JP7041911B2 - Respiratory sound processing device, respiratory sound processing method, and computer program - Google Patents
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Description
本発明は、取得した呼吸音に関する処理を行う呼吸音処理装置及び呼吸音処理方法、並びに、コンピュータに呼吸音処理方法を実行させるコンピュータプログラムの技術分野に関する。 The present invention relates to a respiratory sound processing device and a respiratory sound processing method for processing acquired breath sounds, and a technical field of a computer program for causing a computer to execute the respiratory sound processing method.
このような呼吸音処理装置の一例が特許文献1に記載されている。具体的には、特許文献1には、夫々が被験者の生体音を集音可能な複数のマイクロフォンが出力する電気信号のパターンを比較し、いずれかのマイクロフォンが出力する電気信号のパターンが別のマイクロフォンが出力する電気信号のパターンに対して所定量以上ずれた場合に、生体に異常が発生していると判断して警報を発する呼吸音処理装置が記載されている。
An example of such a breath sound processing apparatus is described in
上述した特許文献1に記載された呼吸音処理装置では、複数のマイクロフォンが出力する電気信号のパターンを相互に比較する必要がある。このため、複数のマイクロフォンが出力する電気信号のパターンを相互に比較する必要がない呼吸音処理装置と比較して、呼吸音処理装置の処理負荷が大きくなるという技術的問題が生ずる。
In the breath sound processing apparatus described in
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、相対的に小さい処理負荷で呼吸音に関する処理を行うことが可能な呼吸音処理装置、呼吸音処理方法及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。 The above-mentioned problems are given as an example of the problems to be solved by the present invention. An object of the present invention is to provide a respiratory sound processing device, a respiratory sound processing method, and a computer program capable of performing processing related to respiratory sounds with a relatively small processing load.
本発明の呼吸音処理装置の第1の態様は、所定期間中の呼吸音の音量の増加量が第1閾値以上であるか否かを判定する判定部と、前記増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合に、所定信号を出力する出力部とを備える。 A first aspect of the respiratory sound processing apparatus of the present invention is a determination unit for determining whether or not the amount of increase in the volume of breath sounds during a predetermined period is equal to or greater than the first threshold value, and the increase amount is the first threshold value. When it is determined that the above is the case, it is provided with an output unit that outputs a predetermined signal.
本発明の呼吸音処理方法の第1の態様は、所定期間中の呼吸音の音量の増加量が第1閾値以上であるか否かを判定する判定工程と、前記増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合に、所定信号を出力する出力工程とを備える。 A first aspect of the respiratory sound processing method of the present invention is a determination step of determining whether or not the amount of increase in the volume of breath sounds during a predetermined period is equal to or greater than the first threshold value, and the increase amount is the first threshold value. When it is determined that the above is the case, an output step of outputting a predetermined signal is provided.
本発明のコンピュータプログラムの第1の態様は、コンピュータに上述した本発明の呼吸音処理方法の第1の態様を実行させる。 The first aspect of the computer program of the present invention causes a computer to execute the first aspect of the breath sound processing method of the present invention described above.
以下、呼吸音処理装置、呼吸音処理方法及びコンピュータプログラムの実施形態について説明を進める。 Hereinafter, the breath sound processing device, the breath sound processing method, and the embodiment of the computer program will be described.
(呼吸音処理装置の実施形態)
<1>
呼吸音処理装置の実施形態は、所定期間中の呼吸音の音量の増加量が第1閾値以上であるか否かを判定する判定部と、前記増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合に、所定信号を出力する出力部とを備える。
(Embodiment of breath sound processing device)
<1>
In the embodiment of the breath sound processing device, a determination unit for determining whether or not the amount of increase in the volume of the breath sound during a predetermined period is equal to or greater than the first threshold value, and a determination unit for determining whether the increase amount is equal to or greater than the first threshold value. When this is done, it is provided with an output unit that outputs a predetermined signal.
本願発明者等の研究によれば、呼吸音に異常が生ずると、呼吸音に異常が生じていない場合と比較して、呼吸音の音量が増加することが判明している。具体的には、呼吸音に異常音(例えば、副雑音)が混入すると、呼吸音の音量は、異常音の混入に起因して、異常音が含まれていない呼吸音の音量よりも大きくなることが判明している。このため、呼吸音処理装置の実施形態によれば、呼吸音の音量の増加量に基づいて、生体に異常が発生しているか否かを実質的に判定可能である。具体的には、呼吸音処理装置の実施形態は、呼吸音の音量の増加量が第1閾値以上であると判定される場合には、生体に異常が発生していると判定し、所望の出力信号(例えば、後述する警告信号)を出力可能である。 According to the research by the inventors of the present application, it has been found that when the breath sounds are abnormal, the volume of the breath sounds is increased as compared with the case where the breath sounds are not abnormal. Specifically, when abnormal sounds (for example, secondary noise) are mixed in the breath sounds, the volume of the breath sounds becomes louder than the volume of the breath sounds that do not contain the abnormal sounds due to the mixing of the abnormal sounds. It turns out that. Therefore, according to the embodiment of the breath sound processing apparatus, it is possible to substantially determine whether or not an abnormality has occurred in the living body based on the amount of increase in the volume of the breath sound. Specifically, in the embodiment of the respiratory sound processing device, when it is determined that the amount of increase in the volume of the respiratory sound is equal to or greater than the first threshold value, it is determined that an abnormality has occurred in the living body, and it is desired. An output signal (for example, a warning signal described later) can be output.
