JP2005030851A - Sound source position specifying system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音を採取して音源の位置を特定する音源位置特定システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
古くから呼吸音の聴診は、医師により重要な診察・診断手段として用いられてきた。近年、医療技術の進歩により、高度な診断機器やデータ処理技術が発達してきている中で、呼吸音の聴診は従来の形態のままに留まっている。医療の形態も多様化してきており、患者への説明、在宅看護や訪問看護における診察、また医療過誤の防止や確認のために診断データの客観化及び保存が求められている。
【0003】
しかし、聴診は医師が聞いた瞬間に生のデータが消失してしまうため、データに基づく患者への細かな説明が困難であり、一方、患者にとっては自分の病状を客観的に把握することができない。また、看護士の訪問看護によって得られた聴診情報について、医師には看護士の判断が伝えられるが、医師は直接生の情報を聴くことはできない。熟練の必要な聴診に対して、医師以外の者にも高度な診察が可能な聴診装置が要請される。
【0004】
また、呼吸音の診断では、複数の位置から音を採取し、それぞれの音の特徴を解析すると同時に、位置による音の差にも着目して診断を下す方法がある。例えば、肺の下部では、通常、吸気は聞こえるが、呼気は小さいか、ほとんど聞こえないのが正常である。これに対して、肺に水が溜まっていると音の伝播がよくなり、肺下部でも呼気が聞こえることがある。このことから、肺下部において呼気が聞こえる場合には、水が溜まっている可能性が高いと診断される。このように、高い精度で診断するためには複数の位置から音を採取して、それらを比較することが好ましい。そのため、複数のマイクにより同時に呼吸音を採取し、呼吸音の採取位置を三次元的に表示する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
また、屋内外において、工場等の騒音源の位置を特定して表示する音源探査システムが開示されている(例えば、特許文献2,3参照。)。
【0006】
【特許文献1】
米国特許第6139505号明細書
【特許文献2】
特開2002−181913号公報
【特許文献3】
特開2003−111183号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、生体、屋内外のいずれにおいても、音を採取するマイク間の相対位置は予め定められており、音を採取する際にマイクを予め定められた位置に固定しなければならなかった。例えば、呼吸音を採取する際には、大人と子ども、男性と女性、痩せた人と太った人等、体型の異なる患者に対して、いくつかのサイズに合わせた位置にマイクを装着することになる。しかし、個々に最適な採取位置が異なるため、精度よく呼吸音を採取することができない場合があった。
【0008】
本発明は、上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、複数の異なる位置から音を採取し、精度よく各音源の位置を特定することができる音源位置特定システムを提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項1に記載の発明は、複数の音採取手段それぞれに対応する音源の位置を特定する音源位置特定システムにおいて、各音採取手段の近傍にそれぞれ設けられた音波を発する音波発生手段と、各音波発生手段が発する音波に基づいて、前記各音採取手段の相対的な位置を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする音源位置特定システムである。
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、各音波発生手段が発する音波に基づいて、各音採取手段の相対的な位置を算出するので、精度よく各音採取手段に対応する各音源の位置を特定することができる。
【0011】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の音源位置特定システムにおいて、前記複数の音採取手段は、人体から生体音を採取することを特徴とする音源位置特定システムである。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、人体上の各音採取手段の相対的な位置を算出するので、個々の患者に対して最適な採取位置において生体音を採取することができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の音源位置特定システムにおいて、前記複数の音採取手段により生体音が採取されている期間に、前記各音波発生手段は音波を発することを特徴とする音源位置特定システムである。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、生体音が採取されている期間に、各音波発生手段が音波を発するので、生体音採取時の各音採取手段の相対的な位置を算出することができる。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の音源位置特定システムにおいて、前記各音波発生手段が発する音波は、互いに異なる周波数を有することを特徴とする音源位置特定システムである。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、各音波発生手段が発する音波が互いに異なる周波数を有するので、各音採取手段の位置を容易に区別することができる。
