CN107205692B - 喘鸣检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供喘鸣检测装置。本发明的喘鸣检测装置包括呼吸音检测部,呼吸音检测部检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号。本发明的喘鸣检测装置还包括判定处理部,判定处理部在每个预先确定的处理单位期间将呼吸音信号向频率空间转换并取得呼吸音的频谱,并且基于频谱中的峰(Pd)的高度(L)和宽度(D),判定该峰(Pd)是否表示喘鸣。
Description
技术领域
本发明涉及喘鸣检测装置,更详细而言,涉及对受检者的呼吸音中是否包含喘鸣进行检测的喘鸣检测装置。
背景技术
例如专利文献1(US 2011/0125044 A1)中公开了用于监视哮喘等呼吸器官疾病的自动化系统。该系统中,基于来自麦克风和加速度计的数据,当症状的重症度达到阈值时,提供数据的摘要和警报。尤其是对于喘鸣,测定约200~800Hz范围的频率下的频谱的峰,并将频谱的峰同存储器中保存的与喘鸣相关联的规定值进行比较,并将该比较结果作为重症度判定的要素。
专利文献1:US 2011/0125044 A1
但是,在所述系统中,对于喘鸣,由于仅比较频谱的峰与基准值(存储器中保存的值)之间的大小,因此存在喘鸣的检测精度不佳的问题。
发明内容
因此,本发明的课题在于提供一种能够精度良好地检测出受检者的呼吸音中是否包含喘鸣的喘鸣检测装置。
为了解决所述课题,本发明的喘鸣检测装置包括:呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;以及判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣,所述判定处理部求出所述峰的高度和宽度的比值,并基于所述比值是否大于预先确定的第一阈值,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
在此,所述频谱中的“峰”是指声音的强度(声压)的峰。所述频谱中的峰的“高度”和“宽度”是指在相对于频率的声压图上的峰的“高度”和“宽度”。此外,在相对于频率的声压图上存在背景噪声的情况下,是指去除背景噪声后的峰的实质的“高度”和“宽度”。
本发明人的解析中,喘鸣“咻咻”这样的如笛子之类的声音具有频谱的峰的宽度比较狭(接近单一音)这样的特征。此外,“吱吱”这样的声音具有包括几个宽度比较狭的峰这样的特征。因此,为了能够精度良好地检测喘鸣,应当将频谱的峰的宽度以某种形式纳入到判定中。在此,在本发明的喘鸣检测装置中,呼吸音检测部检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号。判定处理部在每个预先确定的处理单位期间将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣。具体地说,所述判定处理部求出所述峰的高度和宽度的比值,并基于所述比值是否大于预先确定的第一阈值,来进行是否表示所述喘鸣的判定。其结果,能够精度良好地检测出受检者的呼吸音中是否包含喘鸣。
在一个实施方式的喘鸣检测装置中,所述判定处理部仅针对所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
在此,相对于频率的声压图上的“面积”是指去除背景噪声后的实质的面积。
所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰相当于带有最大能量的峰。因此,该主峰确定所述处理单位期间中是否包含喘鸣。在此,在该一个实施方式的喘鸣检测装置中,所述判定处理部仅针对所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。其结果,能够更加精度良好地检测出受检者的呼吸音是否包含喘鸣。