このように、呼吸音処理装置の実施形態は、複数の呼吸音センサ(例えば、マイクロフォン)が出力する電気信号のパターンを相互に比較することなく、生体に異常が発生しているか否かを実質的に判定可能である。従って、呼吸音処理装置の実施形態は、呼吸音に関する処理(ここでは、増加量が第1閾値以上であるか否かを判定し、出力信号を出力する処理)を相対的に小さい処理負荷で行うことができる。 As described above, the embodiment of the breath sound processing device substantially determines whether or not an abnormality has occurred in the living body without comparing the patterns of electric signals output by a plurality of breath sound sensors (for example, a microphone) with each other. Can be determined. Therefore, in the embodiment of the respiratory sound processing device, the processing related to the respiratory sound (here, the processing of determining whether or not the increase amount is equal to or greater than the first threshold value and outputting the output signal) is performed with a relatively small processing load. It can be carried out.
<2>
上述した呼吸音処理装置の実施形態の他の態様では、前記判定部は、一の前記所定期間中の前記増加量が一の前記第1閾値以上であるか否か及び前記一の所定期間とは少なくとも部分的に異なる他の前記所定期間中の前記増加量が他の前記第1閾値以上であるか否かを判定し、前記出力部は、前記一の所定期間中の前記増加量が前記一の第1閾値以上である及び/又は前記他の所定期間中の前記増加量が前記他の第1閾値以上であると判定された場合に、前記所定信号を出力する。
<2>
In another embodiment of the breath sound processing apparatus described above, the determination unit determines whether or not the increase amount during the predetermined period is equal to or greater than the first threshold value and the predetermined period. Determines whether the increased amount during the other predetermined period, which is at least partially different, is equal to or higher than the other first threshold value, and the output unit determines that the increased amount during the one predetermined period is the said. When it is determined that the amount is equal to or greater than one first threshold value and / or the amount of increase during the other predetermined period is equal to or greater than the other first threshold value, the predetermined signal is output.
この態様によれば、呼吸音処理装置は、少なくとも部分的に異なる複数の期間中における呼吸音の音量の増加量に基づいて、生体に異常が発生しているか否かをより高精度に判定可能である。 According to this aspect, the breath sound processing device can more accurately determine whether or not an abnormality has occurred in the living body based on the amount of increase in the volume of the breath sound during at least partially different periods. Is.
<3>
上述した呼吸音処理装置の実施形態の他の態様では、前記判定部は、更に、前記音量が第2閾値以上であるか否かを判定し、前記出力部は、(i)前記増加量が前記第1閾値以上であり且つ前記音量が前記第2閾値以上であると判定された場合に、前記所定信号を出力し、(ii)前記増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合であっても、前記音量が前記第2閾値以上でないと判定された場合には、前記所定信号を出力しない。
<3>
In another embodiment of the breath sound processing apparatus described above, the determination unit further determines whether or not the volume is equal to or higher than the second threshold value, and the output unit has (i) the increase amount. When it is determined that the volume is equal to or higher than the first threshold value and the volume is equal to or higher than the second threshold value, the predetermined signal is output, and (ii) it is determined that the increase amount is equal to or higher than the first threshold value. Even in this case, if it is determined that the volume is not equal to or higher than the second threshold value, the predetermined signal is not output.
上述したように呼吸音に異常が生ずると呼吸音の音量が増加することを考慮すれば、呼吸音の音量自体が相応に大きい場合には、呼吸音に異常が発生している可能性が相対的に高い。一方で、呼吸音の音量自体がそれほど大きくない場合には、呼吸音に異常が発生していない可能性がある。従って、呼吸音の音量の増加量が第1閾値以上であっても、呼吸音の音量自体がそれほど大きくない(つまり、第2閾値以上でない)場合には、呼吸音に異常が発生していない(結果、生体に異常が発生していない)可能性がある。このため、この態様によれば、呼吸音の音量の増加量に加えて呼吸音の音量自体も参照するがゆえに、呼吸音処理装置は、生体に異常が発生しているか否かをより高精度に判定可能である。 Considering that the volume of the breath sounds increases when the breath sounds are abnormal as described above, if the volume of the breath sounds is correspondingly loud, it is relatively possible that the breath sounds are abnormal. High. On the other hand, if the volume of the breath sounds is not so loud, there is a possibility that the breath sounds are not abnormal. Therefore, even if the increase in the volume of the breath sounds is equal to or higher than the first threshold value, if the volume of the breath sounds is not so loud (that is, not equal to or higher than the second threshold value), no abnormality has occurred in the breath sounds. (As a result, no abnormality has occurred in the living body). Therefore, according to this aspect, since the volume of the breath sound itself is referred to in addition to the amount of increase in the volume of the breath sound, the respiratory sound processing device can more accurately determine whether or not an abnormality has occurred in the living body. Can be determined.
<4>
上述した呼吸音処理装置の実施形態の他の態様では、前記増加量は、前記所定期間中の前記音量の極小値からの増加量である。
<4>
In another embodiment of the breath sound processing apparatus described above, the increase is an increase from the minimum value of the volume during the predetermined period.
この態様によれば、呼吸音処理装置は、極小値を基準とする増加量に基づいて、生体に異常が発生しているか否かをより高精度に判定可能である。 According to this aspect, the respiratory sound processing apparatus can determine with higher accuracy whether or not an abnormality has occurred in the living body based on the amount of increase based on the minimum value.
<5>
上述した呼吸音処理装置の実施形態の他の態様では、前記所定信号は、生体の異常を警告するための警告信号を含む。
<5>
In another embodiment of the breath sound processing apparatus described above, the predetermined signal includes a warning signal for warning an abnormality of a living body.
この態様によれば、呼吸音処理装置は、生体に異常が発生していることを適切に警告可能である。 According to this aspect, the respiratory sound processing device can appropriately warn that an abnormality has occurred in the living body.