【0017】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の音源位置特定システムにおいて、前記各音波発生手段は、互いに異なるタイミングで音波を発することを特徴とする音源位置特定システムである。
【0018】
請求項5に記載の発明によれば、各音波発生手段は、互いに異なるタイミングで音波を発するので、各音採取手段の位置を容易に区別することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1に、本実施の形態における音源位置特定システム1の概略構成を示す。図1に示すように、音源位置特定システム1は、呼吸音採取用マイク(以下、採取マイクという。)2a,2b,2c,2d,2e、信号処理手段3、入力手段4、再生手段5、表示手段6、プリント手段7、データベース8等を備えて構成されている。
【0020】
採取マイク2a,2b,2c,2d,2eにより人体から同時に採取された呼吸音データが、入力手段4の指示に従って、データベース8に記憶されたデータを参照しながら信号処理手段3により信号処理される。処理結果は、再生手段5、表示手段6又はプリント手段7により出力される。
【0021】
図2に、音源位置特定システム1の機能的構成を示す。
採取マイク2a,2b,2c,2d,2eは、人体から呼吸音を採取し、電気信号(呼吸音データ)を出力する。採取マイク2a,2b,2c,2d,2eとして、種々のものを用いることができるが、例えば、エレクトリックコンデンサーマイクやピエゾ素子等が用いられる。
【0022】
また、図3に示すように、採取マイク2aの近傍には、音波を発する音波発生手段14aが設けられている。採取マイク2b,2c,2d,2eについても同様に、それぞれ音波発生手段14b,14c,14d,14eが設けられている。音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが発する音波は、互いに異なる周波数を有する音波である。これらの音波は、可聴領域の音波でも超音波でもよいが、超音波を用いた場合には、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eとは別のマイクが必要となるため、呼吸音データを採取する採取マイク2a,2b,2c,2d,2eとの兼用を考慮すると、可聴領域の音波であることが望ましい。また、可聴領域の音波のうち、高周波領域の音波は減衰が大きいため、20Hz〜3000Hzであることが好ましく、50Hz〜2000Hzであることがより好ましい。
【0023】
図2に示すように、信号処理手段3は、CPU(Central Processing Unit)9、I/O10、ROM(Read Only Memory)11、RAM(Random Access Memory)12、記憶手段13を備える。信号処理手段3として、PC(Personal Computer:パーソナルコンピュータ)やPDA(Personal Digital Assistants:携帯端末)が用いられる。
【0024】
CPU9は、入力手段4から入力される各種指示に従って、ROM11に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをRAM12のワークエリアに展開し、上記プログラムとの協働によって各種処理を実行し、その処理結果をRAM12の所定の領域に格納する。
【0025】
I/O10は、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eから出力された呼吸音データを受信して、CPU9に出力する。
【0026】
ROM11は、不揮発性の半導体メモリで構成される。ROM11は、CPU9により実行される音源位置特定システム1の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【0027】
RAM12は、書き換え可能な半導体素子で構成される。RAM12は、データが一時的に保存される記憶媒体であり、CPU9が実行するためのプログラムを展開するためのプログラムエリア、入力手段4から入力されるデータやCPU9による各種処理結果等を保存するためのデータエリア、等が形成される。
【0028】
記憶手段13は、HDD(Hard Disk Drive)を備えて構成され、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eにより採取された呼吸音データや処理済みのデータ等を記憶している。
【0029】
入力手段4は、数字やアルファベット入力キー、各種キーを備えたキーボードである。そして、これらのキーが押下された場合には、その押下信号をCPU9へ出力する。
【0030】
再生手段5は、スピーカ又はヘッドホンを備えて構成され、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eにより採取された呼吸音データを音響再生する。
【0031】
表示手段6は、CRT(Cathode Ray Tube)、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等を備えて構成され、信号処理手段3により可視化処理された呼吸音データ、また、信号処理手段3により抽出された呼吸音の特徴、疾病候補の種類又は疾病候補に該当する確率を表示する。ここで、可視化処理とは、グラフ、表等のように視覚的に認識可能な状態にする処理をいう。
【0032】
プリント手段7は、信号処理手段3により可視化処理された呼吸音データ、また、信号処理手段3により抽出された呼吸音の特徴、疾病候補の種類又は疾病候補に該当する確率を記録紙上にプリントする。
【0033】
データベース8には、呼吸音から診断可能な疾病の症例データ、疾病候補の種類等が蓄積されている。
【0034】
次に、本実施の形態における音源位置特定システム1の動作について説明する。
