KR20210032827A

KR20210032827A - Medical Diagnosis System Using Sounds of Internal Organs and Diagnosing Method thereof

Info

Publication number: KR20210032827A
Application number: KR1020190114330A
Authority: KR
Inventors: 원유석
Original assignee: (주)유즈브레인넷
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Disclosed are a medical diagnosis device using sound and a diagnosis method thereof. The diagnostic device of the present invention may contribute to diagnosing a disease by collecting sound from the heart or lung of a patient and acquiring sound of symptom having abnormal exhaustion from a medical point of view.

Description

TECHNICAL FIELD The medical diagnosis apparatus using sound and its diagnosis method TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 환자의 심장이나 폐에서 나는 소리를 수집하여 의학적 관점에서 이상 소진이 있는 소리를 획득하는 방법으로 병을 진단하는데 기여하는 진단장치에 관한 것이다. The present invention relates to a diagnostic device contributing to diagnosing a disease by collecting sound from a patient's heart or lungs and obtaining a sound with abnormal exhaustion from a medical point of view.

사람의 배에서 나는 소리를 듣고 병을 진단하는 청진 기술은 이미 오래전부터 발전해 왔으며, 의사들은 기본적인 진료수단도 청진기였다. 청진기는 의사가 환자의 배에서 나는 소리를 잘 들을 수 있도록 지원하는 장치이며, 최근에는 전자공학의 발달로 전자 청진기의 형태로 발전하고 있다. Auscultation technology for diagnosing diseases by listening to the sound of a person's stomach has already developed from a long time ago, and doctors used a stethoscope as a basic means of treatment. A stethoscope is a device that supports doctors to hear sound from a patient's stomach. Recently, it is developing in the form of an electronic stethoscope due to the development of electronic engineering.

한편, 청진기는 환자의 몸에 접촉하여 소리를 흡수하는 흡음부의 성능을 개선하는 형태로 발전해 왔기 때문에, 소리를 듣고 병을 진단하는 것은 순전히 의사의 경험에 의존할 수밖에 없다. 그러나 인체의 내부에서 나는 소리는 매우 다양하고 그 중에 일부는 내부 조직의 구조적 문제로 인해서 발생하는 아주 미약한 소리도 있기 때문에 의사의 가청대역을 벗어난 소리도 많다. On the other hand, since the stethoscope has been developed in the form of improving the performance of the sound-absorbing unit that absorbs sound by contacting the patient's body, listening to the sound and diagnosing a disease must rely solely on the doctor's experience. However, there are many sounds that are outside the doctor's audible band because some of the sounds made from the inside of the human body are very diverse, and some of them are very weak sounds that are caused by structural problems in the internal tissues.

최근에는 청진기와 같은 형태에서 벗어나 영상 진단장치로 진화하고 있다. 초음파 진단장치, 신티그래픽(scintigraphic)식 진단기기 또는 자기공명식 영상진단장치 등이 영상 진단장치에 해당한다. 이들 장비들은 몸에서 나는 소리를 수집하는 것이 아니라, 장치에서 생성된 초음파나 방사선을 인체에 투사하여 인체의 내부를 영상화하는 영상 진단장치이다. Recently, it has evolved from a form such as a stethoscope to an image diagnosis device. An ultrasonic diagnostic device, a scintigraphic diagnostic device, or a magnetic resonance imaging device are included in the imaging diagnostic device. These devices do not collect sound from the body, but are imaging diagnostic devices that image the interior of the human body by projecting ultrasound or radiation generated by the device onto the human body.

한편, 영상 진단기기의 발전은 의사의 청진 능력을 현저히 떨어뜨리고 있다. 그럼에도 여전히 환자의 몸에서 나는 소리는 병을 진단하는데 매우 중요한 요소이다. On the other hand, the development of imaging devices has significantly deteriorated the doctor's auscultation ability. Nevertheless, the sound made by the patient's body is still a very important factor in diagnosing the disease.

[관련선행기술][Related advanced technology]

대한민국 등록특허 제1308417호 (전자청진기)Korean Registered Patent No. 1308417 (Electronic Stethoscope)

본 발명의 목적은, 환자의 심장이나 폐에서 나는 소리를 수집하여 의학적 관점에서 이상 소진이 있는 소리를 획득하는 방법으로 병을 진단하는데 기여하는 진단장치 및 그 진단방법을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a diagnostic device and a diagnostic method that contributes to diagnosing a disease by collecting sounds from a patient's heart or lungs and obtaining sounds with abnormal exhaustion from a medical point of view.

상기 목적을 해결하기 위한 본 발명의 의료 진단장치는 흡음모듈, 오디오신호처리부 및 분석부를 포함한다. The medical diagnosis apparatus of the present invention for solving the above object includes a sound absorbing module, an audio signal processing unit, and an analysis unit.