在一个实施方式的喘鸣检测装置中,所述判定处理部仅针对所述频谱中的频率为200Hz至1500Hz范围内的峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
本发明人的解析中,在儿童哮喘的情况下经常观察到的喘鸣“咻咻”这样的如笛子之类的声音是频率为大概900Hz~1200Hz范围内的峰的宽度D比较窄(接近单一音)的声音。在此,在该一个实施方式的喘鸣检测装置中,所述判定处理部仅针对所述频谱中的频率为200Hz至1500Hz范围内的峰,来进行是否表示喘鸣的判定。因此,能够检测出受检者的呼吸音中是否包含喘鸣,该喘鸣除了“吱吱”这样的喘鸣以外,还包含儿童哮喘的情况下经常观察到的“咻咻”这样的喘鸣。另一方面,从200Hz至1500Hz范围外的声音不认为是喘鸣,因此排除到判定对象之外。其结果,能够更加精度良好地检测出受检者的呼吸音是否包含喘鸣。
一个实施方式的喘鸣检测装置包括合计处理部,所述合计处理部设定包含多个所述处理单位期间的合计单位期间,并对各合计单位期间内的判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度进行合计而作为喘鸣期间求出,所述合计处理部在每个所述处理单位期间将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,基于所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰的面积,将喘鸣音的功率分类为多个等级,并将判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度按照分类后的每个所述等级进行合计,所述喘鸣检测装置还包括警报发生部,所述警报发生部基于所述合计处理部进行的合计,在所述合计单位期间内当所述喘鸣音的功率达到特定等级的时间比例超过预先确定的第二阈值时发出警报。
在此,“警报”的发生广泛地包括报警音的发生、显示画面上的报警显示、利用无线进行报警信号发送等。
在该一个实施方式的喘鸣检测装置中,合计处理部设定包含多个所述处理单位期间的合计单位期间,并对各合计单位期间内的判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度进行合计而作为喘鸣期间求出。所述合计处理部在每个所述处理单位期间将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,基于所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰的面积,将喘鸣音的功率分类为多个等级,并将判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度按照分类后的每个所述等级进行合计。在所述合计单位期间内当所述喘鸣音的功率达到特定等级的时间比例超过预先确定的第二阈值时,警报发生部发出警报。利用该警报,用户(典型是指所述受检者本身、看护所述受检者的监护者/护理者、或者看护师等医疗从业者等)能够知晓所述受检者的症状发生了恶化,因此,能够对所述受检者进行给药等处置。该警报在所述受检者是意思表达困难的儿童或重病者等时特别有益。
一个实施方式的喘鸣检测装置还包括录音部,当所述警报发生部发出所述警报时,所述录音部对所述呼吸音信号进行录音。
在该一个实施方式的喘鸣检测装置中,当所述警报发生部发出警报时,录音部对所述呼吸音信号进行录音。因此,能够对所述喘鸣比较大时(也就是说喘鸣严重时)的所述受检者的呼吸音自动地进行录音。由此,用户例如在所述受检者下一次就诊时重放该录音内容,能够让医生听到喘鸣严重时的所述受检者的呼吸音。其结果,医生易于诊断所述受检者是否哮喘以及哮喘的重症度,能够容易建立治疗方案。
一个实施方式的喘鸣检测装置还包括:阶段识别部,基于所述呼吸音检测部取得的所述呼吸音信号,将所述受检者的呼吸周期区分识别为呼气阶段和吸气阶段;阶段指示输入部,输入对所述呼吸音信号中的所述呼气阶段和所述吸气阶段的任意一方或双方的阶段进行选择的指示;以及录音部,对所述呼吸音信号中的由所述阶段指示输入部指示的阶段进行录音。