なお、動作説明の前提として、フローチャートに記述されている処理を実現するためのプログラムは、音源位置特定システム1のCPU9が読み取り可能なプログラムコードの形態でROM11に格納されており、CPU9は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
【0035】
図4は、音源位置特定システム1により実行される呼吸音信号処理を示すフローチャートである。
【0036】
まず、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eにより、人体の複数の異なる位置から同時に呼吸音データが採取される。呼吸音データが採取されている期間に、音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eにより異なるタイミングで音波が発せられ、これらの音波も、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eにより採取される(ステップS1)。採取された呼吸音データは、記憶手段13に記憶される。
【0037】
次に、信号処理手段3により、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eにより採取された呼吸音データ中の音波に基づいて、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの相対的な位置が算出される(ステップS2)。例えば、採取マイク2aにより採取された呼吸音データ中から、音波発生手段14b,14c,14d,14eにより発せられた音波を検出し、音波発生手段14b,14c,14d,14eが音波を発してから、その音波を採取マイク2aが感知するまでの時間により、採取マイク2a−2b間、2a−2c間、2a−2d間、2a−2e間の距離が算出される。同様に、異なる採取マイク間の距離が算出される。各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの相互間の距離に基づいて、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの相対的な位置が算出される。
【0038】
ここで、採取マイク2a,2b,2c,2dが位置する4点A,B,C,Dの相対位置の算出方法について説明する。これらの相対位置を算出することは、XYZ座標上に三角錐を置き、その頂点の相対位置を算出することと同様である。相対位置であるから、三角錐の座標上の置き方は任意であるとして、図5に示すように、採取マイク2aの位置を原点A(0,0,0)、採取マイク2bの位置をX軸上の点B(Xb,0,0)、採取マイク2cの位置をXY平面上の点C(Xc,Yc,0)、採取マイク2dの位置を点D(Xd,Yd,Zd)とする。これらの6つの変数Xb,Xc,Yc,Xd,Yd,Zdに対し、採取マイク2a,2b,2c,2dの相互間の距離は6つ得られるため、連立方程式から、その相対位置を得ることができる。
【0039】
ここでは、採取マイク2a,2b,2c,2dの相対位置を算出する方法を説明したが、採取マイク2eの位置についても同様に算出することができる。採取マイクの個数は5つに限定されず、2つ以上のいくつであってもよく、同様にして、各採取マイクの相対位置を算出することが可能である。
【0040】
実際には、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eのうち、2つの採取マイクの位置を特定することにより、人体における絶対的な位置を求めることができる。例えば、人体の背中において、採取マイク2a,2dを背骨に対して対称に、背骨から10cmの位置に、上から6番目の背骨の高さに設置することにより、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの人体における絶対位置が得られる。このように、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eに対応する各音源の位置を特定することができる。
【0041】
但し、生体内においての音の伝わり方は、空気中とは異なることが知られており、単純な音速で計算すると誤差が生じる。例えばJ Appl Physiol 93:667−674,2002 やJ Appl Physiol 94:604−611,2003 では音の伝達速度についての複合モデルを提唱しており、これを用いることもできる。ごく粗い位置特定としては複数の音要素が存在する中で、その強度比率が最も大きいマイクが、その音要素の音源に近いと考えられる。
【0042】
次に、採取された呼吸音データにフィルタ処理が施され、呼吸音データ中のノイズが除去される(ステップS3)。このとき、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが発した音波も除去されることが好ましい。ノイズが除去された呼吸音データは、入力手段4の指示により、スピーカ又はヘッドホン(再生手段5)で音響再生される(ステップS4)。このとき、複数のスピーカ又はヘッドホンの左右のスピーカを用いて異なる位置から採取された呼吸音データを同時に再生してもよい。また、同一患者の過去の呼吸音データや、各疾病に特有の呼吸音データと比較することとしてもよい。
【0043】
次に、ノイズが除去された呼吸音データにFFT処理が施される(ステップS5)。入力手段4の指示により、FFT処理結果が可視化処理され、採取位置に対応付けられて、表示手段6によりグラフ表示される(ステップS6)。サウンドスペクトログラムや診断の基準となる数値等が表示されることとしてもよい。
【0044】