(呼吸音処理方法の実施形態)
<6>
呼吸音処理方法の実施形態は、所定期間中の呼吸音の音量の増加量が第1閾値以上であるか否かを判定する判定工程と、前記増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合に、所定信号を出力する出力工程とを備える。
(Embodiment of breath sound processing method)
<6>
The embodiment of the breath sound processing method includes a determination step of determining whether or not the amount of increase in the volume of the breath sound during a predetermined period is equal to or greater than the first threshold value, and determining that the increase amount is equal to or greater than the first threshold value. If this is the case, it is provided with an output step of outputting a predetermined signal.
呼吸音処理方法の実施形態によれば、上述した呼吸音処理装置の実施形態が使用するライブラリを適切に生成することができる。尚、呼吸音処理装置の実施形態が採用し得る他の態様に対応して、呼吸音処理方法の実施形態も、当該他の態様を採用してもよい。 According to the embodiment of the breath sound processing method, the library used by the embodiment of the breath sound processing apparatus described above can be appropriately generated. In addition, corresponding to the other aspects that can be adopted by the embodiment of the breath sound processing device, the embodiment of the breath sound processing method may also adopt the other embodiment.
(コンピュータプログラムの実施形態)
<7>
コンピュータプログラムの実施形態は、コンピュータに上述した呼吸音処理方法の実施形態を実行させる。
(Embodiment of computer program)
<7>
The embodiment of the computer program causes a computer to execute the embodiment of the breath sound processing method described above.
コンピュータプログラムの実施形態によれば、上述した呼吸音処理方法の実施形態が享受する効果と同様の効果を好適に享受することができる。尚、呼吸音処理方法の実施形態が採用する他の態様に対応して、コンピュータプログラムの実施形態も、当該他の態様を採用してもよい。 According to the embodiment of the computer program, it is possible to preferably enjoy the same effect as that of the above-described embodiment of the respiratory sound processing method. In addition, corresponding to the other embodiment adopted by the embodiment of the breath sound processing method, the embodiment of the computer program may also adopt the other embodiment.
呼吸音処理装置、呼吸音処理方法、及び、コンピュータプログラムの実施形態の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。 The actions and other gains of the breath sound processing apparatus, the breath sound processing method, and the embodiments of the computer program will be described in more detail in the examples shown below.
以上説明したように、呼吸音処理装置の実施形態は、判定部と、出力部とを備える。呼吸音処理方法の実施形態は、判定工程と、出力工程とを備える。コンピュータプログラムの実施形態は、コンピュータに上述した呼吸音処理方法の実施形態を実行させる。従って、相対的に小さい処理負荷で呼吸音に関する処理を行うことができる。 As described above, the embodiment of the respiratory sound processing device includes a determination unit and an output unit. The embodiment of the breath sound processing method includes a determination step and an output step. The embodiment of the computer program causes a computer to execute the embodiment of the breath sound processing method described above. Therefore, it is possible to perform processing related to breath sounds with a relatively small processing load.
以下、図面を参照しながら、呼吸音処理装置、呼吸音処理方法、及び、コンピュータプログラムの実施例について説明する。尚、以下では、呼吸音処理装置、呼吸音処理方法、及び、コンピュータプログラムの実施例が適用された生体監視装置1を用いて説明を進める。
Hereinafter, examples of a breath sound processing device, a breath sound processing method, and a computer program will be described with reference to the drawings. In the following, a description will be given using a breath sound processing device, a breath sound processing method, and a
(1)生体監視装置1の構成
はじめに、図1を参照しながら、本実施例の生体監視装置1の構成について説明する。図1は、本実施例の生体監視装置1の構成を示すブロック図である。
(1) Configuration of
図1に示すように、生体監視装置1は、生体の状態を監視する。具体的には、生体監視装置1は、生体に異常が発生している(つまり、生体の状態が異常である)か否かを監視し、生体に異常が発生している場合にその旨をユーザに通知する。生体の状態を監視するために、生体監視装置1は、複数の(図1に示す例では、4つの)呼吸音センサ11と、上述した実施形態における「呼吸音処理装置」の一具体例であるCPU(Central Processing Unit)12と、記憶装置13と、ディスプレイ14と、操作機器15と、スピーカー16を備えている。
As shown in FIG. 1, the
各呼吸音センサ11は、生体の呼吸音を取得(つまり、検出)する。呼吸音センサ11の一例として、呼吸音に起因した空気の振動を直接検出するマイクロフォンや、呼吸音に起因した媒質(例えば、患者の体表)の振動が伝達されたダイヤフラムの振動を検出することで呼吸音を検出する振動センサ等があげられる。複数の呼吸音センサ11は、夫々、生体の異なる箇所に取り付けられることが好ましい。各呼吸音センサ11の検出結果である呼吸音信号は、各呼吸音センサ11からCPU12に出力される。
