JP2005066044A - Respiratory sound data processor and program - Google Patents

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JP2005066044A
JP2005066044A JP2003300407A JP2003300407A JP2005066044A JP 2005066044 A JP2005066044 A JP 2005066044A JP 2003300407 A JP2003300407 A JP 2003300407A JP 2003300407 A JP2003300407 A JP 2003300407A JP 2005066044 A JP2005066044 A JP 2005066044A
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Japan
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sound data
breathing
respiratory
breath
respiratory sound
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Satoshi Kasai
聡 笠井
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Konica Minolta Medical and Graphic Inc
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Konica Minolta Medical and Graphic Inc
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a respiratory sound data processor which can acquire respiratory sound data wherein a flow rate and/or a flow velocity (or a respiratory time and/or a respiratory sound strength) are normalized without using a flowmeter, can support an effective diagnosis by analyzing the respiratory sound data, and is compact and has a simple constitution, and a program for analyzing the respiratory sound data by controlling the respiratory sound data processor. <P>SOLUTION: The respiratory sound data for one respiration is acquired by a one-respiration sound extracting means 131, and the respiratory time and the respiratory sound strength are calculated from the acquired respiratory sound data for one respiration by a one-respiration sound normalizing means 132. The flow rate and/or the flow velocity for one respiration are calculated based on the respiration time and the respiratory sound strength, and whether the flow rate and/or the flow velocity are normalized or not is judged. By a subsidiary sound detecting means 133, the presence/absence or the like of subsidiary sounds contained in the respiration sound is detected based on the respiratory sound data of the normalized flow rate and/or the flow velocity. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、呼吸音を表す呼吸音データを解析処理するための呼吸音データ処理装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a respiratory sound data processing apparatus and program for analyzing and processing respiratory sound data representing respiratory sounds.

従来より、臨床医は、聴診器を介して直接聞き取った呼吸音に基づいて各種診断を行っている。ここで、「呼吸音(respiratory sounds)」は、呼吸運動に伴って生じ、胸部において聴診され得る音の総称であり、気道・肺胞に生じる気流の音としての「呼吸音(breath sounds)」と、異常音である「副雑音(adventitious sounds)」とに大別される。以下、「呼吸音」を上記「respiratory sounds」の意に用いる。   Conventionally, clinicians have made various diagnoses based on breath sounds directly heard through a stethoscope. Here, “respiratory sounds” is a general term for sounds that occur with respiratory movement and can be auscultated in the chest. And “adventitious sounds” which are abnormal sounds. Hereinafter, “breathing sound” is used for the above “respiratory sounds”.

最近、呼吸音をデジタルデータ(以下、呼吸音データという)として保存し、後の診断に有効活用する技術が種々考案されている(例えば、特許文献1、2を参照。)。このような呼吸音データを解析するためには一呼吸の流量及び/又は流速、或いは、一呼吸の呼吸時間及び/又は呼吸音強度が一定に保たれている(以下、規格化という。)のが好ましい。流量及び/又は流速を規格化するための機器として、従来より、流量計が一般に用いられている。   Recently, various techniques for storing respiratory sounds as digital data (hereinafter referred to as respiratory sound data) and effectively utilizing them for later diagnosis have been devised (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In order to analyze such breathing sound data, the flow rate and / or flow rate of one breath, or the breathing time and / or breathing sound intensity of one breath are kept constant (hereinafter referred to as normalization). Is preferred. Conventionally, a flow meter has been generally used as a device for standardizing the flow rate and / or flow velocity.

このように一呼吸の流量及び/又は流速(或いは、一呼吸の呼吸時間及び/又は呼吸音強度。)が規格化されている呼吸音データを用いることによって正確な解析が実現可能となる。
特開平5−73093号公報 特表2002−511295号公報
In this way, accurate analysis can be realized by using the respiratory sound data in which the flow rate and / or flow rate of one breath (or the breathing time and / or the intensity of the breathing sound) is standardized.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-73093 Japanese translation of PCT publication No. 2002-511295

しかしながら、上記したような流量計を用いて一呼吸の流量及び/又は流速の規格化を行う技術には、次のような問題点がある。すなわち、流量計を用いて呼吸音データを解析するための呼吸音データ処理装置は、流量計を具備することにより、規模が大きく複雑なものとなる。また、流量計を用いずに、一呼吸の流量及び/又は流速(或いは、一呼吸の呼吸時間及び/又は呼吸音強度)を測定可能な呼吸音データ処理装置は、現在考案されていない。   However, the technique for standardizing the flow rate and / or flow rate of one breath using the flow meter as described above has the following problems. That is, a respiratory sound data processing apparatus for analyzing respiratory sound data using a flow meter is large and complicated by including the flow meter. In addition, a respiratory sound data processing apparatus that can measure the flow rate and / or flow velocity (or respiratory time and / or respiratory sound intensity) of a breath without using a flow meter has not been devised.

本発明の課題は、一呼吸の流量及び/又は流速(或いは、呼吸時間及び/又は呼吸音強度。)が規格化された呼吸音データを、流量計を用いることなく取得でき、当該呼吸音データを解析して効果的な診断支援を可能とする、小型且つシンプルな構成の呼吸音データ処理装置と、当該呼吸音データ処理装置を制御して呼吸音データを解析するためのプログラムとを提供することである。   An object of the present invention is to obtain respiratory sound data in which the flow rate and / or flow velocity (or breathing time and / or respiratory sound intensity) of one breath is standardized without using a flow meter. A respiratory sound data processing device having a small and simple configuration that enables effective diagnosis support by analyzing the above, and a program for controlling the respiratory sound data processing device to analyze respiratory sound data That is.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
呼吸音を表す呼吸音データを解析処理するための呼吸音データ処理装置であって、
前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する一呼吸音抽出手段と、
前記一呼吸分の呼吸音データから呼吸時間及び呼吸音強度を算出し、当該算出した呼吸時間及び呼吸音強度に基づいて当該一呼吸音分の呼吸音データを規格化する一呼吸音規格化手段と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A respiratory sound data processing apparatus for analyzing and processing respiratory sound data representing respiratory sounds,
One breath sound extraction means for extracting data for one breath from the breath sound data;
A breathing sound normalization means for calculating a breathing time and breathing sound intensity from the breathing sound data for one breath and normalizing the breathing sound data for the breathing sound based on the calculated breathing time and breathing sound intensity When,
It is provided with.

更に、請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の発明において、
呼吸音を表す呼吸音信号を取得する呼吸音信号取得手段と、
前記呼吸音信号取得手段により取得される呼吸音信号を呼吸音データにデジタル化するA/D変換手段と、
を更に備え、
前記一呼吸音抽出手段は、
前記A/D変換手段によりデジタル化された呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 2, in the invention according to claim 1,
Breathing sound signal acquisition means for acquiring a breathing sound signal representing the breathing sound;
A / D conversion means for digitizing the respiratory sound signal acquired by the respiratory sound signal acquisition means into respiratory sound data;
Further comprising
The breathing sound extraction means includes
It is preferable to extract data for one breath from breathing sound data digitized by the A / D conversion means.

更に、請求項3に記載の発明のように、請求項1又は2に記載の発明において、
前記一呼吸音抽出手段は、
前記呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが予め設定された閾値を超える際のタイミングを連続して二つ検出すると、当該検出した二つのタイミングを用いて一呼吸を特定して前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出するのが好ましい。
Further, in the invention according to claim 1 or 2, as in the invention according to claim 3,
The breathing sound extraction means includes
When two consecutive timings when the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired via the respiratory sound signal acquisition unit exceeds a preset threshold are detected, the two detected timings are used. It is preferable to identify one breath and extract data for one breath from the breathing sound data.

更に、請求項4に記載の発明のように、請求項1又は2に記載の発明において、
前記一呼吸音抽出手段は、
前記呼吸音データと、予め設定された一呼吸分のサンプル呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて当該呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出するのが好ましい。
Further, in the invention according to claim 1 or 2, as in the invention according to claim 4,
The breathing sound extraction means includes
It is preferable to calculate a correlation value between the respiratory sound data and preset sample respiratory sound data for one breath, and extract data for one breath from the respiratory sound data based on the calculated correlation value. .

更に、請求項5に記載の発明のように、請求項4に記載の発明において、
前記一呼吸音抽出手段は、
一呼吸分の呼吸時間及び/又は呼吸音強度が互いに異なる複数の予め設定されたサンプル呼吸音データを用いて前記相関値を算出し、当該算出した複数の相関値に基づいて一呼吸分のデータを抽出するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 5, in the invention according to claim 4,
The breathing sound extraction means includes
The correlation value is calculated using a plurality of preset sample respiratory sound data having different breathing time and / or respiratory sound intensity for one breath, and data for one breath is calculated based on the calculated plurality of correlation values. Is preferably extracted.

更に、請求項6に記載の発明のように、請求項1に記載の発明において、
呼吸音を表す呼吸音信号を取得する第1〜第n(nは2以上の自然数。)の呼吸音信号取得手段を備え、
前記A/D変換手段は、
前記第1〜第nの呼吸音信号取得手段により取得される複数の呼吸音信号の各々を呼吸音データにデジタル化するのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 6, in the invention according to claim 1,
Comprising first to nth (n is a natural number of 2 or more) respiratory sound signal acquisition means for acquiring a respiratory sound signal representing a respiratory sound;
The A / D conversion means includes
Preferably, each of the plurality of respiratory sound signals acquired by the first to nth respiratory sound signal acquisition means is digitized into respiratory sound data.

更に、請求項7に記載の発明のように、請求項6に記載の発明において、
前記一呼吸音抽出手段は、
前記第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段に応じて予め設定された所定閾値を超える際のタイミングを検出した後、前記第2〜第nの呼吸音信号取得手段のうち少なくとも一つを介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第2〜第nの呼吸音信号取得手段の各々に応じて予め設定された所定閾値の各々を超え、その後、前記第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段の前記閾値を再び超える際のタイミングを検出すると、当該二つのタイミングを用いて前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出するのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 7, in the invention according to claim 6,
The breathing sound extraction means includes
The timing when the magnitude of the breathing sound related to the breathing sound data acquired via the first breathing sound signal acquisition unit exceeds a predetermined threshold set in advance according to the first breathing sound signal acquisition unit. After the detection, the second to nth respiratory sound signal acquisition means has a magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired through at least one of the second to nth respiratory sound signal acquisition means. Each of which exceeds a predetermined threshold value set in advance according to each of the first and second respiratory sounds, and the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired through the first respiratory sound signal acquisition means is the first respiratory sound. When the timing when the signal acquisition means exceeds the threshold again is detected, it is preferable to extract data for one breath from the breathing sound data using the two timings.

更に、請求項8に記載の発明のように、請求項1に記載の発明において、
前記一呼吸音抽出手段は、
呼気、吸気の各開始タイミングを所定の時間間隔毎に交互に生成して報知し、呼気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを呼気に対応する呼吸音データとし、吸気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを吸気に対応する呼吸音データとして一呼吸分の呼吸音データを取得するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 8, in the invention according to claim 1,
The breathing sound extraction means includes
Each start timing of exhalation and inspiration is alternately generated and notified every predetermined time interval, and breathing sound data acquired according to the start timing of expiration is used as breathing sound data corresponding to expiration, and the start timing of inspiration It is preferable to acquire the respiratory sound data for one breath as the respiratory sound data corresponding to the inspiration.

更に、請求項9に記載の発明のように、請求項1〜8のうち何れか一項に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸時間と呼吸音強度とに基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速を算出する流量・流速算出手段を更に備え、当該算出された流量及び/又は流速に基づいて一呼吸音分の呼吸音データを規格化するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 9, in the invention according to any one of claims 1 to 8,
The breathing sound normalization means includes:
Flow rate / flow velocity calculation means for calculating a flow rate and / or flow velocity for one breath based on the breathing time and breathing sound intensity for one breath is further provided, and one breathing sound is calculated based on the calculated flow rate and / or flow velocity. It is preferable to normalize the minute breathing sound data.

更に、請求項10に記載の発明のように、請求項9に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸時間に呼吸音強度を乗じて当該一呼吸分の流量を算出するのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 10, in the invention according to claim 9,
The breathing sound normalization means includes:
The flow rate for one breath is preferably calculated by multiplying the breathing time for one breath by the respiratory sound intensity.

更に、請求項11に記載の発明のように、請求項9又は10に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸音強度を呼吸時間で割って当該一呼吸分の流速を算出するのが好ましい。
Further, in the invention according to claim 9 or 10, as in the invention according to claim 11,
The breathing sound normalization means includes:
It is preferable to calculate the flow rate for one breath by dividing the respiratory sound intensity for one breath by the breathing time.