次に、呼吸音の振幅の大きさ又は音色等について採取位置ごとの差が参照され、複数の異なる採取位置で同時に採取された呼吸音データが解析され、呼吸音の特徴が抽出される(ステップS7)。呼吸音データの解析にあたって、ウェーブレット解析に基づく解析技術や音声認識の解析技術等を用いることができる。そして、呼吸音データ及び呼吸音の特徴は、データベース8に蓄積されている疾病の症例データと比較照合され(ステップS8)、疾病候補が選択され、疾病候補に該当する確率が計算される(ステップS9)。
【0045】
そして、入力手段4の指示により、呼吸音の特徴、疾病候補の種類、疾病候補に該当する確率が、表示手段6により表示される(ステップS10)。例えば、表示手段6には、「左肺上部に断続性ら音、強度5。左肺下部吸気音が大きい。断続性パターン候補は、過敏性肺胞炎70%、肺炎50%。」等と表示される。
以上で、呼吸音信号処理が終了する。
【0046】
本実施の形態における音源位置特定システム1によれば、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが発する音波に基づいて、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの相対的な位置を算出するので、精度よく各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eに対応する各音源の位置を特定することができる。したがって、個々の患者に対して最適な採取位置において呼吸音を採取することができる。
【0047】
また、呼吸音データが採取されている期間に、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが音波を発するので、呼吸音データ採取時の各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの相対的な位置を算出することができる。採取マイク2a,2b,2c,2d,2eは、人体に装着されるので、呼吸運動によりその位置は変動する。したがって、呼吸音データを採取しながら、それらの相対位置を算出することが好ましい。
【0048】
また、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが発する音波が互いに異なる周波数を有するので、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの位置を容易に区別することができる。
【0049】
また、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eは、互いに異なるタイミングで音波を発するので、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの位置を容易に区別することができる。
【0050】
なお、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14e間、すなわち、各採取マイク2a,2b,2c,2d,2e間の距離の算出においては、位相のずれを検出する方法と、音が到達するまでの時間を検出する方法とがある。各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが互いに異なる波長の音波を発する場合には、同時に計測可能であるが、同一の音が異なる位置から発生している場合には、別の位置から音の発生位置を特定することは困難である。したがって、各音波発生手段14a,14b,14c,14d,14eが互いに異なる周波数の音波を発するか、あるいは、互いに異なるタイミングで音波を発することが好ましい。また、例えば、音波の強度がピーク値をもつ等、特徴的な波形を有する場合には、音が到達するまでの時間の検出が容易になる。
【0051】
また、信号処理手段3により信号処理される呼吸音データは、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eから無線送信されることとしてもよい。図6に示すように、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eによって採取された電気信号が送信手段15a,15b,15c,15d,15eにより電波に変換され、アンテナから送信される。この電波は、他の医療機器に影響しない程度の極微弱な電波である。送信手段15a,15b,15c,15d,15eから送信された電波は、受信手段16により受信され、電気信号に復調される。そして、電気信号はA/D変換器17によりデジタル信号に変換され、図2における信号処理手段3のI/O10へ出力される。
【0052】
無線の方法は、既存の種々の手段を用いることができる。医療現場を勘案すると、電磁波による医療機器への障害等を避けるために、赤外線等の光を用いるものや、ブルートゥースで代表されるような電磁波を用いるものが好ましい。赤外線等は、送信手段15a,15b,15c,15d,15eと受信手段16との間に障害物があると、受信の障害になる場合がある。このような場合には、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eとの間に障害物が少ない位置で信号を受信し、信号処理手段3へ転送する方法や、複数の受信手段で受信し、信号を選択、合成して利用する方法が用いられる。
【0053】
このように、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eから信号処理手段3への呼吸音データの送信を無線で行うことにより、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eと信号処理手段3とをつなぐ信号配線が不要となり、呼吸音データのノイズを低減させることができる。また、医療現場の煩雑化を回避することができ、採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの扱いが容易になる。
【0054】