Each
CPU12は、生体監視装置1の全体の動作を制御する。本実施例では特に、CPU12は、CPU12がコンピュータプログラムを実行することでCPU12内に論理的に実現される処理ブロックとして、音量演算部121と、差分算出部122と、上述した実施形態における「判定部」の一具体例である判定部123と、上述した実施形態における「出力部」の一具体例である警告部124とを備える。尚、音量演算部121、差分算出部122、判定部123及び警告部124の夫々の動作については、後に図2等を参照しながら詳述するが、以下にその概略について簡単に説明する。音量演算部121は、呼吸音信号に基づいて、呼吸音信号が示す呼吸音の音量(以降、“呼吸音量”と称する)を算出する。差分算出部122は、音量演算部121が算出した呼吸音量に基づいて、所定期間中の呼吸音量の増加量(つまり、呼吸音量の経時的増加量であり、以下“呼吸音増加量”と称する)を算出する。判定部123は、差分算出部122が算出した呼吸音増加量が所定の閾値TH1以上であるか否かを判定する。呼吸音増加量が閾値TH1以上であると判定部123が判定した場合に、生体に異常が発生していることを通知するための警告信号をディスプレイ14に出力し、警告音をスピーカー16から出力する。
The
記憶装置13は、音量演算部121が算出した呼吸音量を示す音量データを記憶する。記憶装置13が記憶している音量データは、差分算出部122が増加量を算出する際に適宜参照される。記憶装置13は、例えば、ハードディスクや、ソリッドステートドライブを含む。
The
ディスプレイ14は、CPU12の制御下で所望の表示物(例えば、画像や動画等)を表示可能である。特に、CPU12(特に、警告部124)から警告信号が出力された場合には、ディスプレイ14は、生体に異常が発生していることを示す表示物を表示する。
The
操作機器15は、生体監視装置1のユーザ(例えば、医師や看護師等の医療従事者)が操作可能な装置である。例えば、ユーザは、操作機器15を用いて、生体監視装置1の動作内容を設定するための操作を行う。操作機器15は、例えば、マウス、キーボード及びディスプレイ14に付随するタッチパネルの少なくとも一つを含む。
The
スピーカー16は、生体に異常が発生している際に警告音を発生させる。
The
(2)生体監視装置1の動作
続いて、本実施例の生体監視装置1の動作について説明する。本実施例では、生体監視装置1は、呼吸音を取得する動作と、取得した呼吸音に基づいて生体に異常が発生しているか否かを判定する動作とを並行して行う。従って、以下では、呼吸音を取得する動作と、生体に異常が発生しているか否かを判定する動作とを順に説明する。
(2) Operation of the
(2-1)呼吸音を取得する動作
はじめに、図2を参照しながら、呼吸音を取得する動作について説明する。図2は、呼吸音を取得する動作の流れを示すフローチャートである。
(2-1) Operation for acquiring respiratory sounds First, an operation for acquiring breath sounds will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of an operation for acquiring a breath sound.
図2に示すように、複数の呼吸音センサ11の夫々が呼吸音を取得する(ステップS11)。各呼吸音センサ11は、検出結果である呼吸音信号を、CPU12に出力する。尚、呼吸音信号は、呼吸音の強度(つまり、音量に相当する振幅レベル)を時間軸上の波形として示すアナログ信号である。
As shown in FIG. 2, each of the plurality of
その後、音量演算部121は、各呼吸音センサ11が出力する呼吸音信号に基づいて、呼吸音量を算出する(ステップS12)。このとき、音量演算部121は、呼吸音センサ11毎に別個に、呼吸音量を算出する。つまり、音量演算部121は、第1の呼吸音センサ11が出力する呼吸音信号に基づいて、第1の呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量を算出し、第2の呼吸音センサ11が出力する呼吸音信号に基づいて、第2の呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量を算出し、・・・、第4の呼吸音センサ11が出力する呼吸音信号に基づいて、第4の呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量を算出する。
After that, the
音量演算部121は、呼吸音信号に基づいて呼吸音量を算出する動作として、既存の動作を採用してもよい。以下、呼吸音信号に基づいて呼吸音量を算出する動作の一例について説明する。音量演算部121は、アナログ信号である呼吸音信号をデジタル信号に変換する。その結果、音量演算部121は、有限個のサンプル値(つまり、音量を示すサンプル値)を取得する。その後、音量演算部121は、所定の呼吸音量算出期間(例えば、直近10秒の期間)中のサンプル値の二乗平均平方根であるRMS値を算出する。つまり、呼吸音量算出期間中にN個のサンプル値(x1、x2、・・・、xN)が存在する場合には、音量演算部121は、RMS値=((x1
2+x2
2+、・・・+xN
2)/N)1/2という数式を用いて、RMS値を算出する。その後、音量演算部121は、dB値=20×log10(RMS値)という数式を用いて、RMS値をデシベルという単位で呼吸音量を示すdB値に変換する。本実施例では、RMS値及びdB値の少なくとも一方が、呼吸音量として用いられる。
The
呼吸音信号が継続的に取得され得るがゆえに、音量演算部121は、呼吸音量を継続的に算出し続ける。例えば、音量演算部121は、呼吸音量算出期間が経過する都度(例えば、10秒が経過する都度)、呼吸音量を新たに算出する。
Since the breath sound signal can be continuously acquired, the
その後、記憶装置13は、音量演算部121が算出した呼吸音量を示す音量データを記憶する(ステップS13)。記憶装置13は、記憶している呼吸音量がいずれの呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量であるかが分かるように、音量データを記憶する。従って、記憶装置13は、記憶装置13が記憶する音量データの一例を示す図3に示すように、呼吸音量と呼吸音センサ11のセンサIDとを対応付けた上で、呼吸音量を記憶する。更に、記憶装置13は、記憶している呼吸音量がいずれの日時に取得された呼吸音の音量であるかが分かるように、音量データを記憶する。従って、記憶装置13は、図3に示すように、呼吸音量と日時とを対応付けた上で、呼吸音量を記憶する。尚、図3は、呼吸音量として、RMS値及びdB値の双方を含む音量データの一例を示す。しかしながら、記憶装置13は、RMS値及びdB値のいずれか一方を含む音量データを記憶してもよい。
After that, the
音量データの記憶装置13への記憶と並行して、ディスプレイ14は、音量演算部121が算出した呼吸音量を表示してもよい。例えば、図4(a)に示すように、ディスプレイ14は、呼吸音量を時間軸上の波形として示すグラフを用いて、呼吸音量を示してもよい。或いは、複数の呼吸音センサ11が生体の異なる箇所に取り付けられているため、ディスプレイ14は、図4(b)に示すように、ある呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量を示すグラフを、当該呼吸音が取得された生体の位置に関連付けて表示してもよい。或いは、ディスプレイ14は、図4(c)に示すように、ある呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量の大小を色の濃さで示す表示物を、当該呼吸音が取得された生体の位置に関連付けて表示してもよい。
In parallel with the storage of the volume data in the
以上説明したステップS11からステップS13までの処理が、呼吸音を取得する動作を終了する旨の指示が操作機器15を用いてユーザから要求されるまで繰り返される(ステップS14)。 The process from step S11 to step S13 described above is repeated until an instruction to end the operation of acquiring the breath sound is requested by the user using the operating device 15 (step S14).