흡음모듈은 마이크로폰을 구비하여 환자의 가슴에 부착하여 가슴 속의 소리를 수집하여 오디오 신호를 생성하고, 오디오신호처리부는 상기 복수 개의 흡음모듈과 연결되어 상기 오디오 신호의 주파수 스펙트럼을 획득한다. 분석부는 상기 오디오신호처리부가 제공하는 주파수 스펙트럼을 이용하여 상기 복수 개의 흡음모듈이 수집한 오디오 신호들 중에서 심장 또는 폐에서 나는 소리를 분류한다. The sound-absorbing module includes a microphone and attaches it to the patient's chest to collect sound in the chest to generate an audio signal, and the audio signal processor is connected to the plurality of sound-absorbing modules to obtain a frequency spectrum of the audio signal. The analysis unit classifies sounds from the heart or lungs among the audio signals collected by the plurality of sound absorbing modules by using the frequency spectrum provided by the audio signal processing unit.

실시 예에 따라, 상기 분석부는 상기 폐 또는 심장의 병적 조직변경 또는 구조 변경에 의해 발생하는 증상 소리의 주파수 스펙트럼을 인공지능으로 학습하고, 상기 심장 또는 폐에서 나는 소리로 분류된 것 중에서 상기 증상 소리의 주파수 스펙트럼을 가진 오디오 신호를 분류한다. According to an embodiment, the analysis unit learns a frequency spectrum of symptom sounds generated by a pathological tissue change or structure change of the lung or heart with artificial intelligence, and the symptom sound from among those classified as sounds from the heart or lung. Classify an audio signal with a frequency spectrum of.

실시 예에 따라, 상기 흡음모듈은, 상기 마이크로폰과, 상기 마이크로폰을 수용한 상태로 환자의 가슴에 부착하는 흡음패드와, 상기 마이크로폰이 생성한 소리를 상기 오디오신호처리부에 제공하는 케이블을 포함한다. According to an embodiment, the sound-absorbing module includes the microphone, a sound-absorbing pad attached to the patient's chest while accommodating the microphone, and a cable for providing the sound generated by the microphone to the audio signal processing unit.

다른 실시 예에 따라, 본 발명의 진단장치는 잡음수집모듈과 잡음처리부를 더 포함할 수 있다. 잡음수집모듈은 환자의 몸에 부착하지 않고 환자 외부의 소리를 수집하여 상기 오디오신호처리부에 제공한다. 잡음처리부는 복수 개의 상기 흡음모듈이 수집한 오디오 신호 중에서 상기 잡음수집모듈로부터 수집한 소리와 동일하거나 유사한 주파수 특징을 가진 소리는 잡음으로 제거한다. According to another embodiment, the diagnostic apparatus of the present invention may further include a noise collection module and a noise processing unit. The noise collection module collects sound outside the patient and provides it to the audio signal processing unit without being attached to the patient's body. The noise processing unit removes as noise from the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules, the sound having the same frequency characteristics as or similar to the sound collected from the noise collection module.

다른 실시 예에 따라, 본 발명의 진단장치는 모션센서, 모션인식부 및 잡음처리부를 더 포함할 수 있다. 모션센서는 환자의 몸의 움직임을 인식하고, 모션인식부는 상기 모션센서의 측정값을 이용하여 환자의 움직임을 인식한다. 잡음처리부는 상기 모션인식부가 환자의 기준 이상의 큰 움직임이 인식된 시간 동안에 복수 개의 상기 흡음모듈이 수집한 오디오 신호를 잡음으로 제거한다. According to another embodiment, the diagnostic apparatus of the present invention may further include a motion sensor, a motion recognition unit, and a noise processing unit. The motion sensor recognizes the movement of the patient's body, and the motion recognition unit recognizes the movement of the patient using the measured value of the motion sensor. The noise processing unit removes the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules as noise during a time when the motion recognition unit recognizes a motion greater than the patient's standard.

본 발명은 의료 진단장치의 진단방법에도 미친다. 본 발명의 진단방법은 마이크로폰을 구비한 복수 개의 흡음모듈을 환자의 가슴에 부착하여 가슴 속에서 나는 소리를 수집하는 단계와; 데이터처리부가 상기 흡음모듈이 수집한 오디오 신호를 처리하여 상기 오디오 신호의 주파수 스펙트럼을 획득하는 단계와; 분석부가 상기 오디오신호처리부가 제공하는 주파수 스펙트럼을 이용하여 상기 복수 개의 흡음모듈이 수집한 오디오 신호들 중에서 심장 또는 폐에서 나는 소리를 분류하는 단계를 포함한다. The present invention also extends to a diagnostic method for a medical diagnostic device. The diagnostic method of the present invention includes the steps of attaching a plurality of sound-absorbing modules including microphones to a patient's chest to collect sound from the chest; Obtaining a frequency spectrum of the audio signal by processing the audio signal collected by the sound-absorbing module by a data processing unit; And classifying sounds from the heart or lungs among the audio signals collected by the plurality of sound absorbing modules by using the frequency spectrum provided by the audio signal processing unit by the analysis unit.