更に、請求項12に記載の発明のように、請求項9〜11のうち何れか一項に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
前記流量及び/又は流速を、被験者毎の個人情報を用いて補正するのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 12, in the invention according to any one of claims 9 to 11,
The breathing sound normalization means includes:
The flow rate and / or flow rate is preferably corrected using personal information for each subject.

更に、請求項13に記載の発明のように、請求項12に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
被験者の身長、体重、性別、肥満度、病歴、肺活量のうち少なくとも一つを含む個人情報を用いて前記流量及び/又は流速を補正するのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 12, like the invention according to claim 13,
The breathing sound normalization means includes:
The flow rate and / or flow rate is preferably corrected using personal information including at least one of the height, weight, sex, obesity level, medical history, and vital capacity of the subject.

更に、請求項14に記載の発明のように、請求項9〜13のうち何れか一項に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
前記流量・流速算出手段により算出される流量及び/又は流速が、予め設定された規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致するか否かを判定し、合致しない場合には、その旨を報知するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 14, in the invention according to any one of claims 9 to 13,
The breathing sound normalization means includes:
It is determined whether or not the flow rate and / or flow velocity calculated by the flow rate / velocity calculation means matches a preset standard and flow rate and / or flow velocity. Is preferably notified.

更に、請求項15に記載の発明のように、請求項1〜8のうち何れか一項に記載の発明において、
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する呼吸音強度規格化手段と、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸時間を規格化する呼吸時間規格化手段と、
を備え、
前記呼吸音強度規格化手段と前記呼吸時間規格化手段とを用いて前記一呼吸分の呼吸音データを規格化するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 15, in the invention according to any one of claims 1 to 8,
The breathing sound normalization means includes:
Breathing sound intensity normalization means for normalizing the breathing sound intensity related to breathing sound data for one breath;
Breathing time normalization means for normalizing the breathing time related to breathing sound data for one breath;
With
It is preferable that the breathing sound data for one breath is standardized using the breathing sound intensity normalization means and the breathing time normalization means.

更に、請求項16に記載の発明のように、請求項15に記載の発明において、
前記呼吸音強度規格化手段は、
前記一呼吸分の呼吸音データを、呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データとに分別して当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データと前記高周波呼吸音データとを合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 16, in the invention according to claim 15,
The breathing sound intensity normalization means is
The respiratory sound data for one breath is separated into low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is equal to or lower than a predetermined reference frequency and high-frequency respiratory sound data exceeding the reference frequency, and the respiratory sound intensity of the low-frequency respiratory sound data is determined. It is preferable to normalize and standardize the respiratory sound intensity related to the respiratory sound data for one breath by synthesizing the normalized low-frequency respiratory sound data and the high-frequency respiratory sound data.

更に、請求項17に記載の発明のように、請求項15に記載の発明において、
前記呼吸音強度規格化手段は、
前記一呼吸分の呼吸音データから予め分別された呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データのうち、当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データを前記高周波呼吸音データに合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化するのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 17, in the invention according to claim 15,
The breathing sound intensity normalization means is
Among the low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is preliminarily separated from the respiratory sound data for one breath and the high-frequency respiratory sound data whose frequency exceeds the reference frequency, the respiratory sound of the low-frequency respiratory sound data Preferably, the intensity is normalized, and the normalized low-frequency respiratory sound data is combined with the high-frequency respiratory sound data to normalize the respiratory sound intensity related to the respiratory sound data for one breath.

更に、請求項18に記載の発明のように、請求項15〜17のうち何れか一項に記載の発明において、
前記呼吸時間規格化手段は、
一呼吸分の呼吸音データに対し、ダイナミックタイムワーピング法を用いて呼吸時間の規格化を行うのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 18, in the invention according to any one of claims 15 to 17,
The breathing time normalization means includes
It is preferable to normalize the breathing time using the dynamic time warping method for the breathing sound data for one breath.

更に、請求項19に記載の発明のように、請求項1〜18のうち何れか一項に記載の発明において、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データから当該呼吸音に含まれる副雑音を検出する副雑音検出手段を更に備えるのが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 19, in the invention described in any one of claims 1 to 18,
It is preferable to further include sub noise detection means for detecting sub noise included in the breathing sound from the normalized breathing sound data for one breath.

更に、請求項20に記載の発明のように、請求項19に記載の発明において、
前記副雑音検出手段は、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データに対しFFT処理を施して当該呼吸音データに係るスペクトル情報を取得し、当該スペクトル情報に対し隠れマルコフ過程を適用して副雑音の検出を行うのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 20, in the invention according to claim 19,
The sub-noise detection means includes
The spectrum information related to the breathing sound data is obtained by performing FFT processing on the normalized breathing sound data for one breath, and sub-noise is detected by applying a hidden Markov process to the spectrum information. Is preferred.

更に、請求項21に記載の発明のように、請求項19に記載の発明において、
前記副雑音検出手段は、
同じ被験者から二つの異なる時期に取得された一呼吸分の規格化された二つの呼吸音データ間の相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行うのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 21, in the invention according to claim 19,
The sub-noise detection means includes
It is preferable to calculate a correlation value between two normalized breathing sound data for one breath acquired from the same subject at two different times, and detect sub-noise based on the calculated correlation value.

更に、請求項22に記載の発明のように、請求項19に記載の発明において、
前記副雑音検出手段は、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データと、予め設定された副雑音を含まないサンプル用呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行うのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 22, in the invention according to claim 19,
The sub-noise detection means includes
A correlation value between the standardized breathing sound data for one breath and the sampled breathing sound data not including the secondary noise is calculated, and the secondary noise is detected based on the calculated correlation value. Is preferred.

更に、請求項23に記載の発明のように、請求項4、5、9〜22のうち何れか一項に記載の発明において、
前記相関値は相互相関値又は残差二乗和であるのが好ましい。
Furthermore, as in the invention described in claim 23, in the invention described in any one of claims 4, 5, 9-22,
The correlation value is preferably a cross-correlation value or a residual sum of squares.

また、上記課題を解決するため、請求項24に記載の発明は、
呼吸音を表す呼吸音データを解析処理するためのコンピュータに、
前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能と、
前記一呼吸分の呼吸音データから呼吸時間及び呼吸音強度を算出し、当該算出した呼吸時間及び呼吸音強度に基づいて当該一呼吸音分の呼吸音データを規格化する機能と、
を実現させる。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 24 provides
A computer for analyzing and processing respiratory sound data representing respiratory sounds,
A function of extracting data for one breath from the breathing sound data;
A function for calculating a breathing time and a breathing sound intensity from the breathing sound data for the one breath, and normalizing the breathing sound data for the one breathing sound based on the calculated breathing time and the breathing sound intensity;
Is realized.

更に、請求項25に記載の発明のように、請求項24に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記呼吸音データに係る呼吸音の大きさが予め設定された閾値を超える際のタイミングを連続して二つ検出すると、当該検出した二つのタイミングを用いて一呼吸を特定して前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 24, as in the invention according to claim 25,
In the computer,
When two consecutive timings when the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data exceeds a preset threshold are detected, one respiratory is identified using the two detected timings, and the respiratory sound data It is preferable to further realize a function of extracting data for one breath from the data.

更に、請求項26に記載の発明のように、請求項24に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記呼吸音データと、予め設定された一呼吸分のサンプル呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて当該呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 24, as in the invention according to claim 26,
In the computer,
A function of calculating a correlation value between the respiratory sound data and preset sample respiratory sound data for one breath, and further extracting data for one breath from the respiratory sound data based on the calculated correlation value Preferably it is realized.

更に、請求項27に記載の発明のように、請求項24に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸時間及び/又は呼吸音強度が互いに異なる複数の予め設定されたサンプル呼吸音データを用いて前記相関値を算出し、当該算出した複数の相関値に基づいて一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 24, as in the invention according to claim 27,
In the computer,
The correlation value is calculated using a plurality of preset sample respiratory sound data having different breathing time and / or respiratory sound intensity for one breath, and data for one breath is calculated based on the calculated plurality of correlation values. It is preferable to further realize the function of extracting.

更に、請求項28に記載の発明のように、請求項24に記載の発明において、
前記コンピュータに、
第1〜第nの呼吸音信号取得手段を介して取得される各呼吸音データのうち、第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段に応じて予め設定された所定閾値を超える際のタイミングを検出した後、前記第2〜第nの呼吸音信号取得手段のうち少なくとも一つを介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第2〜第nの呼吸音信号取得手段の各々に応じて予め設定された所定閾値の各々を超え、その後、前記第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段の前記閾値を再び超える際のタイミングを検出すると、当該検出した二つのタイミングを用いて前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 24, as in the invention according to claim 28,
In the computer,
Among the respiratory sound data acquired via the first to nth respiratory sound signal acquisition means, the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired via the first respiratory sound signal acquisition means Obtained via at least one of the second to nth respiratory sound signal acquisition means after detecting a timing when a predetermined threshold value preset in accordance with the first respiratory sound signal acquisition means is exceeded. The magnitude of the breathing sound related to the breathing sound data exceeds each of the predetermined threshold values set in advance according to each of the second to nth breathing sound signal acquisition means, and then the first breathing sound signal acquisition means When the timing at which the magnitude of the breathing sound related to the breathing sound data acquired via the above again exceeds the threshold value of the first breathing sound signal acquisition means is detected, the breathing is performed using the two detected timings. One breath data from sound data Preferably further to realize the function of extracting.

更に、請求項29に記載の発明のように、請求項24に記載の発明において、
前記コンピュータに、
呼気、吸気の各開始タイミングを所定の時間間隔毎に交互に生成して報知し、呼気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを呼気に対応する呼吸音データとし、吸気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを吸気に対応する呼吸音データとして一呼吸分の呼吸音データを取得する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 29, in the invention described in claim 24,
In the computer,
Each start timing of exhalation and inspiration is alternately generated and notified every predetermined time interval, and breathing sound data acquired according to the start timing of expiration is used as breathing sound data corresponding to expiration, and the start timing of inspiration It is preferable to further realize a function of acquiring the respiratory sound data for one breath as the respiratory sound data corresponding to the inspiration.

更に、請求項30に記載の発明のように、請求項24〜29のうち何れか一項に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸時間と呼吸音強度とに基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速を算出する流量・流速算出手段を更に備え、当該算出された流量及び/又は流速に基づいて一呼吸音分の呼吸音データを規格化する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 30, in the invention described in any one of claims 24-29,
In the computer,
Flow rate / flow velocity calculation means for calculating a flow rate and / or flow velocity for one breath based on the breathing time and breathing sound intensity for one breath is further provided, and one breathing sound is calculated based on the calculated flow rate and / or flow velocity. It is preferable to further realize a function of normalizing minute respiratory sound data.

更に、請求項31に記載の発明のように、請求項30に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸時間に呼吸音強度を乗じて当該一呼吸分の流量を算出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention of claim 31, in the invention of claim 30,
In the computer,
It is preferable to further realize a function of calculating the flow rate for one breath by multiplying the breathing sound intensity by the breathing time for one breath.

更に、請求項32に記載の発明のように、請求項30又は31に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音強度を呼吸時間で割って当該一呼吸分の流速を算出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 30 or 31, as in the invention according to claim 32,
In the computer,
It is preferable to further realize a function of calculating the flow rate for one breath by dividing the respiratory sound intensity for one breath by the breathing time.

更に、請求項33に記載の発明のように、請求項30〜32のうち何れか一項に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記流量及び/又は流速を、被験者毎の個人情報を用いて補正する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 33, in the invention described in any one of claims 30 to 32,
In the computer,
It is preferable to further realize a function of correcting the flow rate and / or flow rate using personal information for each subject.

更に、請求項34に記載の発明のように、請求項33に記載の発明において、
前記コンピュータに、
被験者の身長、体重、性別、肥満度、病歴、肺活量のうち少なくとも一つを含む個人情報を用いて前記流量及び/又は流速を補正する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, in the invention according to claim 33, as in the invention according to claim 34,
In the computer,
It is preferable to further realize the function of correcting the flow rate and / or flow rate using personal information including at least one of the height, weight, sex, obesity level, medical history, and vital capacity of the subject.

更に、請求項35に記載の発明のように、請求項30〜34のうち何れか一項に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記流量・流速算出手段により算出される流量及び/又は流速が、予め設定された規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致するか否かを判定し、合致しない場合には、その旨を報知する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 35, in the invention described in any one of claims 30 to 34,
In the computer,
It is determined whether or not the flow rate and / or flow velocity calculated by the flow rate / velocity calculation means matches a preset standard and flow rate and / or flow velocity. It is preferable to further realize the function of informing the user.