(2-2)生体に異常が発生しているか否かを判定する動作
続いて、図5を参照しながら、生体に異常が発生しているか否かを判定する動作について説明する。図5は、生体に異常が発生しているか否かを判定する動作の流れを示すフローチャートである。
(2-2) Operation for determining whether or not an abnormality has occurred in a living body Next, an operation for determining whether or not an abnormality has occurred in the living body will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of an operation for determining whether or not an abnormality has occurred in a living body.
図5に示すように、まず、差分算出部122は、呼吸音増加量(つまり、所定期間中の呼吸音量の増加量)を算出する(ステップS21)。呼吸音増加量を算出する際にも、呼吸音量を算出する場合と同様に、差分算出部122は、呼吸音センサ11毎に別個に、呼吸音増加量を算出する。つまり、差分算出部122は、第1の呼吸音センサ11が検出した呼吸音量の所定期間中の増加量を算出し、第2の呼吸音センサ11が検出した呼吸音量の所定期間中の増加量を算出し、・・・、第4の呼吸音センサ11が検出した呼吸音量の所定期間中の増加量を算出する。
As shown in FIG. 5, first, the
所定期間は、現在時刻(つまり、ステップS21の処理が行われている時刻)を終了時刻とする期間である。例えば、所定期間は、現在時刻から過去数分ないしは数十分(例えば、30分)の期間であってもよい。例えば、所定期間は、現在時刻から過去数時間の期間であってもよい。この所定期間は、デフォルトで予め設定されていてもよい。所定期間は、操作機器15を介したユーザの指示によって設定されてもよい。
The predetermined period is a period whose end time is the current time (that is, the time when the process of step S21 is performed). For example, the predetermined period may be a period of several minutes or several tens of minutes (for example, 30 minutes) from the current time. For example, the predetermined period may be a period of several hours in the past from the current time. This predetermined period may be preset by default. The predetermined period may be set by the instruction of the user via the operating
所定期間中の呼吸音量の増加量は、図6(a)に示すように、所定期間中の呼吸音量の極小値(つまり、最小値)に対する、現在時刻(つまり、所定期間の終了時刻)の呼吸音量の増加量である。但し、所定期間中の呼吸音量の増加量は、図6(b)に示すように、所定期間の開始時刻における呼吸音量に対する、現在時刻の呼吸音量の増加量であってもよい。或いは、所定期間中の呼吸音量の増加量は、所定期間中の任意の時刻における呼吸音量に対する、現在時刻の呼吸音量の増加量であってもよい。 As shown in FIG. 6A, the amount of increase in the respiratory volume during the predetermined period is the current time (that is, the end time of the predetermined period) with respect to the minimum value (that is, the minimum value) of the respiratory volume during the predetermined period. The amount of increase in breathing volume. However, as shown in FIG. 6B, the amount of increase in the respiratory volume during the predetermined period may be the amount of increase in the respiratory volume at the current time with respect to the respiratory volume at the start time of the predetermined period. Alternatively, the amount of increase in the respiratory volume during the predetermined period may be the amount of increase in the respiratory volume at the current time with respect to the respiratory volume at any time during the predetermined period.
差分算出部122は、記憶装置122が記憶している音量データ(特に、音量データのうち所定期間中の呼吸音量を示す一部のデータ部分)に基づいて、呼吸音増加量を算出する。例えば、図7は、音量データのうち、現在時刻が10時22分00秒であり且つ所定期間が現在時刻から過去1時間の期間(つまり、9時22分00秒から10時22分00秒までの期間)である場合に差分算出部122が参照するデータ部分を示す。差分算出部122は、このデータ部分から、呼吸音センサ11毎に、所定期間中の呼吸音量の極小値を特定する。その後、差分算出部122は、呼吸音センサ11毎に、特定した極小値に対する現在時刻の呼吸音量の増加量を算出する。その結果、呼吸センサ11毎に、呼吸音増加量が算出される。
The
差分算出部122が算出した呼吸音増加量は、差分算出部122から判定部123に出力される。その後、判定部123は、差分算出部122が算出した呼吸音増加量に関する第1異常条件が成立しているか否かを判定する(ステップS23)。本実施例では、第1異常条件として、差分算出部122が算出した呼吸音増加量が所定の閾値TH1以上であるという条件が用いられる。
The respiratory sound increase amount calculated by the
生体監視装置1が複数の呼吸音センサ11を備えているがゆえに、判定部123には、呼吸音センサ11と同じ数の呼吸音増加量が出力される。この場合、第1異常条件は、複数の呼吸音増加量のうちいずれか一つの呼吸音増加量が閾値TH1以上である(一方で、複数の経時的増加量のうち残りの呼吸音増加量が閾値TH1以上であるか否かは問わない)という条件であってもよい。或いは、第1異常条件は、複数の経時的増加量のうち二つ以上の呼吸音増加量が閾値TH1以上である(一方で、複数の呼吸音増加量のうち残りの呼吸音増加量が閾値TH1以上であるか否かは問わない)という条件であってもよい。或いは、異常条件は、複数の呼吸音増加量の全てが閾値TH1以上であるという条件であってもよい。
Since the