在该一个实施方式的喘鸣检测装置中,阶段识别部基于所述呼吸音检测部取得的所述呼吸音信号,将所述受检者的呼吸周期区分识别为呼气阶段和吸气阶段。用户例如按照医生的要求,利用阶段指示输入部来输入对所述呼吸音信号的所述吸气阶段和所述呼气阶段中的任意一方或双方的阶段进行选择的指示。于是,录音部对所述呼吸音信号中的由所述阶段指示输入部指示的阶段进行录音。因此,用户在下一次就诊时让医生倾听喘鸣的录音内容时,医生能够听到所述呼吸周期中的医生所要求阶段的录音内容。
在一个实施方式的喘鸣检测装置中,所述呼吸音检测部包括:听诊器型的第一麦克风,安装于所述受检者的胸部的皮肤;以及第二麦克风,安装在所述受检者的衣服或者远离所述胸部和呼吸器官的部位的皮肌,并且所述呼吸音检测部输出从所述第一麦克风的输出减去所述第二麦克风的输出所得的差值。
在此,“安装”第一麦克风、第二麦克风包括例如通过粘接片粘贴的方式。安装第二麦克风的“衣服”例如是指内衣等衣服。安装第二麦克风的“远离胸部和呼吸器官的部位”是指呼吸音的影响小的例如肩等部位。
在该一个实施方式的喘鸣检测装置中,所述呼吸音检测部包括:听诊器型的第一麦克风,安装于所述受检者的胸部的皮肤;以及第二麦克风,安装在所述受检者的衣服或者远离所述胸部和呼吸器官的部位的皮肤。而且,所述呼吸音检测部输出从所述第一麦克风的输出减去所述第二麦克风的输出所得的差值。因此,能够从所述呼吸音信号去除所述受检者周围的噪声成分。其结果,能够更加精度良好地检测出受检者的呼吸音是否包含喘鸣。
另一方面,本发明的喘鸣检测装置包括:呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;以及判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣,所述判定处理部仅针对所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
其结果,能够精度良好地检测出受检者的呼吸音是否包含喘鸣。
又一方面,本发明的喘鸣检测装置包括:呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣;以及合计处理部,设定包含多个所述处理单位期间的合计单位期间,并对各合计单位期间内的判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度进行合计而作为喘鸣期间求出,所述合计处理部在每个所述处理单位期间将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,基于所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰的面积,将喘鸣音的功率分类为多个等级,并将判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度按照分类后的每个所述等级进行合计,所述喘鸣检测装置还包括警报发生部,所述警报发生部基于所述合计处理部进行的合计,在所述合计单位期间内当所述喘鸣音的功率达到特定等级的时间比例超过预先确定的第二阈值时发出警报。
利用该警报,用户能够知晓所述受检者的症状发生了恶化,因此,能够对所述受检者进行给药等处置。该警报在所述受检者是意思表达困难的儿童或重病者等时特别有益。
进而又一方面,本发明的喘鸣检测装置包括:呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣;阶段识别部,基于所述呼吸音检测部取得的所述呼吸音信号,将所述受检者的呼吸周期区分识别为呼气阶段和吸气阶段;阶段指示输入部,输入对所述呼吸音信号中的所述呼气阶段和所述吸气阶段的任意一方或双方的阶段进行选择的指示;以及录音部,对所述呼吸音信号中的由所述阶段指示输入部指示的阶段进行录音。