また、呼吸音データ及び解析結果を電子カルテに保存することも好ましい。電子カルテへの保存は、医療データを一元的に管理することができ、疾病と呼吸音との関連付けを行うためのデータベースとして活用することができる。さらに、疾病に対する特徴音やパターンの抽出に寄与し、本発明を利用した診断の精度を向上させるためのデータ源とすることができる。
【0055】
また、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な音源位置特定システムの例であり、これに限定されるものではない。音源位置特定システム1を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【0056】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、各音波発生手段が発する音波に基づいて、各音採取手段の相対的な位置を算出するので、精度よく各音採取手段に対応する各音源の位置を特定することができる。
【0057】
請求項2に記載の発明によれば、人体上の各音採取手段の相対的な位置を算出するので、個々の患者に対して最適な採取位置において生体音を採取することができる。
【0058】
請求項3に記載の発明によれば、生体音が採取されている期間に、各音波発生手段が音波を発するので、生体音採取時の各音採取手段の相対的な位置を算出することができる。
【0059】
請求項4に記載の発明によれば、各音波発生手段が発する音波が互いに異なる周波数を有するので、各音採取手段の位置を容易に区別することができる。
【0060】
請求項5に記載の発明によれば、各音波発生手段は、互いに異なるタイミングで音波を発するので、各音採取手段の位置を容易に区別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における音源位置特定システム1の概略構成図である。
【図2】音源位置特定システム1の機能的構成を示すブロック図である。
【図3】採取マイク2a,2b,2c,2d,2eの構造を説明するための図である。
【図4】音源位置特定システム1により実行される呼吸音信号処理を示すフローチャートである。
【図5】採取マイク2a,2b,2c,2dが位置する4点A,B,C,Dの相対位置の算出方法を説明するための図である。
【図6】呼吸音データの無線送信を説明するための図である。
【符号の説明】
1 音源位置特定システム
2a,2b,2c,2d,2e 呼吸音採取用マイク(音採取手段)
3 信号処理手段(算出手段)
4 入力手段
5 再生手段
6 表示手段
7 プリント手段
8 データベース
9 CPU
10 I/O
11 ROM
12 RAM
13 記憶手段
14a,14b,14c,14d,14e 音波発生手段
15a,15b,15c,15d,15e 送信手段
16 受信手段
17 A/D変換器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sound source position specifying system that collects sound and specifies the position of a sound source.
[0002]
[Prior art]
For a long time, auscultation of respiratory sounds has been used as an important diagnostic and diagnostic means by doctors. In recent years, with the advancement of medical technology, advanced diagnostic equipment and data processing technology have been developed, and auscultation of respiratory sounds remains in the conventional form. Medical forms are also diversifying, and there is a demand for objective diagnosis and storage of diagnostic data for explanation to patients, medical examinations at home and home nursing, and prevention and confirmation of medical errors.
[0003]
However, since the raw data is lost at the moment the doctor listens, it is difficult to give detailed explanations to the patient based on the data. On the other hand, it is difficult for the patient to grasp his / her medical condition objectively. Can not. In addition, regarding the auscultation information obtained by the nurse's visiting care, the doctor's judgment is transmitted to the doctor, but the doctor cannot directly listen to the raw information. For auscultation that requires skill, an auscultation device is required that enables advanced medical examinations for non-doctors.