尚、ステップS22において用いられる第1異常条件は、デフォルトで予め設定されているが、操作機器15を介したユーザの指示によって設定(つまり、変更)されてもよい。
The first abnormality condition used in step S22 is preset by default, but may be set (that is, changed) by a user's instruction via the operating
閾値TH1は、正常な呼吸音と異常な呼吸音とを呼吸音増加量の大小から区別することができるように適切な値に設定される。具体的には、本願発明者等の研究によれば、呼吸音に異常が生ずると、呼吸音に異常が生じていない場合と比較して、呼吸音量が大きくなることが判明している。具体的には、異常音(例えば、副雑音)が混入している呼吸音の音量は、異常音の混入に起因して、異常音が含まれていない呼吸音の音量よりも大きくなることが判明している。このため、閾値TH1は、このような異常音が含まれている呼吸音と異常音が含まれていない呼吸音との違いを識別可能な適切な値に設定される。尚、閾値TH1は、デフォルトで予め設定されているが、操作機器15を介したユーザの指示によって設定(或いは、調整)されてもよい。
The threshold value TH1 is set to an appropriate value so that normal respiratory sounds and abnormal respiratory sounds can be distinguished from each other according to the amount of increase in respiratory sounds. Specifically, according to the research by the inventors of the present application, it has been found that when an abnormality occurs in the breath sounds, the respiratory volume becomes louder as compared with the case where the breath sounds do not have an abnormality. Specifically, the volume of the breath sounds mixed with abnormal sounds (for example, secondary noise) may be higher than the volume of the breath sounds containing no abnormal sounds due to the mixing of the abnormal sounds. It is known. Therefore, the threshold value TH1 is set to an appropriate value that can discriminate between the breath sounds containing such abnormal sounds and the breath sounds not containing the abnormal sounds. Although the threshold value TH1 is preset by default, it may be set (or adjusted) according to a user's instruction via the operating
ステップS22の判定の結果、第1異常条件が成立している(つまり、呼吸音増加量が所定の閾値TH1以上である)と判定された場合には(ステップS22:Yes)、呼吸音に異常が発生している(つまり、異常音が含まれている)と推定される。なぜならば、上述したように、呼吸音に異常が生ずると、呼吸音量が大きくなるからである。このため、呼吸音に異常を引き起こすような何らかの異常が生体に発生していると推定される。この場合には、警告部124は、生体に異常が発生していることを通知するための警告信号をディスプレイ14に出力する(ステップS23)。その結果、ディスプレイ14には、生体に異常が発生していることを示す表示物(例えば、画像等)が表示される。また、スピーカー16からは警告音が出力される。
As a result of the determination in step S22, when it is determined that the first abnormal condition is satisfied (that is, the amount of increase in the respiratory sound is equal to or higher than the predetermined threshold value TH1) (step S22: Yes), the respiratory sound is abnormal. Is presumed to have occurred (that is, an abnormal sound is included). This is because, as described above, when an abnormality occurs in the breath sounds, the breath volume becomes louder. Therefore, it is presumed that some abnormality that causes an abnormality in the breath sounds has occurred in the living body. In this case, the
他方で、ステップS22の判定の結果、第1異常条件が成立していない(つまり、経時的増加量が所定の閾値TH1以上でない)と判定された場合には(ステップS22:No)、呼吸音に異常が発生していない(つまり、異常音が含まれていない)と推定される。この場合には、警告部124は、警告信号をディスプレイ14に出力しない。また、警告音をスピーカー16に出力しない。
On the other hand, when it is determined as a result of the determination in step S22 that the first abnormal condition is not satisfied (that is, the amount of increase over time is not equal to or higher than the predetermined threshold value TH1) (step S22: No), the breath sounds. It is presumed that no abnormality has occurred in (that is, no abnormal sound is included). In this case, the
以上説明したステップS21からステップS23までの処理が、生体に異常が発生しているか否かを判定する動作を終了する旨の指示が操作機器15を用いてユーザから要求されるまで繰り返される(ステップS24)。 The process from step S21 to step S23 described above is repeated until an instruction to end the operation of determining whether or not an abnormality has occurred in the living body is requested by the user using the operating device 15 (step). S24).