실시 예에 따라, 본 발명의 진단방법은 상기 분석부가 상기 폐 또는 심장의 병적 조직변경 또는 구조 변경에 의해 발생하는 증상 소리의 주파수 스펙트럼을 인공지능으로 학습하는 단계와; 상기 분석부가 상기 심장 또는 폐에서 나는 소리로 분류된 것 중에서 상기 증상 소리의 주파수 스펙트럼을 가진 오디오 신호를 분류하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the diagnostic method of the present invention includes the steps of learning, by artificial intelligence, a frequency spectrum of symptom sound generated by a pathological tissue change or structural change of the lung or heart by the analysis unit; The analysis unit may further include classifying an audio signal having a frequency spectrum of the symptom sound from among those classified as sounds from the heart or lungs.

본 발명의 진단장치는 환자의 심장이나 폐에서 나는 소리를 수집하여 의학적 관점에서 이상 소진이 있는 소리를 획득하여 제시함으로써 병을 진단하는데 도움을 준다. The diagnostic apparatus of the present invention helps in diagnosing a disease by collecting sounds from a patient's heart or lungs, acquiring and presenting sounds with abnormal exhaustion from a medical point of view.

도 1은 본 발명의 진단장치의 블록도,1 is a block diagram of a diagnostic device of the present invention;

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 진단장치(100)는 환자의 가슴 등에 부착하는 복수 개의 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a), 적어도 하나의 모션센서(130), 오디오신호처리부(141), 스피커(143), 표시부(145), 저장매체(147) 및 제어부(150)를 포함하여 환자의 가슴(심장 또는 폐)에서 나는 소리를 수집하고 그 위치를 인식한다. 1 and 2, the diagnosis apparatus 100 of the present invention includes a plurality of sound absorbing modules 110 and noise collection modules 110a attached to a patient's chest, at least one motion sensor 130, and an audio signal. Including the processing unit 141, the speaker 143, the display unit 145, the storage medium 147, and the control unit 150, the patient's chest (heart or lungs) collects sounds and recognizes its location.

도 2의 진단장치(100)는 오디오신호처리부(141), 스피커(143), 표시부(145), 저장매체(147) 및 제어부(150)를 수용하는 본체(301)가 있고, 외장 센서 케이블의 형태로 구현된 흡음모듈(110), 잡음수집모듈(110a) 및 모션센서(130)가 본체(301)에 결합하는 형태로 제시되었지만, 반드시 이에 한정될 필요는 없다. The diagnostic apparatus 100 of FIG. 2 includes an audio signal processing unit 141, a speaker 143, a display unit 145, a storage medium 147, and a main body 301 accommodating the control unit 150, and Although the sound-absorbing module 110, the noise collecting module 110a, and the motion sensor 130 implemented in the form are presented in a form coupled to the main body 301, there is no need to be limited thereto.

복수 개의 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)은 오디오신호처리부(141)에 연결되며, 소리를 수집하여 오디오신호처리부(141)에게 제공한다. 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)은 본체(301)에 연결하는 외장 센서형태로 구현되어, 도 2에서처럼 본체(301)에 장착 및 탈착 가능한 형태로 구현되는 것이 좋다. 예를 들어, 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)은 오디오신호처리부(141)에 마련된 접속단자(141a)에 끼우는 방식으로 오디오신호처리부(141)에 연결되고 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)의 단부는 접속단자(141a)에 끼워지는 플러그 형상으로 구현될 수 있다. 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)은 오디오신호처리부(141)로부터 동작 전원을 제공받아 수집한 오디오 신호를 오디오신호처리부(141)에게 제공한다. The plurality of sound-absorbing modules 110 and noise collection modules 110a are connected to the audio signal processing unit 141 and collect sound and provide them to the audio signal processing unit 141. The sound-absorbing module 110 and the noise collecting module 110a are implemented in the form of an external sensor connected to the main body 301, and are preferably implemented in a form that can be mounted and detached from the main body 301 as shown in FIG. 2. For example, the sound-absorbing module 110 and the noise collecting module 110a are connected to the audio signal processing unit 141 in a manner that is inserted into the connection terminal 141a provided in the audio signal processing unit 141, and the sound-absorbing module 110 and noise The end of the collection module 110a may be implemented in the shape of a plug fitted to the connection terminal 141a. The sound-absorbing module 110 and the noise collection module 110a receive operating power from the audio signal processing unit 141 and provide the collected audio signals to the audio signal processing unit 141.