在该方面的的喘鸣检测装置中,阶段识别部基于所述呼吸音检测部取得的所述呼吸音信号,将所述受检者的呼吸周期区分识别为呼气阶段和吸气阶段。用户例如按照医生的要求,利用阶段指示输入部来输入对所述呼吸音信号中的所述吸气阶段和所述呼气阶段的任意一方或双方的阶段进行选择的指示。于是,录音部对所述呼吸音信号中的由所述阶段指示输入部指示的阶段进行录音。因此,用户在下一次就诊时让医生倾听喘鸣的录音内容时,医生能够听到所述呼吸周期中的医生所要求阶段的录音内容。
根据以上内容可以清楚地知道,按照本发明的喘鸣检测装置,能够精度良好地检测出受检者的呼吸音中是否包含喘鸣。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的喘鸣检测系统的概略模块结构的图。
图2的(A)是表示构成所述喘鸣检测系统的喘鸣检测器的外观的图。图2的(B)是放大表示所述喘鸣检测器的主体的外观的图。
图3是表示所述喘鸣检测器的主体的模块结构的图。
图4是表示构成所述喘鸣检测系统的智能手机的模块结构的图。
图5的(A)是表示所述喘鸣检测器佩戴于作为受检者的儿童的状态的图。图5的(B)是表示通过所述智能手机操作所述喘鸣检测器的状态的图。
图6是将由所述喘鸣检测器的麦克风检测出的呼吸音信号与由呼吸流量传感器输出的呼吸流量信号一并表示的图。
图7是例示了将所述呼吸音信号向频率空间转换而得到的频谱的图。
图8是例示了某处理单位期间中取得的呼吸音的频谱的图。
图9是对于某哮喘患者将呼吸音的频谱中包含的主峰的L/D值的经时变化与主峰的面积的经时变化一并表示的图。
图10是表示实际观察到无喘鸣的正常呼吸音的L/D值的数据频数和实际观察到有喘鸣的呼吸音的L/D值的数据频数的柱状图。
图11是示意性表示用于表现喘鸣的频度的经时变化的方法的图。
图12是表示将用于表现喘鸣的频度的经时变化的条形图显示于智能手机的显示画面的示例的图。
图13是将由所述喘鸣检测器的麦克风检测出的呼吸音信号与针对该呼吸音信号计算出的包络线一并表示的图。
图14是将图13中的包络线与图6中的呼吸流量信号一并表示的图。
图15的(A)是表示安装于所述智能手机的“喘鸣检查”程序的初始菜单画面的图。图15的(B)是表示图15的(A)中按下“给药时间”开关时显示的画面的图。
图16的(A)是表示图15的(B)中按下“药剂A”开关和“药剂B”开关时显示的画面的图。图16的(B)是表示将用于表现喘鸣的频度的经时变化的条形图与给药相关信息一并显示于智能手机的显示画面的示例的图。
图17是表示在所述智能手机的显示画面上显示图12的显示例时的用户的操作步骤的流程图。
图18是表示在所述智能手机的显示画面上显示图16的(B)的显示例时的用户的操作步骤的流程图。
图19是表示由所述智能手机对呼吸音进行录音并重放时的用户的操作步骤的流程图。
附图标记说明
1 喘鸣检测系统
10 显示画面
50 喘鸣检测结果显示栏
100 喘鸣检测器
111 第一麦克风
112 第二麦克风
200 智能手机
AT 条形图
AT1、AT2、AT3、AT4 条
T1、T2、T3、T4 合计单位期间
Tw1、Tw2、Tw3、Tw4 喘鸣期间
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1表示本发明喘鸣检测装置的一个实施方式亦即喘鸣检测系统(整体用符号1表示)的模块结构。该喘鸣检测系统1包括喘鸣检测器100和智能手机200。喘鸣检测器100与智能手机200能够利用无线通信而相互通信。
如图2的(A)所示,喘鸣检测器100包括主体100M以及通过麦克风插头113与该主体100M连结的第一麦克风111和第二麦克风112。在本例中,第一麦克风111和第二麦克风112都构成为听诊器型,该听诊器型具有圆形盘(在其凹面设有粘接片119)之类的形状。预设第一麦克风111粘贴于受检者的胸部的皮肤,此外,第二麦克风112粘贴于受检者的衣服。
如图2的(B)中放大所示,主体100M设有夹子100C、麦克风端子114、操作部130、听筒端子116、电源开关191、充电端子192和通信状态显示用LED(发光二极管)193。