更に、請求項36に記載の発明のように、請求項24〜29のうち何れか一項に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する機能と、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸時間を規格化する機能と、
を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 36, in the invention described in any one of claims 24 to 29,
In the computer,
A function to normalize the breathing sound intensity associated with breathing sound data for one breath;
A function for normalizing the breathing time associated with breathing sound data for one breath;
Is preferably realized.

更に、請求項37に記載の発明のように、請求項36に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データを、呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データとに分別して当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データと前記高周波呼吸音データとを合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention of claim 36, as in the invention of claim 37,
In the computer,
Respiratory sound intensity of the low-frequency respiratory sound data is standardized by classifying the respiratory sound data for one breath into low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is equal to or lower than a predetermined reference frequency and high-frequency respiratory sound data exceeding the reference frequency. It is preferable to further realize a function of normalizing the respiratory sound intensity related to the respiratory sound data for one breath by synthesizing the normalized low frequency respiratory sound data and the high frequency respiratory sound data.

更に、請求項38に記載の発明のように、請求項36に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データから予め分別された呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データのうち、当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データを前記高周波呼吸音データに合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention of claim 36, as in the invention of claim 38,
In the computer,
The respiratory sound intensity of the low-frequency respiratory sound data among the low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is preliminarily separated from the respiratory sound data for one breath and the high-frequency respiratory sound data that exceeds the reference frequency It is preferable to further realize a function of normalizing the respiratory sound intensity related to the respiratory sound data for one breath by combining the normalized low frequency respiratory sound data with the high frequency respiratory sound data.

更に、請求項39に記載の発明のように、請求項36〜38のうち何れか一項に記載の発明において、
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データに対し、ダイナミックタイムワーピング法を用いて呼吸時間の規格化を行う機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to any one of claims 36 to 38, as in the invention according to claim 39,
In the computer,
It is preferable to further realize the function of normalizing the breathing time using the dynamic time warping method for the breathing sound data for one breath.

更に、請求項40に記載の発明のように、請求項24〜39のうち何れか一項に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データから当該呼吸音に含まれる副雑音を検出する機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, as in the invention described in claim 40, in the invention described in any one of claims 24-39,
In the computer,
It is preferable to further realize a function of detecting secondary noise included in the breathing sound from the normalized breathing sound data for one breath.

更に、請求項41に記載の発明のように、請求項40に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データに対しFFT処理を施して当該呼吸音データに係るスペクトル情報を取得し、当該スペクトル情報に対し隠れマルコフ過程を適用して副雑音の検出を行う機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, as in the invention of claim 41, in the invention of claim 40,
In the computer,
A function of performing FFT processing on the normalized breathing sound data for one breath to obtain spectrum information related to the breathing sound data, and detecting sub-noise by applying a hidden Markov process to the spectrum information Is preferably realized.

更に、請求項42に記載の発明のように、請求項40に記載の発明において、
前記コンピュータに、
同じ被験者から二つの異なる時期に取得された一呼吸分の規格化された二つの呼吸音データ間の相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行う機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, as in the invention of claim 42, in the invention of claim 40,
In the computer,
A function to calculate the correlation value between two standardized breathing sound data for one breath acquired from the same subject at two different times and to detect sub-noise based on the calculated correlation value is further realized. It is preferable to do so.

更に、請求項43に記載の発明のように、請求項40に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データと、予め設定された副雑音を含まないサンプル用呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行う機能を更に実現させるのが好ましい。
Furthermore, as in the invention of claim 43, in the invention of claim 40,
In the computer,
A correlation value between the standardized breathing sound data for one breath and the sampled breathing sound data not including the secondary noise is calculated, and the secondary noise is detected based on the calculated correlation value. It is preferable to further realize the function.

更に、請求項44に記載の発明のように、請求項26、27、30〜43のうち何れか一項に記載の発明において、
前記相関値は相互相関値又は残差二乗和であるのが好ましい。
Further, as in the invention according to claim 44, in the invention according to any one of claims 26, 27, and 30 to 43,
The correlation value is preferably a cross-correlation value or a residual sum of squares.

更に、請求項45に記載の発明のように、請求項21又は22に記載の発明において、
前記二つ呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を表示する、及び/又は当該二つの呼吸音を再生する出力手段を更に備えるのが好ましい。
Furthermore, in the invention according to claim 21 or 22, as in the invention according to claim 45,
It is preferable to further include output means for displaying each of the respiratory sound waveforms represented by the two respiratory sound data and / or reproducing the two respiratory sounds.

更に、請求項46に記載の発明のように、請求項45に記載の発明において、
前記出力手段は、
前記二つの呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を並べて表示するのが好ましい。
Furthermore, in the invention of claim 45, like the invention of claim 46,
The output means includes
It is preferable that the respiratory sound wave forms represented by the two respiratory sound data are displayed side by side.

更に、請求項47に記載の発明のように、請求項42又は43に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記二つ呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を表示する、及び/又は当該二つの呼吸音を再生する機能を更に実現させるのが好ましい。
Further, in the invention according to claim 42 or 43, as in the invention according to claim 47,
In the computer,
It is preferable to further realize a function of displaying each of the respiratory sound waveforms represented by the two respiratory sound data and / or reproducing the two respiratory sounds.

更に、請求項48に記載の発明のように、請求項47に記載の発明において、
前記コンピュータに、
前記二つの呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を並べて表示するのが好ましい。
Furthermore, as in the invention according to claim 48, in the invention according to claim 47,
In the computer,
It is preferable that the respiratory sound wave forms represented by the two respiratory sound data are displayed side by side.

従って、流量計を用いることなく、呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データのみに基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速、或いは、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度が規格化されるとともに、当該流量及び/又は流速(或いは、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度。)が規格化された呼吸音データが解析(副雑音の検出等。)されるので、正確な診断支援が行える小型且つシンプルな構成を有する呼吸音データ処理装置が実現できる。   Therefore, the flow rate and / or flow rate for one breath, or the breathing time and breathing sound intensity for one breath can be determined based on only the breathing sound data acquired through the breathing sound signal acquisition means without using a flow meter. Respiratory sound data with standardized and standardized flow rate and / or flow velocity (or breathing time and respiratory sound intensity for one breath) is analyzed (detection of secondary noise, etc.). It is possible to realize a respiratory sound data processing apparatus having a small and simple configuration capable of providing simple diagnosis support.

図面を参照して本発明を適用した呼吸音データ処理装置100について詳細に説明する。
図1に示すように、呼吸音データ処理装置100は、呼吸音信号取得手段11、A/D変換手段12、データ処理手段13、出力手段14を備えて構成される。
A respiratory sound data processing apparatus 100 to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the respiratory sound data processing apparatus 100 includes a respiratory sound signal acquisition unit 11, an A / D conversion unit 12, a data processing unit 13, and an output unit 14.

呼吸音信号取得手段11は、聴診用のマイク(図示せず。)を一つ備え、当該マイクにより集音される呼吸音をアナログ形式の呼吸音信号(すなわち、呼吸音の波形信号。)に変換してA/D変換手段12に出力する。A/D変換手段12は、呼吸音信号取得手段11から入力される呼吸音信号を所定のサンプリング周波数に基づいてデジタル化して呼吸音データに変換し、当該呼吸音データをデータ処理手段13の一呼吸音抽出手段131に出力する。   The respiratory sound signal acquisition unit 11 includes one auscultation microphone (not shown), and the respiratory sound collected by the microphone is converted into an analog respiratory sound signal (that is, a respiratory sound waveform signal). The data is converted and output to the A / D conversion means 12. The A / D conversion means 12 digitizes the respiratory sound signal input from the respiratory sound signal acquisition means 11 based on a predetermined sampling frequency and converts it into respiratory sound data. Output to the breathing sound extraction means 131.

データ処理手段13は、一呼吸音抽出手段131、一呼吸音規格化手段132、副雑音検出手段133を備え、一呼吸音規格化手段132は、流量・流速算出手段1321を備える。   The data processing means 13 includes a breathing sound extraction means 131, a breathing sound normalization means 132, and a sub-noise detection means 133, and the breathing sound normalization means 132 includes a flow rate / flow velocity calculation means 1321.

データ処理手段13は、一呼吸音抽出手段131〜副雑音検出手段133を用いて図2、図3のフローチャートに示す呼吸音データ処理を実行する。また、データ処理手段13は、この呼吸音データ処理に必要な画像情報や音情報、或いは、処理結果を表す画像情報や音情報等を出力手段14に出力する。   The data processing means 13 executes the breathing sound data processing shown in the flowcharts of FIGS. 2 and 3 using the one breathing sound extraction means 131 to the auxiliary noise detection means 133. Further, the data processing means 13 outputs image information and sound information necessary for this breathing sound data processing, or image information and sound information representing the processing result to the output means 14.

なお、一呼吸音抽出手段131〜副雑音検出手段133は、ハードウェアであってもよいし、又は、データ処理手段13により実行されるプログラムが有する機能を表すものであってもよい。ここで、当該プログラムは、図2、図3のフローチャートに各々示す呼吸音データ処理を行うためのプログラムであり、データ処理手段13の内蔵メモリ(図示せず。)に予め格納されているものとする。   Note that the breathing sound extraction unit 131 to the sub-noise detection unit 133 may be hardware, or may represent functions included in a program executed by the data processing unit 13. Here, the program is a program for performing the respiratory sound data processing shown in the flowcharts of FIGS. 2 and 3 and stored in advance in a built-in memory (not shown) of the data processing means 13. To do.

一呼吸音抽出手段131〜副雑音検出手段133の動作の詳細については、図2、図3のフローチャートに基づいて後に詳述する。   Details of the operations of the one-breathing sound extraction means 131 to the auxiliary noise detection means 133 will be described later based on the flowcharts of FIGS.

出力手段14は、LCD(Liquid Crystal Display)等の表示装置やスピーカ(何れも、図示せず。)等を備え、データ処理手段13から入力される各種画像情報や音情報を上記表示装置に表示したり上記スピーカから放音する。   The output unit 14 includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), a speaker (both not shown), and the like, and displays various image information and sound information input from the data processing unit 13 on the display device. Or emit sound from the speaker.

次に、図2、図3を参照して、呼吸音データ処理装置100の動作を説明する。   Next, the operation of the respiratory sound data processing apparatus 100 will be described with reference to FIGS.

まず、図2を参照して、データ処理手段13によって行われる呼吸音データ処理について詳細に説明する。
一呼吸音抽出手段131は、まず、後述する図3のフローチャートに示す呼吸音データ処理を実行してA/D変換手段12から入力された呼吸音データから一呼吸分の呼吸音データを抽出する(ステップS10)。一呼吸音抽出手段131は、更に、当該抽出した一呼吸分の呼吸音データを一呼吸音規格化手段132の流量・流速算出手段1321に出力する。
First, the respiratory sound data processing performed by the data processing means 13 will be described in detail with reference to FIG.
First, the breathing sound extraction unit 131 executes the breathing sound data processing shown in the flowchart of FIG. 3 to be described later, and extracts the breathing sound data for one breath from the breathing sound data input from the A / D conversion unit 12. (Step S10). The breathing sound extraction unit 131 further outputs the extracted breathing sound data for the breathing to the flow rate / flow velocity calculation unit 1321 of the breathing sound normalization unit 132.

ステップS10の後、流量・流速算出手段1321は、一呼吸音抽出手段131から入力される一呼吸分の呼吸音データに基づいて一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度を算出し、以下に示す数式1に基づいて当該一呼吸に係る流量及び/又は流速を算出する(ステップS11)。以下、呼吸音強度とは、例えば、一呼吸における呼吸音の平均強度や最大強度等である。   After step S10, the flow rate / flow velocity calculation means 1321 calculates the breathing time and breathing sound intensity for one breath based on the breathing sound data for one breath input from the one breathing sound extraction means 131, and is shown below. Based on Formula 1, the flow rate and / or flow velocity relating to the one breath is calculated (step S11). Hereinafter, the respiratory sound intensity is, for example, the average intensity or the maximum intensity of the respiratory sound in one breath.

Figure 2005066044
Figure 2005066044

ステップS11の後、一呼吸音規格化手段132は、流量・流速算出手段1321により算出された一呼吸分の流量及び/又は流速が、予め設定された規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致するか否か、すなわち、流量及び/又は流速が規格化されたものであるか否かを判定する(ステップS12)   After step S <b> 11, the breathing sound normalization unit 132 uses the flow rate and / or flow rate for which the flow rate and / or flow rate for one breath calculated by the flow rate / flow rate calculation unit 1321 is a preset standard for normalization. (I.e., whether the flow rate and / or flow velocity are normalized) (step S12).