흡음모듈(110)은 환자의 가슴에 부착하여 심장이나 폐에서 나는 소리를 검출하는 수단이므로, 폐 또는 심장 소리를 수집하기 위해서 대략 3~5개의 흡음모듈(110)이 사용될 수 있다. 복수 개의 흡음모듈(110)은 환자의 가슴의 서로 다른 위치에 부착된다. 본 발명의 진단장치(100)는 폐나 심장에 발생한 병이 직접적이거나 간접적으로 심장이나 폐의 구조적 이상이나 변형을 일으키고, 그 구조적 이상에 의한 증상으로 일반적이지 않은 소리(이하에서는 '증상 소리'라 함)가 발생할 수 있다는 점에 착안한 것이다. 따라서 소리가 발생하는지 여부도 중요하지만 그 소리의 위치도 중요하다. 이런 이유로, 복수 개의 흡음모듈(110)을 서로 다른 위치에 부착할수록 바람직하다. 복수 개의 흡음모듈(110)을 인접하게 배치하면, 특정 위치에서 발생하는 소리를 여러 개의 흡음모듈(110)이 동시에 수집하여 그 위치를 추적할 수 있다. Since the sound absorbing module 110 is attached to the patient's chest and detects sound from the heart or lungs, approximately 3 to 5 sound absorbing modules 110 may be used to collect lung or heart sound. The plurality of sound-absorbing modules 110 are attached to different positions on the patient's chest. The diagnostic device 100 of the present invention directly or indirectly causes a structural abnormality or deformation of the heart or lungs caused by a disease occurring in the lungs or heart, and is an unusual sound as a symptom due to the structural abnormality (hereinafter referred to as'symptom sound'. ) Can occur. Therefore, whether or not the sound is generated is important, but the location of the sound is also important. For this reason, it is more preferable to attach the plurality of sound-absorbing modules 110 to different positions. When a plurality of sound absorbing modules 110 are disposed adjacent to each other, the sound generated at a specific location may be simultaneously collected by the plurality of sound absorbing modules 110 and the positions thereof may be tracked.

흡음모듈(110)은 소리를 수집하는 마이크로폰(Microphone)(111)과, 마이크로폰(111)을 오디오신호처리부(141)에 연결하는 케이블(113)과 마이크로폰(111)을 환자의 가슴에 부착되는 흡음패드(115)를 구비한다. 케이블(113)의 일단에 마이크로폰(111)과 흡음패드(115)가 마련되고 타단에 접속단자(141a)에 끼워지는 플러그가 마련된다. The sound-absorbing module 110 includes a microphone 111 for collecting sound, a cable 113 connecting the microphone 111 to the audio signal processing unit 141, and a sound-absorbing microphone 111 attached to the patient's chest. A pad 115 is provided. A microphone 111 and a sound-absorbing pad 115 are provided at one end of the cable 113, and a plug inserted into the connection terminal 141a is provided at the other end.

마이크로폰(111)은 가청대역과 비가청대의 소리를 수집하여 오디오 신호를 생성할 수 있는 것이 좋다. 또한 마이크로폰(111)은 가슴 속에서 나는 소리만을 수집할 수 있는 것이 좋으므로, 특정 방향의 소리를 잘 수집하는 단일지향성이 있는 것이 좋고 수음 영역이나 방향이 좁을수록 좋다.The microphone 111 is preferably capable of generating an audio signal by collecting sounds in the audible band and the inaudible band. In addition, since the microphone 111 is preferably capable of collecting only the sound from the chest, it is better to have a cardioid directionality that collects sound in a specific direction well, and the narrower the area or direction of reception is, the better.

흡음패드(115)는 마이크로폰(111)을 수용함과 동시에 환자의 몸에 부착할 수 있는 구조 또는 특성이 있다. 따라서 흡음패드(115)의 소재는 합성수지, 섬유, 실리콘 등과 같이 형태를 바꾸어 가슴에 부착할 수 있는 것이 좋다. 한편, 흡음패드(115)는 환자의 가슴 속에서 나는 소리를 최대한 명료하게 수집할 수 있는 구조이어야 하면서, 외부의 소리를 차단함으로써 마이크로폰(111)이 지향성을 가지도록 구조화하는 것이 중요하다. The sound-absorbing pad 115 has a structure or characteristic that can be attached to a patient's body while accommodating the microphone 111. Therefore, it is preferable that the material of the sound-absorbing pad 115 can be attached to the chest by changing its shape such as synthetic resin, fiber, or silicone. On the other hand, the sound absorbing pad 115 should be a structure capable of collecting sound from the patient's chest as clearly as possible, and it is important to structure the microphone 111 to have directivity by blocking external sounds.

잡음수집모듈(110a)은 환자의 가슴속이 아닌 외부에서 나는 소리를 수집하여 오디오신호처리부(141)에게 제공한다. 본 발명의 진단장치(100)는 환자의 가슴속에서 나는 소리를 수집해야 하므로 외부에서 나는 소리는 잡음에 해당한다. 한편, 흡음모듈(110)이 아무리 지향성의 특징이 있더라도 외부에서 나는 소리를 수집하게 된다. 따라서 본 발명의 진단장치(100)는 잡음수집모듈(110a)이 수집한 소리를 이용하여 흡음모듈(110)이 수집한 소리 중에서 잡음을 제거하거나 분류한다. 잡음수집모듈(110a)도 마이크로폰(111)과 케이블(113)을 구비하지만, 몸에 부착하는 것이 아니므로 흡음패드(115)를 구비할 필요가 없다. 잡음수집모듈(110a)도 흡음모듈(110)처럼 접속단자(141a)에 연결한다. The noise collection module 110a collects sounds generated outside the patient's chest and provides them to the audio signal processing unit 141. Since the diagnosis apparatus 100 of the present invention must collect the sound from the patient's chest, the sound from the outside corresponds to noise. On the other hand, no matter how directional the sound-absorbing module 110 has, it collects external sound. Accordingly, the diagnosis apparatus 100 of the present invention removes or classifies noise from the sound collected by the sound absorption module 110 by using the sound collected by the noise collection module 110a. The noise collection module 110a also includes a microphone 111 and a cable 113, but since it is not attached to the body, there is no need to provide a sound absorbing pad 115. The noise collection module 110a is also connected to the connection terminal 141a like the sound absorption module 110.