[0004]
In the diagnosis of breathing sound, there is a method in which sounds are collected from a plurality of positions, the characteristics of each sound are analyzed, and at the same time, the diagnosis is made paying attention to the difference in sound depending on the position. For example, in the lower part of the lungs, it is normal for inspiration to be heard but for exhalation to be small or almost inaudible. On the other hand, if water accumulates in the lungs, sound transmission is improved and exhalation may be heard in the lower lungs. From this, when exhalation can be heard in the lower lung, it is diagnosed that there is a high possibility that water has accumulated. Thus, in order to diagnose with high accuracy, it is preferable to collect sounds from a plurality of positions and compare them. For this reason, a technique is disclosed in which breathing sounds are simultaneously collected by a plurality of microphones and the breathing sound collection positions are displayed three-dimensionally (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
In addition, a sound source search system that specifies and displays the position of a noise source in a factory or the like indoors and outdoors has been disclosed (see, for example,
[0006]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 6,139,505 [Patent Document 2]
JP 2002-181913 [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-111183
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, the relative position between the microphones that collect the sound is determined in advance both in the living body and indoors, and when the sound is collected, the microphone must be fixed at a predetermined position. did not become. For example, when collecting breathing sounds, it is necessary to attach microphones to different sizes for patients with different body types, such as adults and children, men and women, and lean and fat people. Become. However, since the optimum sampling position is different for each, it may not be possible to accurately collect respiratory sounds.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and provides a sound source position specifying system capable of collecting sound from a plurality of different positions and accurately specifying the position of each sound source. Is an issue.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for solving the above-described problem is a sound source position specifying system for specifying the position of a sound source corresponding to each of a plurality of sound sampling means, and a sound wave provided in the vicinity of each sound sampling means. A sound source position specifying system comprising: a sound wave generating unit that emits sound; and a calculation unit that calculates a relative position of each sound sampling unit based on the sound wave generated by each sound wave generating unit.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, since the relative position of each sound sampling means is calculated based on the sound wave generated by each sound wave generating means, the position of each sound source corresponding to each sound sampling means is accurately determined. Can be identified.
[0011]
A second aspect of the present invention is the sound source position specifying system according to the first aspect, wherein the plurality of sound sampling means collect a biological sound from a human body.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, since the relative position of each sound sampling means on the human body is calculated, the body sound can be collected at the optimum collection position for each patient.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the sound source localization system according to the second aspect, each of the sound wave generating means emits a sound wave during a period in which a biological sound is collected by the plurality of sound collecting means. This is a sound source location system.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, since each sound wave generating means emits a sound wave during the period in which the body sound is collected, the relative position of each sound collecting means at the time of the body sound collection can be calculated. it can.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the sound source position specifying system according to any one of the first to third aspects, sound waves generated by the sound wave generating means have different frequencies from each other. It is a specific system.
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, since the sound waves generated by the sound wave generating means have different frequencies, the positions of the sound collecting means can be easily distinguished.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the sound source position specifying system according to any one of the first to fourth aspects, the sound wave generating means emits sound waves at different timings. System.
[0018]
According to the fifth aspect of the present invention, since each sound wave generating unit emits a sound wave at a different timing, the position of each sound collecting unit can be easily distinguished.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a sound source position specifying system 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the sound source localization system 1 includes a breathing sound collection microphone (hereinafter referred to as a collection microphone) 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, a signal processing means 3, an input means 4, a reproduction means 5, It comprises a display means 6, a printing means 7, a
[0020]
Respiratory sound data simultaneously collected from the human body by the
[0021]
FIG. 2 shows a functional configuration of the sound source location specifying system 1.
The
[0022]
Further, as shown in FIG. 3, a sound wave generating means 14a for emitting a sound wave is provided in the vicinity of the
[0023]
As shown in FIG. 2, the signal processing means 3 includes a CPU (Central Processing Unit) 9, an I /
[0024]
In accordance with various instructions input from the input means 4, the
[0025]
The I /
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The input means 4 is a keyboard provided with numbers, alphabet input keys, and various keys. When these keys are pressed, a pressing signal is output to the
[0030]
The reproduction means 5 includes a speaker or headphones, and acoustically reproduces the respiratory sound data collected by the
[0031]
The display means 6 comprises a CRT (Cathode Ray Tube), a liquid crystal display, a plasma display, etc., and the respiratory sound data visualized by the signal processing means 3, and the respiratory sound extracted by the signal processing means 3 The feature, the type of disease candidate, or the probability corresponding to the disease candidate is displayed. Here, the visualization process means a process for making a visually recognizable state such as a graph or a table.