夹子100C用于将主体100M安装于受检者的衣服。
麦克风端子114用于在插入有麦克风插头113的状态下获取第一麦克风111和第二麦克风112的输出。
操作部130包括音量增加按钮开关131、音量减小按钮开关132和通信开关133。音量增加按钮开关131用于增加通过听筒端子116向未图示的听筒输出的音量。相反,音量减小按钮开关132用于减小向听筒输出的音量。通信开关133用于建立主体100M与智能手机200之间的近距离无线通信的连接。也就是说,当按下通信开关133时,利用公知的协议来建立喘鸣检测器100与智能手机200之间的通信连接,成为能够近距离无线通信的状态。
电源开关191用于接通/断开喘鸣检测器100的电源。
充电端子192用于对内置于主体100M的电池进行充电。
通信状态显示用LED193显示喘鸣检测器100与智能手机200之间的通信状态。具体来说,如果喘鸣检测器100与智能手机200之间的近距离无线通信未连接,则LED193以红色点亮。如果喘鸣检测器100与智能手机200之间的近距离无线通信的连接正在建立过程中,则LED193以绿色闪烁。如果喘鸣检测器100与智能手机200之间的近距离无线通信的连接已建立,则LED193以绿色点亮。如果近距离无线通信的连接已建立,则喘鸣检测器100成为能够根据来自智能手机200的指示进行动作的状态(待机状态)。
如图3所示,在喘鸣检测器100的主体100M上,除了已经说明的听筒端子116、操作部130、电源开关191和充电端子192以外,还搭载有控制部110、声音信号处理电路115、存储器120、近距离无线通信部180和电源部190。
在本例中,声音信号处理电路115由CODEC-IC(编解码集成电路)构成,声音信号处理电路115接收第一麦克风111的输出和第二麦克风112的输出,并从第一麦克风111的输出减去第二麦克风112的输出,将表示所得的差值的呼吸音信号分别向控制部110和听筒端子116输出。用户通过在听筒端子116上连接未图示的听筒并倾听,能够确认得到呼吸音信号。另外,第一麦克风111、第二麦克风112和声音信号处理电路115构成呼吸音检测部。
存储器120包括ROM(Read Only Memory:只读存储器)和RAM(Random AccessMemory:随机存取存储器)。ROM存储用于控制该喘鸣检测器100的程序的数据。此外,RAM存储用于设定该喘鸣检测器100的各种功能的设定数据、运算结果的数据等。
控制部110包括CPU(Central Processing Unit:中央运算处理装置),按照存储器120中存储的用于控制喘鸣检测器100的程序,控制该喘鸣检测器100的各部分(包括存储器120和近距离无线通信部180)。尤其是该控制部110判定受检者的呼吸音是否包含喘鸣,并生成用于表现喘鸣的频度的经时变化的图像数据(具体后述)。
在本例中,电源部190包括锂离子电池(二次电池),并根据电源开关191的接通/断开来向该喘鸣检测器100的各部分供电或停止供电。该锂离子电池能够通过充电端子192充电。
近距离无线通信部180按照控制部110的控制与智能手机200之间进行无线通信,在本例中进行近距离无线通信(BT(Bluetooth:蓝牙(注册商标))通信和BLE(Bluetoothlow energy:低功耗蓝牙)通信)。例如向智能手机200发送表示运算结果的信息等。此外,从智能手机200接收操作指示。
如图4所示,智能手机200包括主体200M以及搭载于该主体200M的控制部210、存储器220、操作部230、显示部240、扬声器260、近距离无线通信部280和网络通信部290。该智能手机200在市售的智能手机上安装有能够进行喘鸣相关信息的处理的应用软件(将其称为“喘鸣检查”程序)。
控制部210包括CPU及其辅助电路,控制智能手机200的各部分,并按照存储器220中存储的程序和数据来执行处理。例如基于通过操作部230输入的指示,对从通信部280、290输入的数据进行处理,并将处理后的数据存储于存储器220或者显示于显示部240或者通过通信部280、290输出。