모션센서(130)는 환자의 가슴이나 몸 일측에 부착하여 환자의 움직임(모션)을 인식한다. 모션센서(130)의 측정값은 제어부(150)에게 제공되며, 흡음모듈(110)이 수집한 소리 중에서 잡음을 제거하기 위한 용도로 사용된다. 모션센서(130)는 흡음모듈(110)처럼 본체(301)에 연결하는 외장 센서형태로서 흡음모듈(110)과 유사하다. 따라서 실시 예에 따라, 모션센서(130)도 케이블(113)를 포함하고 흡음패드(115)와 유사한 접착패드(미도시)를 구비할 수 있다. The motion sensor 130 is attached to one side of the patient's chest or body to recognize the patient's movement (motion). The measured value of the motion sensor 130 is provided to the control unit 150 and is used for removing noise from the sound collected by the sound absorption module 110. The motion sensor 130 is similar to the sound-absorbing module 110 in the form of an external sensor connected to the main body 301 like the sound-absorbing module 110. Accordingly, according to an embodiment, the motion sensor 130 may also include a cable 113 and may have an adhesive pad (not shown) similar to the sound absorbing pad 115.

흡음모듈(110)과 달리, 모션센서(130)를 접착하는 위치는 중요하지 않기 때문에, 환자의 몸 어디에 부착해도 무방하다. 다만, 환자의 가슴의 움직임을 인식하기 위한 것이므로, 환자의 가슴과 연결되어 동시에 움직이는 신체 부위라면 어디라도 무방하다. Unlike the sound-absorbing module 110, the position to which the motion sensor 130 is adhered is not important, so it may be attached anywhere on the patient's body. However, since it is for recognizing the movement of the patient's chest, any body part that is connected to the patient's chest and moves at the same time can be used.

모션센서(130)로는 가속도 센서, 자이로 센서 및 지자기 센서를 하나의 모듈로 구비한 관성측정센서(IMU: Inertial Measurement Unit)가 바람직하다. 여기서, 가속도 센서는 각도 측정의 기본이 되는 센서로서, 3축(X, Y, Z축) 이상에서의 선형 가속도 값을 측정하여 출력하는 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 자이로 센서도 적어도 3축 이상에서의 회전 각속도를 측정하여 출력하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. The motion sensor 130 is preferably an inertial measurement unit (IMU) including an acceleration sensor, a gyro sensor, and a geomagnetic sensor as one module. Here, the acceleration sensor is a sensor that is the basis of angle measurement, and it is preferable to use a sensor that measures and outputs a linear acceleration value in three or more axes (X, Y, and Z axes). It is preferable to use a gyro sensor that measures and outputs the rotational angular velocity in at least three axes.

오디오신호처리부(141)는 흡음모듈(110) 및 잡음수집모듈(110a)에게 동작전원을 공급하고 흡음모듈(110) 및 잡음수집모듈(110a)이 생성한 오디오 신호를 처리하여 주파수 정보(주파수 스펙트럼 등)를 추출하여 제어부(150)에게 제공한다. 오디오신호처리부(141)에는 본체(301)에 노출되어 흡음모듈(110) 및 잡음수집모듈(110a)를 접속하기 위한 접속단자(141a)가 있다. The audio signal processing unit 141 supplies operating power to the sound-absorbing module 110 and the noise collection module 110a, and processes the audio signals generated by the sound-absorbing module 110 and the noise collection module 110a to provide frequency information (frequency spectrum). Etc.) is extracted and provided to the control unit 150. The audio signal processing unit 141 has a connection terminal 141a exposed to the main body 301 to connect the sound absorbing module 110 and the noise collecting module 110a.

오디오신호처리부(141)는 접속단자(141a)를 통해 입력되는 각 채널별 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하고 주파수 정보를 추출하여, 제어부(150)에게 제공한다. 오디오신호처리부(141)는 화이트 노이즈을 포함해 기본적인 잡음 필터링(Noise Filtering)을 수행할 수 있다. The audio signal processing unit 141 converts an audio signal for each channel input through the connection terminal 141a into a digital signal, extracts frequency information, and provides it to the control unit 150. The audio signal processing unit 141 may perform basic noise filtering including white noise.

흡음모듈(110) 및 잡음수집모듈(110a)이 수집한 신호는 상대적으로 크거나 작을 수 있으므로, 오디오신호처리부(141)는 수집한 오디오 신호를 증폭하거나 감쇄할 수 있다. Since the signals collected by the sound absorption module 110 and the noise collection module 110a may be relatively large or small, the audio signal processing unit 141 may amplify or attenuate the collected audio signals.