ステップS12の段階で、一呼吸音規格化手段132は、上記算出された流量及び/又は流速が上記規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致しない場合(規格化されていない場合)には(ステップS12;No)、その旨を被験者に報知して上記基準に合致する流量及び/又は流速で呼吸をするよう指示するための画像情報又は音情報を出力手段14に出力し(ステップS13)、上記算出された流量及び/又は流速が上記規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致する場合(規格化されている場合)には(ステップS12;Yes)、当該一呼吸分の呼吸音データを副雑音検出手段133に出力する。   In step S12, the one-breathing sound normalization unit 132 determines that the calculated flow rate and / or flow velocity does not match the flow rate and / or flow velocity that is the standard for the normalization (when it is not standardized). (Step S12; No), the image information or the sound information for notifying the subject to that effect and instructing the patient to breathe at a flow rate and / or a flow rate that meets the above-mentioned criteria is output to the output means 14 (Step S13). ) When the calculated flow rate and / or flow velocity matches the standardized flow rate and / or flow velocity (when standardized) (step S12; Yes), The respiratory sound data is output to the secondary noise detection means 133.

ステップS12;Yesの分岐の後、副雑音検出手段133は、一呼吸音規格化手段132から入力された、流量及び/又は流速が規格化された一呼吸分の呼吸音データに基づいて、当該呼吸音に含まれている副雑音の検出を行う(ステップS14)。   After the branch of step S12; Yes, the sub-noise detecting means 133, based on the respiratory sound data for one breath with the flow rate and / or flow velocity normalized, input from the one breath sound normalizing means 132, The secondary noise included in the breathing sound is detected (step S14).

すなわち、副雑音検出手段133は、呼吸音データを、呼気、吸気に対応する2つの呼吸音データに分別し、呼気に対応する呼吸音データと、吸気に対応する呼吸音データとに対して別々に副雑音の検出を行う。ここで、一呼吸分の呼吸音データを呼気に対応する呼吸音データと吸気に対応する呼吸音データとに分別する方法は、例えば、一呼吸分の呼吸音データを時間方向に略二等分する方法や、一呼吸音抽出手段131において、予め、呼気から吸気(或いは、吸気から呼気)に変化するタイミングを示すデータを呼吸音データに含ませておく方法等がある。当該タイミングを示すデータは、例えば、臨床医等の操作者によって手入力されたり、又は、呼吸音データにおける呼気、吸気の波形の違いに基づいて自動的に生成される。   That is, the sub-noise detection means 133 separates the breathing sound data into two breathing sound data corresponding to expiration and inspiration, and separately for the breathing sound data corresponding to expiration and the breathing sound data corresponding to inspiration. The sub-noise is detected. Here, a method for separating the breathing sound data for one breath into breathing sound data corresponding to exhalation and breathing sound data corresponding to inspiration is, for example, approximately dividing the breathing sound data for one breath in the time direction. There is a method in which the breathing sound data includes data indicating the timing at which the breathing sound extraction means 131 changes from expiration to inspiration (or inspiration to expiration) in advance. For example, the data indicating the timing is manually input by an operator such as a clinician or automatically generated based on a difference in waveforms of exhalation and inspiration in the respiratory sound data.

次に、図3を参照して、一呼吸音抽出手段131によって行われる呼吸音データ処理について詳細に説明する。   Next, with reference to FIG. 3, the breathing sound data processing performed by the breathing sound extraction means 131 will be described in detail.

第1の呼吸音信号取得手段111は、被験者の身体の所定部(例えば、気管支付近。)に配置されているものとする。   It is assumed that the first respiratory sound signal acquisition unit 111 is disposed in a predetermined part (for example, near the bronchus) of the subject's body.

一呼吸音抽出手段131は、呼吸音信号取得手段11及びA/D変換手段12を介して呼吸音データを取得し(ステップS20)、当該呼吸音データが表す呼吸音の大きさが、予め設定された閾値Th1を超えたか否か(すなわち、一呼吸が開始されたか否か)を監視する(ステップS21)。   The breathing sound extraction unit 131 acquires the breathing sound data via the breathing sound signal acquisition unit 11 and the A / D conversion unit 12 (step S20), and the magnitude of the breathing sound represented by the breathing sound data is set in advance. It is monitored whether or not the threshold value Th1 is exceeded (that is, whether or not one breath is started) (step S21).

呼吸音の大きさが閾値Th1を超えると(ステップS21;Yes)、一呼吸音抽出手段131は、この時(すなわち、一呼吸の開始時)のタイミングT1を検出する(ステップS22)。当該検出されたタイミングT1を示すデータは上記内蔵メモリに一時格納される。   When the magnitude of the breathing sound exceeds the threshold Th1 (step S21; Yes), the breathing sound extraction means 131 detects the timing T1 at this time (that is, at the start of one breathing) (step S22). Data indicating the detected timing T1 is temporarily stored in the internal memory.

ステップS22の後、一呼吸音抽出手段131は、当該呼吸音の大きさが、予め設定された閾値Th2より小さくなったか否か(すなわち、一呼吸の最中であるか否か)を監視し(ステップS23)、呼吸音の大きさが閾値Th2より小さくなると(ステップS23;Yes)、この時のタイミングT2を検出する(ステップS24)。当該検出されたタイミングT2を示すデータは上記内蔵メモリに一時格納される。   After step S22, the breathing sound extraction means 131 monitors whether or not the magnitude of the breathing sound has become smaller than a preset threshold value Th2 (that is, whether or not a breathing is in progress). (Step S23) When the magnitude of the breathing sound becomes smaller than the threshold Th2 (Step S23; Yes), the timing T2 at this time is detected (Step S24). Data indicating the detected timing T2 is temporarily stored in the built-in memory.

ステップS24の後、一呼吸音抽出手段131は、当該呼吸音の大きさが、再度、閾値Th1を超えたか否か(すなわち、一呼吸が終了されたか否か)を監視し(ステップS25)、呼吸音の大きさが閾値Th1を再度超えると(ステップS25;Yes)、この時(すなわち、一呼吸の終了時)のタイミングT1'を検出する(ステップS26)。   After step S24, the breathing sound extraction means 131 monitors whether or not the magnitude of the breathing sound has again exceeded the threshold value Th1 (that is, whether or not the breathing has ended) (step S25). When the volume of the breathing sound exceeds the threshold Th1 again (step S25; Yes), the timing T1 ′ at this time (that is, at the end of one breath) is detected (step S26).

ステップS26の後、一呼吸音抽出手段131は、上記タイミングT1、T1'によって一呼吸を特定する(ステップS27)。すなわち、一呼吸が開始するタイミングがT1であり、当該一呼吸が終了するタイミングがT1'である。
上記のようにして、一呼吸分の呼吸音データが取得される。
After step S26, the breathing sound extraction unit 131 identifies one breath based on the timings T1 and T1 ′ (step S27). That is, the timing when one breath starts is T1, and the timing when one breath ends is T1 ′.
As described above, respiratory sound data for one breath is acquired.

以上説明したように、呼吸音データ処理装置100は、一呼吸音抽出手段131によって、一呼吸分の呼吸音データを取得し、一呼吸音規格化手段132によって、当該取得された一呼吸分の呼吸音データから、呼吸時間及び呼吸音強度を算出し、当該呼吸時間及び呼吸音強度に基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速を算出し、当該流量及び/又は流速が規格化されたか否かを判定し、更に、副雑音検出手段133によって、当該規格化された流量及び/又は流速の呼吸音データに基づいて、呼吸音に含まれる副雑音の有無等を検出する。   As described above, the breathing sound data processing apparatus 100 acquires the breathing sound data for one breath by the one breathing sound extraction unit 131 and the one breathing sound normalization unit 132 acquires the one breathing sound data. From the breath sound data, calculate the breathing time and breathing sound intensity, calculate the flow rate and / or flow rate for one breath based on the breathing time and breathing sound intensity, and whether the flow rate and / or flow rate has been normalized Further, the secondary noise detection means 133 detects the presence or absence of secondary noise included in the respiratory sound based on the normalized respiratory sound data of the flow rate and / or flow velocity.

従って、流量計を用いることなく、呼吸音信号取得手段11を介して取得される呼吸音データのみに基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速(或いは、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度。)が規格化されるとともに、当該流量及び/又は流速、或いは、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度が規格化された呼吸音データが解析(副雑音の検出等。)されるので、正確な診断支援が行える小型且つシンプルな構成を有する呼吸音データ処理装置100が実現できる。   Therefore, the flow rate and / or flow rate for one breath (or the breathing time and breathing sound intensity for one breath) based only on the breathing sound data acquired through the breathing sound signal acquisition means 11 without using a flow meter. .)) Is standardized, and the flow rate and / or flow velocity, or the respiratory sound data in which the respiratory time and respiratory sound intensity for one breath are standardized are analyzed (detection of auxiliary noise, etc.) A respiratory sound data processing apparatus 100 having a small and simple configuration capable of providing accurate diagnosis support can be realized.

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る呼吸音データ処理装置及びプログラムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における呼吸音データ処理装置100の細部構成および詳細動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   In addition, the description in this Embodiment shows an example of the respiratory sound data processing apparatus and program which concern on this invention, and is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the respiratory sound data processing apparatus 100 in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

例えば、一呼吸音抽出手段131は、一呼吸分の呼吸音データを取得する際、呼気、吸気の各開始タイミングを所定の時間間隔毎に交互に生成し、当該各開始タイミングを被験者に報知するための情報(画像や音)を出力手段14に出力するようにしてもよい。この場合、当該各開始タイミングに応じた呼気、吸気に係る呼吸音データが、一呼吸分の呼吸音データとして取得されるので、一呼吸分の呼吸音データが正確に取得できる。   For example, when acquiring the breathing sound data for one breath, the one breathing sound extraction unit 131 alternately generates each start timing of exhalation and inspiration every predetermined time interval, and notifies the subject of each start timing. Information (image or sound) for this purpose may be output to the output means 14. In this case, breathing sound data related to expiration and inhalation corresponding to each start timing is acquired as breathing sound data for one breath, so that breathing sound data for one breath can be accurately acquired.

また、一呼吸音抽出手段131は、第1の呼吸音信号取得手段111等を介して取得された呼吸音データと、予め設定された一呼吸分のサンプル呼吸音データとの間の相関値を相互相関又は残差二乗和等により算出し、当該算出した相関値に基づいて一呼吸分の呼吸音データを取得するようにしてもよい。また、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度が異なる複数のサンプル呼吸音データを用いて各相関値を算出し、当該算出した複数の相関値に基づいて一呼吸の呼吸音データを取得するようにしてもよい。
以下、相関値は、相互相関値又は残差二乗和等を意味する。
Further, the breathing sound extraction unit 131 calculates a correlation value between the breathing sound data acquired via the first breathing sound signal acquisition unit 111 and the sample respiratory sound data for a preset breath. It may be calculated by cross-correlation or residual sum of squares, etc., and respiratory sound data for one breath may be acquired based on the calculated correlation value. Further, each correlation value is calculated using a plurality of sample respiratory sound data having different breathing time and respiratory sound intensity for one breath, and the breathing sound data of one breath is obtained based on the calculated plurality of correlation values. It may be.
Hereinafter, the correlation value means a cross correlation value, a residual sum of squares, or the like.

ここで、上記相互相関について説明する。
まず、一呼吸音の波形をX(t)、過去の同一人の一呼吸の波形をY(t)とし、X(t)と、Y(t+s)との相互共分散RXY(s)を算出する(t、sは時間を表す。)。
Here, the cross-correlation will be described.
First, let X (t) be the waveform of one breath sound, Y (t) be the waveform of one breath in the past, and let X (t) and Y (t + s) be the mutual covariance R XY (s). Calculate (t and s represent time).

Figure 2005066044
Figure 2005066044

μX、μYは、それぞれ、X(t)、Y(t)の時間平均値である。また、相互共分散RXY(s)は、sのみの関数となっている。 μ X and μ Y are time average values of X (t) and Y (t), respectively. The mutual covariance R XY (s) is a function of only s.

次いで、相互共分散RXY(s)を正規化し、相互相関関数ρXYを得る。 Next, the cross-covariance R XY (s) is normalized to obtain a cross-correlation function ρ XY .

Figure 2005066044
Figure 2005066044

XX、RYYは自己共分散関数であり、以下のようにして算出される。 R XX and R YY are autocovariance functions and are calculated as follows.

Figure 2005066044
Figure 2005066044

本実施の形態においては、X(t)、Y(t)は共に同じ大きさに合わせられているため、上記相互相関関数ρXYではs=0である。 In this embodiment, X (t), Y ( t) because it has adapted to the both the same size, it is s = 0 in the cross-correlation function [rho XY.