[0032]
The print means 7 prints on the recording paper the respiratory sound data visualized by the signal processing means 3, and the characteristics of the respiratory sounds extracted by the signal processing means 3, the type of disease candidate, or the probability corresponding to the disease candidate. .
[0033]
The
[0034]
Next, the operation of the sound source position specifying system 1 in the present embodiment will be described.
As a premise of the operation description, a program for realizing the processing described in the flowchart is stored in the
[0035]
FIG. 4 is a flowchart showing the respiratory sound signal processing executed by the sound source location system 1.
[0036]
First, respiratory sound data is simultaneously collected from a plurality of different positions on the human body by the
[0037]
Next, relative to each
[0038]
Here, a method of calculating the relative positions of the four points A, B, C, and D where the
[0039]
Here, the method of calculating the relative position of the
[0040]
Actually, by specifying the positions of two sampling microphones among the
[0041]
However, it is known that the way in which sound is transmitted in the living body is different from that in the air, and an error occurs when calculating at a simple sound speed. For example, J Appl Physiol 93: 667-674, 2002 and J Appl Physiol 94: 604-611, 2003 propose a composite model for sound transmission speed, and this can also be used. It is considered that the microphone having the largest intensity ratio is close to the sound source of the sound element among a plurality of sound elements as a very rough position specification.
[0042]
Next, the collected breathing sound data is filtered to remove noise from the breathing sound data (step S3). At this time, it is preferable that the sound waves generated by the sound wave generating means 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e are also removed. The breathing sound data from which noise has been removed is acoustically reproduced by a speaker or headphones (reproducing means 5) according to an instruction from the input means 4 (step S4). At this time, breathing sound data collected from different positions using a plurality of speakers or left and right speakers of headphones may be reproduced simultaneously. Moreover, it is good also as comparing with the past respiratory sound data of the same patient, and the respiratory sound data peculiar to each disease.
[0043]
Next, FFT processing is performed on the respiratory sound data from which noise has been removed (step S5). The FFT processing result is visualized in accordance with an instruction from the input unit 4, and is displayed in a graph by the
[0044]
Next, the difference at each sampling position is referred to for the amplitude or tone color of the breathing sound, the breathing sound data collected simultaneously at a plurality of different sampling positions is analyzed, and the feature of the breathing sound is extracted (step) S7). In analyzing respiratory sound data, an analysis technique based on wavelet analysis, an analysis technique for speech recognition, or the like can be used. The respiratory sound data and the characteristics of the respiratory sound are compared with the case data of the disease stored in the database 8 (step S8), the disease candidate is selected, and the probability corresponding to the disease candidate is calculated (step S8). S9).
[0045]
Then, according to the instruction from the input means 4, the characteristics of the breathing sound, the type of disease candidate, and the probability corresponding to the disease candidate are displayed by the display means 6 (step S10). For example, the display means 6 may say, “Intermittent sound in the upper left lung,
Thus, the breathing sound signal processing ends.