스피커(143)는 제어부(150)의 제어에 따라, 가슴에서 수집한 소리, 또는 폐나 심장에서 검출한 증상 소리를 출력한다. The speaker 143 outputs sound collected from the chest or symptom sound detected from the lungs or heart under the control of the controller 150.

표시부(145)는 엘시디(LCD), 엘이디(LED), 오엘이디(OLED), 브라운관과 같은 통상의 디스플레이 장치로서 본체(301)에 노출 설치된다. 제어부(150)는 표시부(145)를 이용해 조작방법, 현재 제어상태 및 이상 발견과 같은 이벤트 등을 사용자에게 표시할 수 있다. The display unit 145 is a general display device such as an LCD, an LED, an OLED, and a picture tube, and is exposed to the main body 301. The control unit 150 may display an operation method, a current control state, and an event such as an abnormality detection to the user using the display unit 145.

저장매체(147)에는 흡음모듈(110)이나 잡음수집모듈(110a)이 수집한 소리 중에서 폐나 심장에서 발생한 것으로 구분된 소리 또는 그 증상 소리를 재생 가능한 파일 형태로 저장한다. 저장매체(147)에는 오디오 파일과 함께 그 증상소리 분류정보도 저장된다. 여기서 분류정보는 증상소리를 검출한 시간, 검출한 흡음모듈의 식별번호, 및 그 오디오 파일 정보 등이 포함된다. In the storage medium 147, the sound that is classified as occurring in the lungs or the heart among the sounds collected by the sound absorption module 110 or the noise collection module 110a, or the symptom sound thereof, is stored in the form of a reproducible file. In the storage medium 147, the symptom sound classification information is also stored together with the audio file. Here, the classification information includes the time when the symptom sound is detected, the identification number of the detected sound absorption module, and the audio file information.

제어부(150)는 본 발명의 진단장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(150)는 자세인식부(151), 잡음처리부(153) 및 분석부(155)를 포함하여 흡음모듈(110)로 수집한 가슴속 소리를 분석하고 병의 진단을 위한 각종 정보를 추출한다. The controller 150 controls the overall operation of the diagnostic apparatus 100 of the present invention. The control unit 150 includes the posture recognition unit 151, the noise processing unit 153, and the analysis unit 155 to analyze the sound in the chest collected by the sound-absorbing module 110 and extract various information for diagnosis of a disease.

자세인식부(151)는 모션 센서(130)가 제공하는 측정값을 이용하여 환자의 자세나 움직임을 인식한다. 다만 모션 센서(130)를 이용한 자세인식은 잡음을 제거하기 위한 것이고 환자의 모든 움직임이 잡음을 만드는 것이 아니므로, 일정한 크기 이상의 움직임을 추적할 필요가 있다. 따라서 자세인식부(151)는 기설정된 움직임 이상의 움직임이 인식되면 그 인식정보를 잡음처리부(153)에게 제공한다. 이때, 인식정보에는 그 움직임이 발생한 시간 정보를 포함할 수 있다. The posture recognition unit 151 recognizes the posture or movement of the patient using a measurement value provided by the motion sensor 130. However, since posture recognition using the motion sensor 130 is for removing noise and not all movements of the patient make noise, it is necessary to track movements of a certain size or more. Accordingly, the posture recognition unit 151 provides the recognition information to the noise processing unit 153 when a motion more than a preset movement is recognized. At this time, the recognition information may include time information at which the movement occurred.

잡음처리부(153)는 복수 개의 흡음모듈(110)이 수집한 오디오 신호 중에서 잡음 자체를 분류하거나 잡음이 포함된 오디오 신호를 분류한다. 우선, 잡음처리부(153)는 복수 개의 흡음모듈(110)이 수집한 오디오 신호와 잡음수집모듈(110a)이 수집한 소리의 주파수 정보를 상호 비교하여 동일하거나 유사한 주파수 정보를 가진 소리를 잡음으로 인식한다. 만약 대비되는 두 개 오디오 신호의 주파수 스펙트럼이 거의 동일하거나 진폭만이 다르다면 동일한 신호(잡음)로 볼 수 있다. 만약, 일부 구간에서 증상소리가 중첩되어 서로 다르더라도 전체적으로 잡음과 유사한 주파수 특성이 있으면 잡음으로 제거할 수 있다. The noise processing unit 153 classifies noise itself from among the audio signals collected by the plurality of sound absorbing modules 110 or classifies an audio signal containing noise. First, the noise processing unit 153 compares the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules 110 with the frequency information of the sounds collected by the noise collection module 110a to recognize sounds having the same or similar frequency information as noise. do. If the frequency spectrum of the two contrasting audio signals is almost the same or only the amplitudes are different, they can be regarded as the same signal (noise). Even if symptom sounds are overlapped in some sections and are different from each other, if there is a frequency characteristic similar to noise as a whole, it can be removed as noise.