更に、上記残差二乗和とは、所定時刻tにおける二つの呼吸音の強度の差を二乗し、一呼吸分の和を算出することである。   Furthermore, the residual sum of squares means that the difference between the intensity of two breathing sounds at a predetermined time t is squared to calculate the sum of one breath.

また、副雑音検出手段133は、一呼吸に対し「隠れマルコフ過程」を適用することによって副雑音の検出を行うようにしてもよい。   Further, the secondary noise detection means 133 may detect the secondary noise by applying a “hidden Markov process” to one breath.

ここで、上記「隠れマルコフ過程」を一呼吸に適用して副雑音を検出するとは、まず、検出された一呼吸分の呼吸音データに対し各時間区分毎にFFT処理を施して当該呼吸音データに対するスペクトル情報を算出し、次いで、当該スペクトル情報を用いて各時間区分毎(例えば、呼気前期、呼気中期、呼気後期、吸気前期、吸気中期、吸気後期等。)にスペクトログラムを算出し、次いで、EMアルゴリズムに基づいて、予め設定された学習用データ、すなわち、異なる種類の副雑音を含む複数の呼吸音データに対するサンプル用スペクトログラム(以下、異常学習データという。)と、副雑音を含まない複数の呼吸音データとに対するサンプル用スペクトログラム(以下、正常学習データという。)とを用いて状態遷移行列及び出現確率を各々算出し、異常学習データを用いた場合と、正常学習データを用いた場合とで、最も当てはまりが良い方に当該検出された一呼吸分の呼吸音データを分類することによって、副雑音の特定(検出)を行うことである。例えば、異常学習データを用いた場合の方が当てはまりが良い場合には、呼吸音データは、当該異常学習データに係る副雑音を含んだ呼吸音データとして分類される。   Here, to detect the side noise by applying the “hidden Markov process” to one breath, first, FFT processing is performed on the detected breath sound data for one breath for each time segment, and the breath sound is detected. Spectral information for the data is calculated, and then using the spectral information, a spectrogram is calculated for each time segment (eg, early expiration, middle expiration, late expiration, early inspiration, mid inspiration, late inspiration, etc.), Based on the EM algorithm, pre-set learning data, that is, spectrograms for samples (hereinafter referred to as abnormal learning data) for a plurality of respiratory sound data including different types of sub-noise, and a plurality of sub-noises are not included. State transition matrix and appearance probability using sample spectrogram (hereinafter referred to as normal learning data) Sub-noise is identified by classifying the detected respiratory sound data for one breath as the best fit between the case where abnormal learning data is used and the case where normal learning data is used. (Detection). For example, when the abnormal learning data is used more appropriately, the respiratory sound data is classified as respiratory sound data including auxiliary noise related to the abnormal learning data.

また、各被験者の過去の呼吸音データを上記内蔵メモリ(或いは、図示しない外設の専用データべース等。)に予め複数格納し、副雑音検出手段133は、当該過去の呼吸音データと、同一被験者の現在の呼吸音データとに基づいて、当該現在の呼吸音データに対する副雑音の検出(すなわち、副雑音の有無や、副雑音によって表される異常の程度等。)を行うようにしてもよい。この場合、例えば、同一被験者の過去・現在の呼吸音データに対し、単位時間当たりの断続的ラ音(副雑音の一種。)の発生回数が算出され、当該発生回数に係る相関値が算出されたり、又は、両呼吸音データの差分が算出されたりする等して、副雑音の検出が行われる。   Further, a plurality of past breathing sound data of each subject is stored in advance in the built-in memory (or an external dedicated database not shown), and the sub-noise detection means 133 stores the past breathing sound data and Based on the current breathing sound data of the same subject, the detection of secondary noise is performed on the current respiratory sound data (that is, the presence or absence of secondary noise, the degree of abnormality represented by the secondary noise, etc.). May be. In this case, for example, for the past and current breathing sound data of the same subject, the number of occurrences of intermittent rattle (a kind of sub-noise) per unit time is calculated, and the correlation value related to the number of occurrences is calculated. Or sub-noise is detected by calculating the difference between the two respiratory sound data.

また、副雑音を含まないサンプル用呼吸音データを上記内蔵メモリ(或いは、上記専用データベース等。)に予め格納し、副雑音検出手段133は、当該サンプル用データと、実際に取得された呼吸音データとに基づいて、副雑音の検出(すなわち、副雑音の有無や、副雑音によって表される異常の程度等。)を行うようにしてもよい。すなわち、上記両呼吸音データの差分が算出され、当該算出した差分に基づいて副雑音の検出が行われる。   In addition, the respiratory sound data for samples that does not include secondary noise is stored in advance in the built-in memory (or the dedicated database or the like), and the secondary noise detection means 133 performs the sampling data and the actually acquired respiratory sound. Based on the data, detection of sub-noise (that is, presence / absence of sub-noise, degree of abnormality represented by sub-noise, etc.) may be performed. That is, the difference between the two respiratory sound data is calculated, and sub-noise is detected based on the calculated difference.

ここで、上記互いに比較される二つの呼吸音データが表す呼吸音波形が、表示画面に並べて表示されるようにしてもよいし、当該二つの呼吸音の各々が、例えば、ステレオの「L(Left)」と「R(Right)」に分けて再生されるようにしてもよい。   Here, the respiratory sound wave forms represented by the two respiratory sound data to be compared with each other may be displayed side by side on the display screen, and each of the two respiratory sounds may be, for example, stereo “L ( (Left) "and" R (Right) "may be reproduced separately.

また、被験者の個人情報(例えば、身長、体重、性別、肥満度、病歴、肺活量等の情報。)を上記内蔵メモリ(或いは、上記専用データベース等。)に予め格納し、一呼吸音規格化手段132は、当該個人情報に基づいて一呼吸の流量及び/又は流速を補正するようにしてもよい。この場合、例えば、肥満度が高い被験者に対しては、第1の呼吸音信号取得手段111により集音される呼吸音が体内の脂肪が原因で大きく減衰されるので、流量・流速算出手段1321により算出される当該被験者の一呼吸の流量及び/又は流速は、肥満度に応じた所定量分だけ増やすよう補正される。   Further, personal information of the subject (for example, information such as height, weight, sex, obesity level, medical history, vital capacity, etc.) is stored in advance in the built-in memory (or the dedicated database, etc.), and one breathing sound normalizing means 132 may correct the flow rate and / or flow rate of one breath based on the personal information. In this case, for example, for a subject with a high degree of obesity, since the respiratory sound collected by the first respiratory sound signal acquisition unit 111 is greatly attenuated due to fat in the body, the flow rate / flow rate calculation unit 1321 The flow rate and / or flow rate of one breath of the subject calculated by is corrected so as to increase by a predetermined amount according to the degree of obesity.

<変形例1>
また、上呼吸音データ処理装置100は、呼吸音信号取得手段11を用いて呼吸音信号を取得し、当該呼吸音信号に基づいて一呼吸分の呼吸音データが取得されるとしたが、これに限らず、図4に示す呼吸音データ処理装置101ように、複数個(n個;nは2以上の自然数。)の同一機能を有する第1の呼吸音信号取得手段111〜第nの呼吸音信号取得手段11nを用いて呼吸音信号を取得し(すなわち、n個のマイクから呼吸音を取得し)、当該取得した複数の呼吸音信号に基づいて一呼吸分の呼吸音データを取得するようにしてもよい。
<Modification 1>
The upper respiratory sound data processing apparatus 100 acquires a respiratory sound signal using the respiratory sound signal acquisition unit 11 and acquires respiratory sound data for one breath based on the respiratory sound signal. Not limited to this, as in the respiratory sound data processing apparatus 101 shown in FIG. 4, a plurality of (n; n is a natural number of 2 or more) first respiratory sound signal acquisition means 111 to nth respiratory functions having the same function. Respiratory sound signals are acquired using the sound signal acquisition means 11n (that is, respiratory sounds are acquired from n microphones), and respiratory sound data for one breath is acquired based on the acquired plurality of respiratory sound signals. You may do it.

以下、図4、図5を参照して、第1の呼吸音信号取得手段111〜第nの呼吸音信号取得手段11nを用いて一呼吸分の呼吸音データを取得する呼吸音データ処理について説明する。図4に本変形例1の呼吸音データ処理装置101の内部構成を示し、図5に、本変形例1の呼吸音データ処理を説明するためのフローチャートを示す。   Hereinafter, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the respiratory sound data processing for acquiring respiratory sound data for one breath using the first respiratory sound signal acquisition unit 111 to the nth respiratory sound signal acquisition unit 11n will be described. To do. FIG. 4 shows an internal configuration of the respiratory sound data processing apparatus 101 of the first modification, and FIG. 5 shows a flowchart for explaining the respiratory sound data processing of the first modification.

ここで、図4に示す呼吸音データ処理装置101の各構成部は呼吸音データ処理装置100の各構成部と同じであり、簡略化のため同一符号を付して説明を省略する。   Here, each component of the breathing sound data processing apparatus 101 shown in FIG. 4 is the same as each component of the breathing sound data processing apparatus 100, and the same reference numerals are given for the sake of brevity and description thereof is omitted.

また、第1の呼吸音信号取得手段111〜第nの呼吸音信号取得手段11nは、被験者の身体の所定部に配置されているものとする。例えば、第1の呼吸音信号取得手段111、第2の呼吸音信号取得手段112が用いられる場合には、第1の呼吸音信号取得手段111が気管支付近に配置され、第2の呼吸音信号取得手段112が肺の下葉付近に配置されていてもよいし、第1の呼吸音信号取得手段111〜第5の呼吸音信号取得手段115が用いられる場合には、第1の呼吸音信号取得手段111が気管支付近に配置され、第2の呼吸音信号取得手段112、第3の呼吸音信号取得手段113がそれぞれ肺の左右上葉付近に配置され、第4の呼吸音信号取得手段114、第5の呼吸音信号取得手段115がそれぞれ肺の左右下葉付近に装着されていてもよい。   In addition, the first respiratory sound signal acquisition unit 111 to the nth respiratory sound signal acquisition unit 11n are arranged in a predetermined part of the body of the subject. For example, when the first respiratory sound signal acquisition unit 111 and the second respiratory sound signal acquisition unit 112 are used, the first respiratory sound signal acquisition unit 111 is disposed near the bronchus and the second respiratory sound signal acquisition unit 112 is used. The acquisition means 112 may be arranged near the lower lobe of the lung, and when the first respiratory sound signal acquisition means 111 to the fifth respiratory sound signal acquisition means 115 are used, the first respiratory sound signal The acquisition means 111 is arranged near the bronchi, the second respiratory sound signal acquisition means 112 and the third respiratory sound signal acquisition means 113 are arranged near the left and right upper lobes of the lung, respectively, and the fourth respiratory sound signal acquisition means 114 The fifth respiratory sound signal acquisition means 115 may be mounted near the left and right lower lobes of the lung.

次に、図5のフローチャートを参照して、本変形例1における呼吸音データ処理について説明する。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 5, the breathing sound data processing in the first modification will be described.

データ処理手段13は、一呼吸音抽出手段131を用いて図5のフローチャートに示す呼吸音データ処理をプログラム又はハードウェアにより実行する。   The data processing means 13 executes the respiratory sound data processing shown in the flowchart of FIG.

まず、一呼吸音抽出手段131は、第1の呼吸音信号取得手段111〜第nの呼吸音信号取得手段11n及びA/D変換手段12を介して複数の呼吸音データを取得し(ステップS30)、第1の呼吸音信号取得手段111を介して取得された呼吸音データが表す呼吸音の大きさが、予め設定された閾値Th1を超えたか否か(すなわち、一呼吸が開始されたか否か)を監視する(ステップS31)。   First, the breathing sound extraction means 131 acquires a plurality of breathing sound data via the first breathing sound signal acquisition means 111 to the nth breathing sound signal acquisition means 11n and the A / D conversion means 12 (step S30). ), Whether the magnitude of the breathing sound represented by the breathing sound data acquired via the first breathing sound signal acquisition unit 111 exceeds a preset threshold Th1 (that is, whether one breath has started) Is monitored (step S31).

呼吸音の強度が閾値Th1を超えると(ステップS31;Yes)、一呼吸音抽出手段131は、この時(すなわち、一呼吸の開始時)のタイミングT1を検出する(ステップS32)。当該検出されたタイミングT1を示すデータは上記内蔵メモリに一時格納される。   When the intensity of the breathing sound exceeds the threshold Th1 (step S31; Yes), the breathing sound extraction unit 131 detects the timing T1 at this time (that is, at the start of one breathing) (step S32). Data indicating the detected timing T1 is temporarily stored in the internal memory.