(3)技術的効果
以上説明したように、本実施例の生体監視装置1は、呼吸音増加量が閾値TH1以上であるか否かを判定することで、生体に異常が発生しているか否かを判定することができる。このため、生体監視装置1は、複数の呼吸音センサ11が取得した呼吸音を相互に比較することなく、生体に異常が発生しているか否かを判定することができる。従って、生体監視装置1は、生体に異常が発生しているか否かを判定する動作を相対的に小さい処理負荷で行うことができる。
(3) Technical effects As described above, the
加えて、本実施形態の生体監視装置1は、呼吸音に基づいて生体に異常が発生しているか否かを判定することができる。このため、経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2)等のように呼吸音の異常(或いは、生体の異常)が発生してから遅れて異常値となるように変化するパラメータに基づいて生体に異常が発生しているか否かを判定する比較例の生体監視装置1と比較して、生体に異常が発生しているか否かをより早期に判定することができる。
In addition, the
(4)変形例
(4-1)第1変形例
上述した説明では、第1異常条件として、単一の所定期間中の呼吸音増加量が閾値TH1以上になるという条件が用いられている。しかしながら、第1異常条件として、複数の異なる所定期間中の呼吸音増加量が閾値TH1以上になるという条件が用いられてもよい。例えば、第1の所定期間(例えば、現在時刻から過去30分の期間)中の呼吸音増加量が第1の閾値TH1-1以上になり且つ第1の所定期間とは異なる第2の所定期間(例えば、現在時刻から過去1時間の期間)中の呼吸音増加量が第2の閾値TH1-2以上になるという条件が、第1異常条件として用いられてもよい。或いは、例えば、第1の所定期間中の呼吸音増加量が第1の閾値TH1-1以上になるか、又は、第2の所定期間中の呼吸音増加量が第2の閾値TH1-2以上になるという条件が、第1異常条件として用いられてもよい。尚、第1の閾値TH1-1は、第2の閾値TH1-2と同じであってもよいし、異なっていてもよい。3つ以上の所定期間中の呼吸音増加量に関する第1異常条件についても同様である。つまり、第1の所定期間(例えば、現在時刻から過去30分の期間)中の呼吸音増加量が第1の閾値TH1-1以上になる、及び/又は、第1の所定期間とは異なる第2の所定期間(例えば、現在時刻から過去1時間の期間)中の呼吸音増加量が第2の閾値TH1-2以上になる、・・・、第1の所定期間から第K-1の所定期間とは異なる第K(但し、Kは2以上の整数)の所定期間(例えば、現在時刻から過去2時間の期間)中の呼吸音増加量が第Kの閾値TH1-K以上になるという条件が、第1異常条件として用いられてもよい。この場合、第1の閾値TH1-1から第Kの閾値TH1-Kの全てが同じであってもよいし、第1の閾値TH1-1から第Kの閾値TH1-Kの少なくとも一つが、第1の閾値TH1-1から第Kの閾値TH1-Kの少なくとも他の一つと異なっていてもよい。
(4) Modification example
(4-1) First Modification Example In the above description, the condition that the amount of increase in breath sounds during a single predetermined period becomes the threshold value TH1 or more is used as the first abnormal condition. However, as the first abnormal condition, a condition that the amount of increase in respiratory sounds during a plurality of different predetermined periods becomes the threshold value TH1 or more may be used. For example, a second predetermined period in which the amount of increase in breathing sound during the first predetermined period (for example, the period of the past 30 minutes from the current time) is equal to or higher than the first threshold value TH1-1 and is different from the first predetermined period. The condition that the amount of increase in breathing sound during (for example, the period of the past 1 hour from the current time) becomes the second threshold value TH1-2 or more may be used as the first abnormal condition. Alternatively, for example, the respiratory sound increase amount during the first predetermined period becomes the first threshold value TH1-1 or more, or the respiratory sound increase amount during the second predetermined period becomes the second threshold value TH1-2 or more. The condition of becoming may be used as the first abnormal condition. The first threshold value TH1-1 may be the same as or different from the second threshold value TH1-2. The same applies to the first abnormal condition regarding the amount of increase in breath sounds during three or more predetermined periods. That is, the amount of increase in breathing sound during the first predetermined period (for example, the period of the past 30 minutes from the current time) becomes the first threshold value TH1-1 or more, and / or is different from the first predetermined period. The amount of increase in breathing sound during the predetermined period of 2 (for example, the period of the past 1 hour from the current time) becomes the second threshold value TH1-2 or more, ..., The predetermined period of the first predetermined period to the predetermined period of K-1. A condition that the amount of increase in breathing sound during a predetermined period (for example, a period of the past 2 hours from the current time) of the K (where K is an integer of 2 or more) different from the period becomes the threshold TH1-K or more of the K. However, it may be used as the first abnormal condition. In this case, all of the first threshold value TH1-1 to the Kth threshold value TH1-K may be the same, or at least one of the first threshold value TH1-1 to the Kth threshold value TH1-K is the first. It may be different from at least one of the threshold values TH1-1 of 1 to TH1-K of the Kth threshold.
このような第1変形によれば、生体監視装置1は、呼吸音量がどのように変化しているか(つまり、増加しているか)をより高精度に認識することができる。このため、生体監視装置1は、生体に異常が発生しているか否かをより一層高精度に判定することができる。
According to such a first modification, the
尚、複数の異なる所定期間中の呼吸音増加量が閾値TH1以上になるという条件が第1異常条件として用いられる場合には、差分算出部122は、複数の異なる所定期間の夫々における呼吸音増加量を算出する。
When the condition that the amount of increase in respiratory sounds during a plurality of different predetermined periods is equal to or higher than the threshold value TH1 is used as the first abnormal condition, the
(4-2)第2変形例
判定部123は、上述した図5のステップS22において、上述した呼吸音増加量に関する第1異常条件が成立するか否かに加えて、呼吸音量に関する第2異常条件が成立しているか否かを判定してもよい。上述したように呼吸音に異常が生ずると呼吸音量が大きくなることから、呼吸音量が所定の閾値TH2以上になるという条件が、第2以上条件の一例としてあげられる。尚、閾値TH2は、閾値TH1と同様に、正常な呼吸音と異常な呼吸音とを呼吸音量の大小から区別することができるように適切な値に設定される。第1及び第2異常条件が用いられる場合には、警告部124は、第1異常条件及び第2異常条件の双方が成立していると判定された場合に、警告信号を出力する。他方で、警告部124は、第1異常条件及び第2異常条件の少なくとも一方が成立していないと判定された場合には、警告信号を出力しない。例えば、警告部124は、第1異常条件が成立していると判定された場合であっても、第2異常条件が成立していないと判定された場合には、警告信号を出力しない。
(4-2) In step S22 of FIG. 5 described above, the second
上述したように呼吸音に異常が生ずると呼吸音量が増加することを考慮すれば、呼吸音量自体が相応に大きい場合には、呼吸音に異常が発生している可能性が相対的に高い。一方で、呼吸音量自体がそれほど大きくない場合には、呼吸音に異常が発生していない可能性がある。このため、第2変形例によれば、生体に異常が発生しているか否かを判定する際に呼吸音増加量に加えて呼吸音量自体も参照するがゆえに、生体監視装置1は、生体に異常が発生しているか否かをより高精度に判定可能である。言い換えれば、生体に実際に異常が発生していないにも関わらず呼吸音増加量に基づけば生体に異常が発生していると誤判定されてしまう事態の発生が抑制される。
Considering that the respiratory volume increases when the respiratory sound is abnormal as described above, it is relatively high that the respiratory sound is abnormal when the respiratory volume itself is correspondingly loud. On the other hand, if the breath sounds themselves are not so loud, there is a possibility that the breath sounds are not abnormal. Therefore, according to the second modification, when determining whether or not an abnormality has occurred in the living body, the living
(4-3)その他の変形例
ディスプレイ14は、差分算出部122が算出した呼吸音増加量を表示してもよい。例えば、図8に示すように、ディスプレイ14は、ある呼吸音センサ11が取得した呼吸音の音量の増加量の大小を色の濃さで示す表示物を、当該呼吸音が取得された生体の位置に関連付けて表示してもよい。
(4-3) Other Modifications The
上述した説明では、生体監視装置1は、複数の呼吸音センサ11を備えている。しかしながら、生体監視装置1は、単一の呼吸音センサ11を備えていてもよい。
In the above description, the
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う呼吸音処理装置、呼吸音処理方法、及び、コンピュータプログラムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification, and the respiratory sound processing accompanied by such a modification. Devices, breath sound processing methods, and computer programs are also included in the technical scope of the present invention.