예를 들어, 잡음처리부(153)는 해당 잡음이 발생한 시간동안 수집된 오디오 신호를 전부 제거할 수도 있고, 종래에 알려진 오디오 신호처리 방법에 따라 흡음모듈(110)이 수집한 오디오 신호에서 잡음수집모듈(110a)로부터 수집한 소리와 동일한 성분을 제거할 수도 있다. For example, the noise processing unit 153 may remove all audio signals collected during the time when the corresponding noise occurs, or the noise collection module from the audio signals collected by the sound absorbing module 110 according to a conventionally known audio signal processing method. It is also possible to remove the same components as the sound collected from (110a).

또한, 잡음처리부(153)는 자세인식부(151)가 제공한 인식정보만을 이용하여 흡음모듈(110)이 수집한 오디오 신호 중에서 잡음을 제거할 수도 있다. 예를 들어, 인식정보가 제공한 인식시간 동안에 흡음모듈(110)이 수집한 오디오 신호를 처리하지 않고 폐기할 수 있다. 또한, 잡음처리부(153)는 잡음수집모듈(110a)이 제공한 정보와 함께 자세인식부(151)가 제공한 인식정보를 함께 고려할 수 있다. In addition, the noise processing unit 153 may remove noise from the audio signals collected by the sound absorption module 110 using only the recognition information provided by the posture recognition unit 151. For example, the audio signal collected by the sound absorbing module 110 during the recognition time provided by the recognition information may be discarded without processing. In addition, the noise processing unit 153 may consider the information provided by the noise collecting module 110a and the recognition information provided by the posture recognition unit 151 together.

분석부(155)는 잡음처리부(153)에서 잡음을 제거한 오디오 신호들 중에서 심장 또는 폐에서 나는 소리를 분류한다. 또한, 분석부(155)는 심장 또는 폐에서 나는 소리 중에서 특정 패턴의 주파수 스펙트럼을 가지는 증상 소리를 분류할 수 있다. The analysis unit 155 classifies a sound from the heart or lungs among audio signals from which noise is removed by the noise processing unit 153. In addition, the analysis unit 155 may classify symptom sounds having a frequency spectrum of a specific pattern among sounds generated from the heart or lungs.

방법적으로, 분석부(155)는 인공지능 알고리즘 또는 엔진을 구비하고 심장이나 폐에서 나는 소리를 학습하고, 증상 소리(그 주파수 스펙트럼 또는 시간 주기 등)를 학습한다. 잡음처리부(153)에서 잡음을 제거한 오디오 신호들이 제공되면, 분석부(155)는 인공지능 알고리즘을 이용하여 그 오디오 신호들 중에서 심장이나 폐에서 나는 소리의 주파수 특징을 가지거나 유사한 소리를 찾거나 증상 소리의 주파수 특징을 가지거나 유사한 소리를 찾는다. 유사하거나 동일한 특징이 없는 오디오 신호는 잡음으로 처리된다. In a method, the analysis unit 155 is equipped with an artificial intelligence algorithm or engine, learns sounds from the heart or lungs, and learns symptom sounds (such as a frequency spectrum or time period). When audio signals from which noise has been removed from the noise processing unit 153 are provided, the analysis unit 155 uses an artificial intelligence algorithm to find a sound having frequency characteristics or similar to the sound from the heart or lungs among the audio signals. Look for sounds that have or are similar to the frequency characteristics of the sound. Audio signals that do not have similar or identical characteristics are treated as noise.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 진단장치(100)의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of the diagnostic apparatus 100 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

<환자의 가슴속 소리의 수집: S301><Collection of sound in the patient's chest: S301>

흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)을 환자의 가슴 부분에 부착하여 소리를 수집하고, 모센센서(130)도 가슴 일측에 부착하여 가슴의 움직임을 추적한다. The sound absorption module 110 and the noise collection module 110a are attached to the patient's chest to collect sound, and the Mosen sensor 130 is also attached to one side of the chest to track the movement of the chest.

오디오신호처리부(141)는 복수 개 흡음모듈(110)과 잡음수집모듈(110a)이 생성하여 제공하는 오디오 신호를 디지털 신호로 변환하고, 고속 푸리에 변환(FFT)를 수행하여 주파수 정보를 획득한다. 오디오신호처리부(141)는 채널별 디지털 오디오 신호와 그 주파수 정보를 제어부(150)에게 제공한다. The audio signal processing unit 141 converts audio signals generated and provided by the plurality of sound absorbing modules 110 and noise collection modules 110a into digital signals, and performs fast Fourier transform (FFT) to obtain frequency information. The audio signal processing unit 141 provides a digital audio signal for each channel and its frequency information to the control unit 150.

<잡음 분석 및 제거: S303, S305><Noise analysis and removal: S303, S305>

잡음처리부(153)는 오디오신호처리부(141)에서 제공하는 복수 개 흡음모듈(110)의 디지털 오디오 신호와 잡음수집모듈(110a)이 제공하는 신호의 주파수 성분을 상호 비교하여 잡음이 있는지 판단한다. The noise processing unit 153 compares the digital audio signals of the plurality of sound-absorbing modules 110 provided by the audio signal processing unit 141 with the frequency components of the signals provided by the noise collection module 110a to determine whether there is noise.