ステップS32の後、一呼吸音抽出手段131は、第2の呼吸音信号取得手段112〜第nの呼吸音信号取得手段11nの各々から取得された各呼吸音データが表す複数の呼吸音の大きさのうち、所定数の呼吸音(例え、二つ以上でもよいし、設定は自由である。)が、各々対応する閾値Th2〜Thnを超えたか否か(すなわち、一呼吸の最中であるか否か)を監視する(ステップS33)。   After step S32, the breathing sound extraction means 131 has a plurality of breathing sound levels represented by the breathing sound data acquired from each of the second breathing sound signal acquisition means 112 to the nth breathing sound signal acquisition means 11n. Among them, whether or not a predetermined number of breath sounds (for example, two or more may be set freely) exceeds the corresponding threshold values Th2 to Thn (that is, during one breath). Whether or not) is monitored (step S33).

上記複数の呼吸音のうち所定数の呼吸音の大きさが、各々対応する閾値Th2〜Thnを超えた場合(ステップS33;Yes)、一呼吸音抽出手段131は、この時のタイミングT2を検出する(ステップS34)。当該検出されたタイミングT2を示すデータは上記内蔵メモリに一時格納される。   When the magnitude of a predetermined number of breathing sounds out of the plurality of breathing sounds exceeds the corresponding threshold values Th2 to Thn (step S33; Yes), the breathing sound extraction means 131 detects the timing T2 at this time. (Step S34). Data indicating the detected timing T2 is temporarily stored in the built-in memory.

ステップS34の後、一呼吸音抽出手段131は、第1の呼吸音信号取得手段111を介して取得された呼吸音データが表す呼吸音の大きさが、再度、閾値Th1を超えたか否か(すなわち、一呼吸が終了されたか否か)を監視し(ステップS35)、当該呼吸音の大きさが閾値Th1を再度超えると(ステップS35;Yes)、この時(すなわち、一呼吸の終了時)のタイミングT1'を検出する(ステップS36)。   After step S34, the breathing sound extraction unit 131 determines whether or not the magnitude of the breathing sound represented by the breathing sound data acquired via the first breathing sound signal acquisition unit 111 has exceeded the threshold Th1 again ( That is, whether or not one breath has been completed is monitored (step S35), and when the volume of the breathing sound exceeds the threshold value Th1 again (step S35; Yes), at this time (that is, at the end of one breath) The timing T1 ′ is detected (step S36).

ステップS36の後、一呼吸音抽出手段131は、上記タイミングT1、T1'によって一呼吸を特定する(ステップS37)。すなわち、一呼吸が開始するタイミングがT1であり、当該一呼吸が終了するタイミングがT1'である。
上記のようにして、一呼吸分の呼吸音データが取得される。
After step S36, the breathing sound extraction unit 131 identifies one breath based on the timings T1 and T1 ′ (step S37). That is, the timing when one breath starts is T1, and the timing when one breath ends is T1 ′.
As described above, respiratory sound data for one breath is acquired.

以上のように、被験者の身体の複数箇所から得られる複数の呼吸音データに基づいて一呼吸が特定されるので、一つの呼吸音データだけ用いる場合に比べ、より正確かつ確実に一呼吸分のデータが抽出可能になる。   As described above, since one breath is specified based on a plurality of breathing sound data obtained from a plurality of locations of the subject's body, compared to the case where only one breathing sound data is used, more accurately and more reliably for one breathing. Data can be extracted.

<変形例2>
また、上記呼吸音データ処理装置100、101は、流量及び/又は流速を規格化することにより、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度を規格化していたが、これに限らず、図6に示す呼吸音データ処理装置102のように、一呼吸分の呼吸時間及び呼吸音強度を直接且つ自動的に規格化するようにしてもよい。
<Modification 2>
In addition, the respiratory sound data processing devices 100 and 101 have standardized the breathing time and respiratory sound intensity for one breath by standardizing the flow rate and / or flow velocity. Like the breathing sound data processing apparatus 102 shown, the breathing time and breathing sound intensity for one breath may be normalized directly and automatically.

以下、図6、図7を参照して、本変形例3における呼吸音データ処理装置102について詳細に説明する。図6に本変形例2の呼吸音データ処理装置101の内部構成を示し、図7に本変形例2の呼吸音強度規格化処理を説明するフローチャートを示す。   Hereinafter, the respiratory sound data processing apparatus 102 according to the third modification will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows the internal configuration of the respiratory sound data processing apparatus 101 of the second modification, and FIG. 7 shows a flowchart for explaining the respiratory sound intensity normalization process of the second modification.

ここで、図6に示す呼吸音データ処理装置102の各構成部のうち、データ処理手段13aを除く各部は呼吸音データ処理装置100、101の各構成部と同じであり、簡略化のため同一符号を付して説明を省略する。さらに、データ処理手段13aのうち、一呼吸音規格化手段132aを除く各構成部は、呼吸音データ処理装置100、101のデータ処理手段13が備える各構成部と同じであり、簡略化のため同一符号を付して説明を省略する。   Here, among the constituent parts of the respiratory sound data processing apparatus 102 shown in FIG. 6, the parts other than the data processing means 13a are the same as the constituent parts of the respiratory sound data processing apparatuses 100 and 101, and are the same for simplification. The reference numerals are attached and the description is omitted. Further, in the data processing means 13a, each component other than the one breathing sound normalization means 132a is the same as each component provided in the data processing means 13 of the breathing sound data processing devices 100 and 101, and for the sake of simplification. The same reference numerals are given and the description is omitted.

図6に示すように、一呼吸音規格化手段132aは、呼吸音強度規格化手段1321a、呼吸時間規格化手段1321bを備え、呼吸音強度規格化手段1321aは、図7のフローチャートに示す呼吸音データ処理を行って、一呼吸音抽出手段131から入力される一呼吸分の呼吸音データから当該呼吸音強度を規格化し、呼吸時間規格化手段1321bは、ダイナミックタイムワーピング(DTW;Dynamic Time Warping)と称する時間正規化法を用いて、一呼吸音抽出手段131から入力される一呼吸分の呼吸音データから呼吸時間を規格化する。   As shown in FIG. 6, the breathing sound normalization means 132a includes a breathing sound intensity normalization means 1321a and a breathing time normalization means 1321b, and the breathing sound intensity normalization means 1321a is the breathing sound shown in the flowchart of FIG. Data processing is performed to normalize the respiratory sound intensity from the breathing sound data for one breath input from the breathing sound extraction unit 131, and the breathing time normalization unit 1321b is a dynamic time warping (DTW). The breathing time is normalized from the breathing sound data for one breath inputted from the one breathing sound extraction means 131 using a time normalization method called “respiration time”.

ここで、一呼吸音規格化手段132aは、一呼吸音抽出手段131、副雑音検出手段133と同様に、ハードウェアであってもよいし、又は、データ処理手段13aにより実行されるプログラムが有する機能を表すものであってもよい。ここで、当該プログラムは、図7のフローチャートに示す呼吸音データ処理を行うためのプログラムであり、データ処理手段13aの内蔵メモリ(図示せず。)に予め格納されているものとする。   Here, the breathing sound normalization means 132a may be hardware as in the breathing sound extraction means 131 and the sub noise detection means 133, or a program executed by the data processing means 13a has. It may represent a function. Here, it is assumed that the program is a program for performing the respiratory sound data processing shown in the flowchart of FIG. 7, and is stored in advance in a built-in memory (not shown) of the data processing means 13a.

また、上記DTWを用いて呼吸時間を規格化するとは、実際に取得された呼吸音データの時間区分を表す時間情報(例えば、呼気前期(更に、前期、中期、後期に分けてもよい。以下同様)、呼気中期、呼気後期、吸気前期、吸気中期、吸気後期等の複数の時間区分。)が、当該時間区分毎に、予め設定された規格化用のサンプル時間情報に合致するよう、当該呼吸音データの波形を整形することである。   The standardization of the breathing time using the DTW is time information (for example, the first period of expiratory period (further, the first period, the middle period, and the second period). Similarly, multiple time segments such as mid-expiration, late exhalation, early inspiration, mid-inspiration, late inspiration, etc.) for each time segment to match the standardized sample time information set in advance. This is shaping the waveform of respiratory sound data.

次に、図7のフローチャートを参照して、本変形例2における呼吸音データ処理について説明する。
呼吸音強度規格化手段1321aは、入力された一呼吸分の呼吸音データを、図示しないLPF(Low Pass Filter)を用いて、所定の基準周波数以下の低周波に対応する低周波呼吸音データと、それ以外の高周波に対応する高周波呼吸音データとに分別する(ステップS40)。ここで、上記LPFは、ロジック回路若しくはプログラムである。
Next, the breathing sound data processing in the second modification will be described with reference to the flowchart in FIG.
The breathing sound intensity normalization means 1321a uses the low-pass respiratory sound data corresponding to a low frequency equal to or lower than a predetermined reference frequency using the LPF (Low Pass Filter) (not shown) as input breathing sound data for one breath. Then, the high frequency breathing sound data corresponding to the other high frequency is classified (step S40). Here, the LPF is a logic circuit or a program.

次に、呼吸音強度規格化手段1321aは、予め設定された規格化用の呼吸音データの低周波成分の強度に合致するように、上記分離した低周波呼吸音データに係る呼吸音の強度を調整(規格化)する(ステップS41)。   Next, the respiratory sound intensity normalization means 1321a determines the intensity of the respiratory sound related to the separated low frequency respiratory sound data so as to match the intensity of the low frequency component of the preset standardized respiratory sound data. Adjustment (normalization) is performed (step S41).

なお、呼吸音信号取得手段11から取得される呼吸音信号に対し低周波成分と高周波成分とに分離するLPFを、呼吸音信号取得手段11の後段に設けるようにしてもよい。   Note that an LPF that separates the respiratory sound signal acquired from the respiratory sound signal acquisition unit 11 into a low-frequency component and a high-frequency component may be provided after the respiratory sound signal acquisition unit 11.

この場合、呼吸音強度規格化手段1321aでは、デジタルデータ化された呼吸音データを低周波呼吸音データと高周波呼吸音データとに分別する必要がなくなるので、呼吸音強度規格化手段1321aにおけるデータ処理時間の短縮化が図られる。   In this case, since the breathing sound intensity normalization means 1321a does not need to separate the breathing sound data converted into digital data into low-frequency breathing sound data and high-frequency breathing sound data, data processing in the breathing sound intensity normalization means 1321a Time can be shortened.

その後、呼吸音強度規格化手段1321aは、当該高周波成分と、上記規格化された低周波成分とを合成する(ステップS42)。
上記のようにして、呼吸音データの強度が規格化される。
Thereafter, the respiratory sound intensity normalization means 1321a synthesizes the high frequency component and the normalized low frequency component (step S42).
As described above, the intensity of the respiratory sound data is normalized.

以上、呼吸音データ処理装置100、101、102について説明したが、これらを個別に実現するようにしても良く、また、互いに組み合わせて実現するようにしてもよい。   Although the respiratory sound data processing devices 100, 101, and 102 have been described above, these may be realized individually or in combination with each other.

また、上記呼吸音データ処理を行うためのプログラムや呼吸音データは、CD(Compact Disk)などの各種記録媒体に予め格納されているものであってもよいし、ネットワークを介して外部機器から取得できるようにしてもよい。この場合、呼吸音データ処理装置100、101、102は、何れも、当該記録媒体との間でデータの読み込み/書き込みを自在に行うための専用ドライバや、ネットワークに接続してデータの送受信を行うための通信装置を備える(何れも図示せず。)。   Further, the program for performing the breathing sound data processing and the breathing sound data may be stored in advance in various recording media such as a CD (Compact Disk) or acquired from an external device via a network. You may be able to do it. In this case, each of the respiratory sound data processing devices 100, 101, and 102 transmits / receives data by connecting to a dedicated driver or a network for freely reading / writing data to / from the recording medium. For communication (none is shown).