[0046]
According to the sound source location specifying system 1 in the present embodiment, relative to each of the
[0047]
Further, since the sound wave generating means 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e emit sound waves during the period in which the breathing sound data is collected, the collecting
[0048]
Further, since the sound waves generated by the sound wave generating means 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e have different frequencies, the positions of the
[0049]
Moreover, since each sound wave generation means 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e emits a sound wave at a mutually different timing, the position of each
[0050]
In calculating the distance between the sound wave generating means 14a, 14b, 14c, 14d, and 14e, that is, between the
[0051]
The respiratory sound data that is signal-processed by the signal processing means 3 may be wirelessly transmitted from the
[0052]
As the wireless method, various existing means can be used. Considering the medical field, in order to avoid damage to medical devices due to electromagnetic waves, those using light such as infrared rays and those using electromagnetic waves as typified by Bluetooth are preferable. When there is an obstacle between the transmission means 15a, 15b, 15c, 15d, 15e and the reception means 16, infrared rays or the like may become an obstacle to reception. In such a case, a signal is received at a position where there are few obstacles between the
[0053]
In this way, by transmitting the respiratory sound data from the
[0054]
It is also preferable to store respiratory sound data and analysis results in an electronic medical record. The storage in the electronic medical record can manage medical data in a centralized manner and can be used as a database for associating a disease with a respiratory sound. Furthermore, it contributes to the extraction of characteristic sounds and patterns for diseases, and can be used as a data source for improving the accuracy of diagnosis using the present invention.
[0055]
Moreover, the description in the said embodiment is an example of the suitable sound source location system which concerns on this invention, and is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of each part constituting the sound source position specifying system 1 can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0056]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, since the relative position of each sound sampling means is calculated based on the sound wave generated by each sound wave generating means, the position of each sound source corresponding to each sound sampling means is accurately determined. Can be identified.
[0057]
According to the second aspect of the present invention, since the relative position of each sound sampling means on the human body is calculated, the body sound can be collected at the optimum collection position for each patient.
[0058]
According to the third aspect of the present invention, since each sound wave generating means emits a sound wave during the period in which the body sound is collected, the relative position of each sound collecting means at the time of the body sound collection can be calculated. it can.
[0059]
According to the fourth aspect of the present invention, since the sound waves generated by the sound wave generating means have different frequencies, the positions of the sound collecting means can be easily distinguished.
[0060]
According to the fifth aspect of the present invention, since each sound wave generating unit emits a sound wave at a different timing, the position of each sound collecting unit can be easily distinguished.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sound source position specifying system 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the sound source position specifying system 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of
FIG. 4 is a flowchart showing respiratory sound signal processing executed by the sound source position specifying system 1;
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating the relative positions of four points A, B, C, and D where
FIG. 6 is a diagram for explaining wireless transmission of respiratory sound data.
[Explanation of symbols]
1 Sound
3 Signal processing means (calculation means)
4 Input means 5 Reproduction means 6 Display means 7 Print means 8
10 I / O
11 ROM
12 RAM
13 storage means 14a, 14b, 14c, 14d, 14e sound wave generation means 15a, 15b, 15c, 15d, 15e transmission means 16 reception means 17 A / D converter
Claims (5)
各音採取手段の近傍にそれぞれ設けられた音波を発する音波発生手段と、
各音波発生手段が発する音波に基づいて、前記各音採取手段の相対的な位置を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする音源位置特定システム。In the sound source location system that identifies the location of the sound source corresponding to each of the plurality of sound sampling means,
Sound wave generating means for emitting sound waves respectively provided in the vicinity of each sound sampling means;
Calculation means for calculating the relative position of each sound sampling means based on the sound wave emitted by each sound wave generation means;
A sound source location system characterized by comprising:
前記複数の音採取手段は、人体から生体音を採取することを特徴とする音源位置特定システム。In the sound source location system according to claim 1,
The sound source position specifying system, wherein the plurality of sound collecting means collects a biological sound from a human body.
前記複数の音採取手段により生体音が採取されている期間に、前記各音波発生手段は音波を発することを特徴とする音源位置特定システム。The sound source location system according to claim 2,
The sound source position specifying system, wherein each sound wave generating means emits a sound wave during a period in which a body sound is collected by the plurality of sound collecting means.
前記各音波発生手段が発する音波は、互いに異なる周波数を有することを特徴とする音源位置特定システム。In the sound source localization system according to any one of claims 1 to 3,
The sound source position specifying system, wherein the sound waves generated by the sound wave generating means have different frequencies.
前記各音波発生手段は、互いに異なるタイミングで音波を発することを特徴とする音源位置特定システム。In the sound source localization system according to any one of claims 1 to 4,
Each of the sound wave generating means emits sound waves at different timings.
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