1 生体監視装置
11 呼吸音センサ
12 CPU
121 音量演算部
122 差分算出部
123 判定部
124 警告部
1
121
Claims (7)
前記増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合に、所定信号を出力する出力部と
を備え、
前記増加量は、前記所定期間の開始時刻における呼吸音の音量に対する前記所定期間の終了時刻における呼吸音の音量の増加量、又は前記所定期間中の呼吸音の音量の極小値に対する前記所定期間の終了時刻における呼吸音の音量の増加量であり、
前記第1閾値は、正常な呼吸音と異常な呼吸音とを前記増加量から区別可能となる値に設定されていることを特徴とする呼吸音処理装置。 A determination unit that determines whether or not the amount of increase in the volume of breath sounds during a predetermined period is equal to or greater than the first threshold value.
It is provided with an output unit that outputs a predetermined signal when it is determined that the increase amount is equal to or greater than the first threshold value.
The increase amount is the increase amount of the breath sound volume at the end time of the predetermined period with respect to the volume of the breath sound at the start time of the predetermined period, or the minimum value of the volume of the breath sound during the predetermined period. The amount of increase in the volume of breath sounds at the end time,
The first threshold value is a respiratory sound processing device characterized in that a normal respiratory sound and an abnormal respiratory sound are set to a value that can be distinguished from the increased amount .
前記出力部は、前記一の所定期間中の前記経時的増加量が前記一の第1閾値以上である及び/又は前記他の所定期間中の前記経時的増加量が前記他の第1閾値以上であると判定された場合に、前記所定信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の呼吸音処理装置。 The determination unit determines whether or not the amount of increase over time during the predetermined period is equal to or greater than the first threshold value, and during another predetermined period that is at least partially different from the predetermined period. It is determined whether or not the amount of increase over time is equal to or greater than the other first threshold value.
In the output unit, the amount of increase over time during the one predetermined period is equal to or greater than the first threshold value of the one, and / or the amount of increase over time during the other predetermined period is equal to or greater than the other first threshold value. The respiratory sound processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined signal is output when the determination is made.
前記出力部は、(i)前記経時的増加量が前記第1閾値以上であり且つ前記音量が前記第2閾値以上であると判定された場合に、前記所定信号を出力し、(ii)前記経時的増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合であっても、前記音量が前記第2閾値以上でないと判定された場合には、前記所定信号を出力しない
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の呼吸音処理装置。 The determination unit further determines whether or not the volume is equal to or higher than the second threshold value.
The output unit outputs the predetermined signal when it is determined that (i) the amount of increase over time is equal to or higher than the first threshold value and the volume is equal to or higher than the second threshold value, and (ii) the said. Even if it is determined that the amount of increase over time is equal to or greater than the first threshold value, if it is determined that the volume is not equal to or greater than the second threshold value, the predetermined signal is not output. The breath sound processing apparatus according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の呼吸音処理装置。 The respiratory sound processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of increase over time is an amount of increase from the minimum value of the volume during the predetermined period.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の呼吸音処理装置。 The respiratory sound processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined signal includes a warning signal for warning an abnormality of a living body.
呼吸音処理装置が、前記経時的増加量が前記第1閾値以上であると判定された場合に、所定信号を出力する出力工程と
を備え、
前記増加量は、前記所定期間の開始時刻における呼吸音の音量に対する前記所定期間の終了時刻における呼吸音の音量の増加量、又は前記所定期間中の呼吸音の音量の極小値に対する前記所定期間の終了時刻における呼吸音の音量の増加量であり、
前記第1閾値は、正常な呼吸音と異常な呼吸音とを前記増加量から区別可能となる値に設定されていることを特徴とする呼吸音処理方法。 A determination step in which the breath sound processing device determines whether or not the amount of increase in the volume of the breath sound over time is equal to or greater than the first threshold value.
The respiratory sound processing apparatus includes an output step of outputting a predetermined signal when it is determined that the amount of increase over time is equal to or greater than the first threshold value .
The increase amount is the increase amount of the breath sound volume at the end time of the predetermined period with respect to the volume of the breath sound at the start time of the predetermined period, or the minimum value of the volume of the breath sound during the predetermined period. The amount of increase in the volume of breath sounds at the end time,
The first threshold value is a respiratory sound processing method characterized in that a normal respiratory sound and an abnormal respiratory sound are set to a value that can be distinguished from the increased amount .
ことを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program comprising causing a computer to execute the breath sound processing method according to claim 6.
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