本発明を適用した呼吸音データ処理装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the respiratory sound data processing apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用した呼吸音データ処理装置による呼吸音データ処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the respiratory sound data processing by the respiratory sound data processing apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用した呼吸音データ処理装置による呼吸音データ処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the respiration sound data processing by the respiration sound data processing apparatus to which this invention is applied. 本発明を適用した他の呼吸音データ処理装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the other respiratory sound data processing apparatus to which this invention is applied. 図4に示す呼吸音データ処理装置による呼吸音データ処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the respiration sound data processing by the respiration sound data processing apparatus shown in FIG. 本発明を適用した他の呼吸音データ処理装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the other respiratory sound data processing apparatus to which this invention is applied. 図6に示す呼吸音データ処理装置による呼吸音データ処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the respiratory sound data processing by the respiratory sound data processing apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 呼吸音信号取得手段
111〜11n 第1〜第nの呼吸音信号取得手段
12 A/D変換手段
13、13a データ処理手段
14 出力手段
100〜102 呼吸音データ処理装置
131 一呼吸音抽出手段
132、132a 一呼吸音規格化手段
133 副雑音検出手段
1321 流量・流速算出手段
1321a 呼吸音強度規格化手段
1321b 呼吸時間規格化手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Respiratory sound signal acquisition means 111-11n 1st-nth respiratory sound signal acquisition means 12 A / D conversion means 13, 13a Data processing means 14 Output means 100-102 Respiratory sound data processing device 131 One respiratory sound extraction means 132 132a One breathing sound normalization means 133 Sub noise detection means 1321 Flow rate / flow velocity calculation means 1321a Breathing sound intensity normalization means 1321b Breathing time normalization means

Claims (48)

