を説明するフローチャートであって、感度校正ルーチン
を説明する図である。 【図4】図1の実施例の電子制御装置の制御作動の要部
を説明するフローチャートであって、心音測定ルーチン
を説明する図である。 【図5】第1信号および第2信号が表す波形の一例を示
す図であって、(a)は第1信号が表す波形を示し、
(b)は第2信号が表す波形を示している。 【図6】表示器に表示される心電誘導波形および心音波
形の一例を示す図である。 【図7】本発明の他の実施例における演算制御装置の制
御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 【図8】図7の実施例の電子制御装置の制御作動の要部
を説明するフローチャートであって、感度校正ルーチン
を説明する図である。 【図9】図7の実施例の電子制御装置の制御作動の要部
を説明するフローチャートであって、心音測定ルーチン
を説明する図である。 【符合の説明】 10:心音検出装置 12、14:マイクロホン(心音センサ) 22、32:主増幅器 66:環境雑音決定手段 68:環境雑音除去手段 72:補正係数決定手段 74:補正手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 生体内で生じる生体音を検出して、該生
    体音を表す生体音信号を出力する生体音検出装置であっ
    て、 生体の皮膚上に装着されて該皮膚に伝達される音を検出
    するための少なくとも2つのマイクロホンと、 該少なくとも2つのマイクロホンが前記生体の皮膚上に
    装着された状態で、該マイクロホンの一つから出力され
    る信号から、該マイクロホンの他の一つから出力される
    信号に基づいて、環境雑音を除去する環境雑音除去手段
    とを、含むことを特徴とする生体音検出装置。
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