이때, 모션센서(130)가 제공하는 인증정보가 있으면, 잡음처리부(153)는 그 인증 정보를 이용하여 복수 개 흡음모듈(110)의 오디오 신호 중에서 모션센서(130)가 인식한 시간동안의 오디오 신호 전체를 잡음으로 처리할 수도 있다. At this time, if there is authentication information provided by the motion sensor 130, the noise processing unit 153 uses the authentication information to determine the audio for a time recognized by the motion sensor 130 among the audio signals of the plurality of sound absorbing modules 110. The entire signal can be treated as noise.

<특정 주파수 스펙트럼을 가진 증상소리 분류: S307><Classification of symptom sounds with specific frequency spectrum: S307>

분석부(155)는 잡음이 처리된 오디오 신호들 중에서 폐나 심장에서 나는 소리를 1차 분류하고, 1차 분류된 소리들 중에서 증상 소리를 분류한다. The analysis unit 155 first classifies sounds from the lungs or heart among the audio signals processed with noise, and classifies symptom sounds from among the first classified sounds.

앞서 설명한 것처럼, 특정 소리를 분류하기 위해서는 해당 소리의 주파수 스펙트럼을 분석해야 한다. 특히 증상 소리는 특정한 패턴의 주파수 스펙트럼이나 반복 주기 등이 나타나는지를 확인함으로써 찾을 수 있다. As described above, in order to classify a specific sound, it is necessary to analyze the frequency spectrum of the sound. In particular, symptomatic sounds can be found by checking whether the frequency spectrum or repetition period of a specific pattern appears.

분석부(155)는 분류된 오디오 신호를 파일 형태로 그 분류정보와 함께 저장매체(147)에 기록한다. 또한, 분석부(155)는 분ㅍ류된 증상소리를 관리자의 요청에 따라 스피커(143)를 통해 출력할 수도 있다. The analysis unit 155 records the classified audio signal in the form of a file in the storage medium 147 together with the classification information. In addition, the analysis unit 155 may output the classified symptom sound through the speaker 143 at the request of the administrator.

이상의 방법으로 본 발명의 의료용 진단장치가 동작한다.In the above manner, the medical diagnosis apparatus of the present invention is operated.

실시 예 1Example 1

다른 실시 예로서, 진단장치(100)는 외부의 네트워크를 통해 외부 서버(Server)와 연결될 수도 있다. 이때 서버(미도시)는 분석부(155)의 분석결과를 제공받아 저장하고 관리할 수도 있고, 분석부(155)를 대신하여 증상 소리를 분류할 수도 있다. As another embodiment, the diagnostic apparatus 100 may be connected to an external server through an external network. At this time, the server (not shown) may receive the analysis result of the analysis unit 155, store and manage it, or classify the symptom sound on behalf of the analysis unit 155. May be.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and is generally used in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.

Claims

As a medical diagnostic device,
A plurality of sound-absorbing modules having a microphone and attaching it to the patient's chest to collect sound in the chest to generate an audio signal;
An audio signal processing unit connected to the plurality of sound-absorbing modules to obtain a frequency spectrum of the audio signal; And
And an analysis unit for classifying sounds from the heart or lungs among the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules using a frequency spectrum provided by the audio signal processing unit.

The method of claim 1,
The analysis unit
Learning the frequency spectrum of symptom sound caused by pathological tissue change or structural change of the lung or heart with artificial intelligence, and an audio signal having the frequency spectrum of the symptom sound among those classified as sounds from the heart or lung Medical diagnostic device, characterized in that to classify.

The method of claim 1,
The sound absorption module,
The microphone;
A sound absorbing pad attached to the patient's chest while accommodating the microphone; And
And a cable for providing the sound generated by the microphone to the audio signal processing unit.

The method of claim 1,
A noise collection module that collects sound outside the patient without attaching it to the patient's body and provides it to the audio signal processing unit; And
And a noise processing unit configured to remove as noise from the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules and having the same or similar frequency characteristics as the sound collected from the noise collection module.

The method of claim 1,
A motion sensor for recognizing the movement of the patient's body;
A motion recognition unit for recognizing a patient's movement using the measured value of the motion sensor; And
And a noise processing unit for removing the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules as noise during a time when the motion recognition unit recognizes a motion greater than a reference of the patient.

As a diagnostic method of a medical diagnostic device,
Attaching a plurality of sound-absorbing modules including microphones to the patient's chest to collect sound from the chest;
Obtaining a frequency spectrum of the audio signal by processing the audio signal collected by the sound-absorbing module by a data processing unit; And
And classifying sounds from the heart or lungs among the audio signals collected by the plurality of sound-absorbing modules by using the frequency spectrum provided by the audio signal processing unit by the analysis unit.

The method of claim 6,
Learning a frequency spectrum of symptom sound generated by a pathological tissue change or structure change of the lung or heart by artificial intelligence; And
And classifying, by the analysis unit, an audio signal having a frequency spectrum of the symptom sound from among those classified as sounds from the heart or lungs.