呼吸音を表す呼吸音データを解析処理するための呼吸音データ処理装置であって、
前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する一呼吸音抽出手段と、
前記一呼吸分の呼吸音データから呼吸時間及び呼吸音強度を算出し、当該算出した呼吸時間及び呼吸音強度に基づいて当該一呼吸音分の呼吸音データを規格化する一呼吸音規格化手段と、
を備えたことを特徴とする呼吸音データ処理装置。
A respiratory sound data processing apparatus for analyzing and processing respiratory sound data representing respiratory sounds,
One breath sound extraction means for extracting data for one breath from the breath sound data;
A breathing sound normalization means for calculating a breathing time and breathing sound intensity from the breathing sound data for one breath and normalizing the breathing sound data for the breathing sound based on the calculated breathing time and breathing sound intensity When,
A respiratory sound data processing apparatus comprising:
呼吸音を表す呼吸音信号を取得する呼吸音信号取得手段と、
前記呼吸音信号取得手段により取得される呼吸音信号を呼吸音データにデジタル化するA/D変換手段と、
を更に備え、
前記一呼吸音抽出手段は、
前記A/D変換手段によりデジタル化された呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出することを特徴とする請求項1に記載の呼吸音データ処理装置。
Breathing sound signal acquisition means for acquiring a breathing sound signal representing the breathing sound;
A / D conversion means for digitizing the respiratory sound signal acquired by the respiratory sound signal acquisition means into respiratory sound data;
Further comprising
The breathing sound extraction means includes
2. The respiratory sound data processing apparatus according to claim 1, wherein data for one breath is extracted from the respiratory sound data digitized by the A / D conversion means.
前記一呼吸音抽出手段は、
前記呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが予め設定された閾値を超える際のタイミングを連続して二つ検出すると、当該検出した二つのタイミングを用いて一呼吸を特定して前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound extraction means includes
When two consecutive timings when the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired via the respiratory sound signal acquisition unit exceeds a preset threshold are detected, the two detected timings are used. The respiratory sound data processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein one breath is specified and data for one breath is extracted from the respiratory sound data.
前記一呼吸音抽出手段は、
前記呼吸音データと、予め設定された一呼吸分のサンプル呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて当該呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound extraction means includes
A correlation value between the respiratory sound data and preset sample respiratory sound data for one breath is calculated, and data for one breath is extracted from the respiratory sound data based on the calculated correlation value. The respiratory sound data processing device according to claim 1 or 2.
前記一呼吸音抽出手段は、
一呼吸分の呼吸時間及び/又は呼吸音強度が互いに異なる複数の予め設定されたサンプル呼吸音データを用いて前記相関値を算出し、当該算出した複数の相関値に基づいて一呼吸分のデータを抽出することを特徴とする請求項4に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound extraction means includes
The correlation value is calculated using a plurality of preset sample respiratory sound data having different breathing time and / or respiratory sound intensity for one breath, and data for one breath is calculated based on the calculated plurality of correlation values. The respiratory sound data processing device according to claim 4, wherein:
呼吸音を表す呼吸音信号を取得する第1〜第n(nは2以上の自然数。)の呼吸音信号取得手段を備え、
前記A/D変換手段は、
前記第1〜第nの呼吸音信号取得手段により取得される複数の呼吸音信号の各々を呼吸音データにデジタル化することを特徴とする請求項1に記載の呼吸音データ処理装置。
Comprising first to nth (n is a natural number of 2 or more) respiratory sound signal acquisition means for acquiring a respiratory sound signal representing a respiratory sound;
The A / D conversion means includes
2. The respiratory sound data processing apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of respiratory sound signals acquired by the first to nth respiratory sound signal acquisition means is digitized into respiratory sound data.
前記一呼吸音抽出手段は、
前記第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段に応じて予め設定された所定閾値を超える際のタイミングを検出した後、前記第2〜第nの呼吸音信号取得手段のうち少なくとも一つを介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第2〜第nの呼吸音信号取得手段の各々に応じて予め設定された所定閾値の各々を超え、その後、前記第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段の前記閾値を再び超える際のタイミングを検出すると、当該二つのタイミングを用いて前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出することを特徴とする請求項6に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound extraction means includes
The timing when the magnitude of the breathing sound related to the breathing sound data acquired via the first breathing sound signal acquisition unit exceeds a predetermined threshold set in advance according to the first breathing sound signal acquisition unit. After the detection, the second to nth respiratory sound signal acquisition means has a magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired through at least one of the second to nth respiratory sound signal acquisition means. Each of which exceeds a predetermined threshold value set in advance according to each of the first and second respiratory sounds, and the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired through the first respiratory sound signal acquisition means is the first respiratory sound. The respiratory sound data according to claim 6, wherein when the timing when the signal acquisition means exceeds the threshold again is detected, data for one breath is extracted from the respiratory sound data using the two timings. Processing equipment.
前記一呼吸音抽出手段は、
呼気、吸気の各開始タイミングを所定の時間間隔毎に交互に生成して報知し、呼気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを呼気に対応する呼吸音データとし、吸気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを吸気に対応する呼吸音データとして一呼吸分の呼吸音データを取得することを特徴とする請求項1に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound extraction means includes
Each start timing of exhalation and inspiration is alternately generated and notified every predetermined time interval, and breathing sound data acquired according to the start timing of expiration is used as breathing sound data corresponding to expiration, and the start timing of inspiration The respiratory sound data processing apparatus according to claim 1, wherein the respiratory sound data for one breath is acquired as the respiratory sound data corresponding to inspiration as the respiratory sound data acquired accordingly.
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸時間と呼吸音強度とに基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速を算出する流量・流速算出手段を更に備え、当該算出された流量及び/又は流速に基づいて一呼吸音分の呼吸音データを規格化することを特徴とする請求項1〜8のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
Flow rate / flow velocity calculation means for calculating a flow rate and / or flow velocity for one breath based on the breathing time and breathing sound intensity for one breath is further provided, and one breathing sound is calculated based on the calculated flow rate and / or flow velocity. The respiratory sound data processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the respiratory sound data for a minute is normalized.
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸時間に呼吸音強度を乗じて当該一呼吸分の流量を算出することを特徴とする請求項9に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
The respiratory sound data processing device according to claim 9, wherein a flow rate for one breath is calculated by multiplying a breathing sound intensity by a breathing time for one breath.
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸音強度を呼吸時間で割って当該一呼吸分の流速を算出することを特徴とする請求項9又は10に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
The respiratory sound data processing apparatus according to claim 9 or 10, wherein the respiratory sound intensity for one breath is divided by the respiratory time to calculate a flow velocity for the one breath.
前記一呼吸音規格化手段は、
前記流量及び/又は流速を、被験者毎の個人情報を用いて補正することを特徴とする請求項9〜11のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
The respiratory sound data processing apparatus according to any one of claims 9 to 11, wherein the flow rate and / or flow velocity is corrected using personal information for each subject.
前記一呼吸音規格化手段は、
被験者の身長、体重、性別、肥満度、病歴、肺活量のうち少なくとも一つを含む個人情報を用いて前記流量及び/又は流速を補正することを特徴とする請求項12に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
The respiratory sound data processing according to claim 12, wherein the flow rate and / or flow rate is corrected using personal information including at least one of height, weight, sex, obesity level, medical history, and vital capacity of a subject. apparatus.
前記一呼吸音規格化手段は、
前記流量・流速算出手段により算出される流量及び/又は流速が、予め設定された規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致するか否かを判定し、合致しない場合には、その旨を報知することを特徴とする請求項9〜13のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
It is determined whether or not the flow rate and / or flow velocity calculated by the flow rate / velocity calculation means matches a preset standard and flow rate and / or flow velocity. The respiratory sound data processing device according to any one of claims 9 to 13, wherein the breathing sound data processing device is notified.
前記一呼吸音規格化手段は、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する呼吸音強度規格化手段と、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸時間を規格化する呼吸時間規格化手段と、
を備え、
前記呼吸音強度規格化手段と前記呼吸時間規格化手段とを用いて前記一呼吸分の呼吸音データを規格化することを特徴とする請求項1〜8のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound normalization means includes:
Breathing sound intensity normalization means for normalizing the breathing sound intensity related to breathing sound data for one breath;
Breathing time normalization means for normalizing the breathing time related to breathing sound data for one breath;
With
The respiration sound data according to any one of claims 1 to 8, wherein the respiration sound data for one breath is normalized using the respiration sound intensity normalization means and the respiration time normalization means. Sound data processing device.
前記呼吸音強度規格化手段は、
前記一呼吸分の呼吸音データを、呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データとに分別して当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データと前記高周波呼吸音データとを合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化することを特徴とする請求項15に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound intensity normalization means is
The respiratory sound data for one breath is separated into low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is equal to or lower than a predetermined reference frequency and high-frequency respiratory sound data exceeding the reference frequency, and the respiratory sound intensity of the low-frequency respiratory sound data is determined. 16. The normalization of the low-frequency breathing sound data after the normalization and the high-frequency breathing sound data to normalize the breathing sound intensity related to the breathing sound data for the one breath. The respiratory sound data processing device described.
前記呼吸音強度規格化手段は、
前記一呼吸分の呼吸音データから予め分別された呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データのうち、当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データを前記高周波呼吸音データに合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化することを特徴とする請求項15に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing sound intensity normalization means is
Among the low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is preliminarily separated from the respiratory sound data for one breath and the high-frequency respiratory sound data whose frequency exceeds the reference frequency, the respiratory sound of the low-frequency respiratory sound data 16. The intensities are normalized, and the normalized low-frequency breathing sound data is combined with the high-frequency breathing sound data to normalize the breathing sound intensity related to the breathing sound data for the one breath. 2. A respiratory sound data processing device according to 1.
前記呼吸時間規格化手段は、
一呼吸分の呼吸音データに対し、ダイナミックタイムワーピング法を用いて呼吸時間の規格化を行うことを特徴とする請求項15〜17のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。
The breathing time normalization means includes
The respiratory sound data processing apparatus according to any one of claims 15 to 17, wherein the respiratory sound data for one breath is normalized using a dynamic time warping method.
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データから当該呼吸音に含まれる副雑音を検出する副雑音検出手段を更に備えたことを特徴とする請求項1〜18のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。   The sub-noise detecting means for detecting the sub-noise contained in the breathing sound from the standardized breathing sound data for one breath is further provided. Respiratory sound data processing device. 前記副雑音検出手段は、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データに対しFFT(Fast Fourie Transformation)処理を施して当該呼吸音データに係るスペクトル情報を取得し、当該スペクトル情報に対し隠れマルコフ過程を適用して副雑音の検出を行うことを特徴とする請求項19に記載の呼吸音データ処理装置。
The sub-noise detection means includes
Spectral information related to the breathing sound data is obtained by performing FFT (Fast Fourie Transformation) processing on the standardized breathing sound data for one breath, and applying a hidden Markov process to the spectral information, sub-noise The respiratory sound data processing device according to claim 19, wherein the detection is performed.
前記副雑音検出手段は、
同じ被験者から二つの異なる時期に取得された一呼吸分の規格化された二つの呼吸音データ間の相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行うことを特徴とする請求項19に記載の呼吸音データ処理装置。
The sub-noise detection means includes
Calculating a correlation value between two normalized breathing sound data for one breath acquired from the same subject at two different times, and detecting sub-noise based on the calculated correlation value The respiratory sound data processing device according to claim 19.
前記副雑音検出手段は、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データと、予め設定された副雑音を含まないサンプル用呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行うことを特徴とする請求項19に記載の呼吸音データ処理装置。
The sub-noise detection means includes
A correlation value between the standardized breathing sound data for one breath and the sampled breathing sound data not including the secondary noise is calculated, and the secondary noise is detected based on the calculated correlation value. The respiratory sound data processing apparatus according to claim 19.
前記相関値は相互相関値又は残差二乗和であることを特徴とする請求項4、5、9〜22のうち何れか一項に記載の呼吸音データ処理装置。   The respiratory sound data processing apparatus according to any one of claims 4, 5, and 9 to 22, wherein the correlation value is a cross-correlation value or a residual sum of squares. 呼吸音を表す呼吸音データを解析処理するためのコンピュータに、
前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能と、
前記一呼吸分の呼吸音データから呼吸時間及び呼吸音強度を算出し、当該算出した呼吸時間及び呼吸音強度に基づいて当該一呼吸音分の呼吸音データを規格化する機能と、
を実現させるためのプログラム。
A computer for analyzing and processing respiratory sound data representing respiratory sounds,
A function of extracting data for one breath from the breathing sound data;
A function for calculating a breathing time and a breathing sound intensity from the breathing sound data for the one breath, and normalizing the breathing sound data for the one breathing sound based on the calculated breathing time and the breathing sound intensity;
A program to realize
前記コンピュータに、
前記呼吸音データに係る呼吸音の大きさが予め設定された閾値を超える際のタイミングを連続して二つ検出すると、当該検出した二つのタイミングを用いて一呼吸を特定して前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるための請求項24に記載のプログラム。
In the computer,
When two consecutive timings when the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data exceeds a preset threshold are detected, one respiratory is identified using the two detected timings, and the respiratory sound data The program according to claim 24, further realizing a function of extracting data for one breath from the data.
前記コンピュータに、
前記呼吸音データと、予め設定された一呼吸分のサンプル呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて当該呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるための請求項24に記載のプログラム。
In the computer,
A function of calculating a correlation value between the respiratory sound data and preset sample respiratory sound data for one breath, and further extracting data for one breath from the respiratory sound data based on the calculated correlation value The program according to claim 24 for realizing.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸時間及び/又は呼吸音強度が互いに異なる複数の予め設定されたサンプル呼吸音データを用いて前記相関値を算出し、当該算出した複数の相関値に基づいて一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるための請求項24に記載のプログラム。
In the computer,
The correlation value is calculated using a plurality of preset sample respiratory sound data having different breathing time and / or respiratory sound intensity for one breath, and data for one breath is calculated based on the calculated plurality of correlation values. 25. The program according to claim 24, for further realizing a function of extracting.
前記コンピュータに、
第1〜第nの呼吸音信号取得手段を介して取得される各呼吸音データのうち、第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段に応じて予め設定された所定閾値を超える際のタイミングを検出した後、前記第2〜第nの呼吸音信号取得手段のうち少なくとも一つを介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第2〜第nの呼吸音信号取得手段の各々に応じて予め設定された所定閾値の各々を超え、その後、前記第1の呼吸音信号取得手段を介して取得される呼吸音データに係る呼吸音の大きさが当該第1の呼吸音信号取得手段の前記閾値を再び超える際のタイミングを検出すると、当該検出した二つのタイミングを用いて前記呼吸音データから一呼吸分のデータを抽出する機能を更に実現させるための請求項24に記載のプログラム。
In the computer,
Among the respiratory sound data acquired via the first to nth respiratory sound signal acquisition means, the magnitude of the respiratory sound related to the respiratory sound data acquired via the first respiratory sound signal acquisition means Obtained via at least one of the second to nth respiratory sound signal acquisition means after detecting a timing when a predetermined threshold value preset in accordance with the first respiratory sound signal acquisition means is exceeded. The magnitude of the breathing sound related to the breathing sound data exceeds each of the predetermined threshold values set in advance according to each of the second to nth breathing sound signal acquisition means, and then the first breathing sound signal acquisition means When the timing at which the magnitude of the breathing sound related to the breathing sound data acquired via the above again exceeds the threshold value of the first breathing sound signal acquisition means is detected, the breathing is performed using the two detected timings. One breath data from sound data Program according to claim 24 for further realizing the function of extracting.
前記コンピュータに、
呼気、吸気の各開始タイミングを所定の時間間隔毎に交互に生成して報知し、呼気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを呼気に対応する呼吸音データとし、吸気の開始タイミングに応じて取得された呼吸音データを吸気に対応する呼吸音データとして一呼吸分の呼吸音データを取得する機能を更に実現させるための請求項24に記載のプログラム。
In the computer,
Each start timing of exhalation and inspiration is alternately generated and notified every predetermined time interval, and breathing sound data acquired according to the start timing of expiration is used as breathing sound data corresponding to expiration, and the start timing of inspiration 25. The program according to claim 24, for further realizing a function of acquiring respiratory sound data for one breath as respiratory sound data corresponding to inspiration using the respiratory sound data acquired in response.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸時間と呼吸音強度とに基づいて一呼吸分の流量及び/又は流速を算出する流量・流速算出手段を更に備え、当該算出された流量及び/又は流速に基づいて一呼吸音分の呼吸音データを規格化する機能を更に実現させるための請求項24〜29のうち何れか一項に記載のプログラム。
In the computer,
Flow rate / flow velocity calculation means for calculating a flow rate and / or flow velocity for one breath based on the breathing time and breathing sound intensity for one breath is further provided, and one breathing sound is calculated based on the calculated flow rate and / or flow velocity. 30. The program according to any one of claims 24 to 29, for further realizing a function of normalizing minute respiratory sound data.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸時間に呼吸音強度を乗じて当該一呼吸分の流量を算出する機能を更に実現させるための請求項30に記載のプログラム。
In the computer,
The program according to claim 30, further realizing a function of calculating a flow rate for one breath by multiplying a breathing sound intensity by a breathing time for one breath.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音強度を呼吸時間で割って当該一呼吸分の流速を算出する機能を更に実現させるための請求項30又は31に記載のプログラム。
In the computer,
32. The program according to claim 30 or 31 for further realizing a function of dividing a respiratory sound intensity for one breath by a breathing time and calculating a flow velocity for the one breath.
前記コンピュータに、
前記流量及び/又は流速を、被験者毎の個人情報を用いて補正する機能を更に実現させるための請求項30〜32のうち何れか一項に記載のプログラム。
In the computer,
The program as described in any one of Claims 30-32 for further implement | achieving the function which correct | amends the said flow volume and / or flow velocity using the personal information for every test subject.
前記コンピュータに、
被験者の身長、体重、性別、肥満度、病歴、肺活量のうち少なくとも一つを含む個人情報を用いて前記流量及び/又は流速を補正する機能を更に実現させるための請求項33に記載のプログラム。
In the computer,
34. The program according to claim 33, further realizing a function of correcting the flow rate and / or flow rate using personal information including at least one of a subject's height, weight, sex, obesity level, medical history, and vital capacity.
前記コンピュータに、
前記流量・流速算出手段により算出される流量及び/又は流速が、予め設定された規格化の基準となる流量及び/又は流速に合致するか否かを判定し、合致しない場合には、その旨を報知する機能を更に実現させるための請求項30〜34のうち何れか一項に記載のプログラム。
In the computer,
It is determined whether or not the flow rate and / or flow velocity calculated by the flow rate / velocity calculation means matches a preset standard and flow rate and / or flow velocity. The program as described in any one of Claims 30-34 for further implement | achieving the function which alert | reports.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する機能と、
一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸時間を規格化する機能と、
を更に実現させるための請求項24〜29のうち何れか一項に記載のプログラム。
In the computer,
A function to normalize the breathing sound intensity associated with breathing sound data for one breath;
A function for normalizing the breathing time associated with breathing sound data for one breath;
The program as described in any one of Claims 24-29 for further implement | achieving.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データを、呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データとに分別して当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データと前記高周波呼吸音データとを合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する機能を更に実現させるための請求項36に記載のプログラム。
In the computer,
Respiratory sound intensity of the low-frequency respiratory sound data is standardized by classifying the respiratory sound data for one breath into low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is equal to or lower than a predetermined reference frequency and high-frequency respiratory sound data exceeding the reference frequency. 37. The method of further realizing a function of normalizing the respiratory sound intensity related to the respiratory sound data for one breath by synthesizing the normalized low frequency respiratory sound data and the high frequency respiratory sound data. The program described in.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データから予め分別された呼吸音周波数が所定の基準周波数以下の低周波呼吸音データと当該基準周波数を超える高周波呼吸音データのうち、当該低周波呼吸音データの呼吸音強度を規格化し、当該規格化後の低周波呼吸音データを前記高周波呼吸音データに合成して当該一呼吸分の呼吸音データに係る呼吸音強度を規格化する機能を更に実現させるための請求項36に記載のプログラム。
In the computer,
The respiratory sound intensity of the low-frequency respiratory sound data among the low-frequency respiratory sound data whose respiratory sound frequency is preliminarily separated from the respiratory sound data for one breath and the high-frequency respiratory sound data that exceeds the reference frequency And further normalizing the respiratory sound intensity of the respiratory sound data for one breath by combining the normalized low-frequency respiratory sound data with the high-frequency respiratory sound data. 36. The program according to 36.
前記コンピュータに、
一呼吸分の呼吸音データに対し、ダイナミックタイムワーピング法を用いて呼吸時間の規格化を行う機能を更に実現させるための請求項36〜38のうち何れか一項に記載のプログラム。
In the computer,
The program according to any one of claims 36 to 38, for further realizing a function of normalizing a breathing time using a dynamic time warping method for breathing sound data for one breath.
前記コンピュータに、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データから当該呼吸音に含まれる副雑音を検出する機能を更に実現させるための請求項24〜39のうち何れか一項に記載のプログラム。
In the computer,
The program according to any one of claims 24 to 39, for further realizing a function of detecting sub-noise included in the breathing sound from the normalized breathing sound data for one breath.
前記コンピュータに、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データに対しFFT処理を施して当該呼吸音データに係るスペクトル情報を取得し、当該スペクトル情報に対し隠れマルコフ過程を適用して副雑音の検出を行う機能を更に実現させるための請求項40に記載のプログラム。
In the computer,
A function of performing FFT processing on the normalized breathing sound data for one breath to obtain spectrum information related to the breathing sound data, and detecting sub-noise by applying a hidden Markov process to the spectrum information 41. The program according to claim 40 for further realizing the above.
前記コンピュータに、
同じ被験者から二つの異なる時期に取得された一呼吸分の規格化された二つの呼吸音データ間の相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行う機能を更に実現させるための請求項40に記載のプログラム。
In the computer,
A function to calculate the correlation value between two standardized breathing sound data for one breath acquired from the same subject at two different times and to detect sub-noise based on the calculated correlation value is further realized. 41. The program according to claim 40 for causing the program to occur.
前記コンピュータに、
前記規格化された一呼吸分の呼吸音データと、予め設定された副雑音を含まないサンプル用呼吸音データとの相関値を算出し、当該算出した相関値に基づいて副雑音の検出を行う機能を更に実現させるための請求項40に記載のプログラム。
In the computer,
A correlation value between the standardized breathing sound data for one breath and the sampled breathing sound data not including the secondary noise is calculated, and the secondary noise is detected based on the calculated correlation value. 41. The program according to claim 40 for further realizing a function.
前記相関値は相互相関値又は残差二乗和であることを特徴とする請求項26、27、30〜43のうち何れか一項に記載のプログラム。   44. The program according to any one of claims 26, 27, and 30 to 43, wherein the correlation value is a cross-correlation value or a residual sum of squares. 前記二つ呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を表示する、及び/又は当該二つの呼吸音を再生する出力手段を更に備えたことを特徴とする請求項21又は22に記載の呼吸音データ処理装置。   23. Respiratory sound data according to claim 21 or 22, further comprising output means for displaying each of the respiratory sound waveforms represented by the two respiratory sound data and / or reproducing the two respiratory sounds. Processing equipment. 前記出力手段は、
前記二つの呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を並べて表示することを特徴とする請求項45に記載の呼吸音データ処理装置。
The output means includes
46. The respiratory sound data processing apparatus according to claim 45, wherein the respiratory sound wave forms represented by the two respiratory sound data are displayed side by side.
前記コンピュータに、
前記二つ呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を表示する、及び/又は当該二つの呼吸音を再生する機能を更に実現させるための請求項42又は43に記載のプログラム。
In the computer,
44. The program according to claim 42 or 43, for further realizing a function of displaying each of the respiratory sound waveforms represented by the two respiratory sound data and / or reproducing the two respiratory sounds.
前記コンピュータに、
前記二つの呼吸音データが表す呼吸音波形の各々を並べて表示する機能を更に実現させるための請求項47に記載のプログラム。
In the computer,
48. The program according to claim 47, further realizing a function of displaying each respiratory sound waveform represented by the two respiratory sound data side by side.
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