存储器220包括用作由控制部210执行程序所必要的作业区域的RAM,以及存储用于由控制部210执行的基本程序的ROM。此外,也可以使用半导体存储器(存储卡、SSD(SolidState Drive:固态硬盘))等,作为用于辅助存储器220的存储区域的辅助存储装置的存储介质。
在本例中,操作部230由设置在显示部240上的触摸面板构成。另外,操作部230也可以包含键盘以及其他的硬件操作设备。
在本例中,显示部240包括由LCD(液晶显示元件)或有机EL(有机电致发光)显示器构成的显示画面。显示部240按照控制部210的控制,将各种图像显示于显示画面。
扬声器260按照控制部210的控制,发出各种声音,例如语音、作为警报的报警音等。
近距离无线通信部280按照控制部210的控制,与喘鸣检测器100之间进行无线通信,在本例中进行近距离无线通信(BT通信和BLE通信)。例如向喘鸣检测器100发送操作指示。此外,从喘鸣检测器100接收表示运算结果的信息等。
网络通信部290能够将来自控制部210的信息通过网络900向其他装置发送,并且接收从其他装置通过网络900发送来的信息并转送到控制部210。
图5的(A)例示了喘鸣检测器100佩戴于作为受检者的儿童90的状态。在本例中,儿童90在儿童房98内就寝,喘鸣检测器100的主体100M通过夹子100C(参照图2)安装于儿童90的衣服(在本例中为睡衣)的衣襟。第一麦克风111利用设置于圆形盘的粘接片119粘贴于儿童90的胸部的皮肤。此外,第二麦克风112粘贴于儿童90的衣服(在本例中为睡衣)。另外,第二麦克风112也可以粘贴于儿童90的远离胸部和呼吸器官的部位(呼吸音的影响小的部位,例如肩)的皮肤。
(第一动作示例)
图17表示了用于由用户(在本例中为儿童90的母亲)91利用该喘鸣检测系统1使儿童90的喘鸣的频度的经时变化(在本例中为图12中所示的条形图AT)显示于智能手机200的显示画面的操作步骤。
(1)用户91如图5的(A)所示那样将喘鸣检测器100佩戴于儿童90之后(图17的步骤S1),按下喘鸣检测器100的电源开关191和通信开关133,将喘鸣检测器100设为待机状态(图17的步骤S2)。
(2)接下来如图5的(B)所示,用户91例如在儿童房98以外的房间99启动安装于智能手机200的“喘鸣检查”程序(图17的步骤S3)。并且,按下显示于智能手机200的显示画面的“开始喘鸣检查”开关(后述的图15的(A)中用符号23表示),向喘鸣检测器100指示开始测定(图17的步骤S4)。
(3)于是,喘鸣检测器100检测儿童90的呼吸音,处理呼吸音信号,并生成用于表现喘鸣的频度的经时变化的图像数据(图17的步骤S5)。
i)具体来说,首先第一麦克风111主要检测通过儿童90的支气管的呼吸音,此外,第二麦克风112主要检测儿童90周围的环境音。声音信号处理电路115接收第一麦克风111的输出和第二麦克风112的输出,从第一麦克风111的输出减去第二麦克风112的输出,将表示所得的差值的时间序列的呼吸音信号(将其用符号BS表示)向控制部110输出。由此,从呼吸音信号BS去除儿童90周围的噪声成分。
图6例示了由喘鸣检测器100的声音信号处理电路115得到的呼吸音信号BS。另外在图6中,为了参考,一并表示了由呼吸流量传感器(未包含于喘鸣检测系统1)输出的呼吸流量信号BF。在呼吸流量信号BF中,正侧表示呼气的流量,负侧表示吸气的流量。
ii)接下来,控制部110作为判定处理部进行动作,根据呼吸音信号BS,在每个预先确定的处理单位期间(将其用符号tu表示。在本例中,tu=0.05秒)判定呼吸音中是否包含喘鸣。
在此,图7例示了控制部110将呼吸音信号BS在每个处理单位期间tu向频率空间转换而得到的频谱PS。此外,图8例示了在某处理单位期间tu取得的呼吸音的频谱PS(在本例中,相当于图7中的时间0.05秒的处理单位期间)。在本发明人的解析中,喘鸣“咻咻”这样的如笛子之类的声音Pw(参照图7)如图8中所示,具有频谱PS的峰的宽度D比较狭(接近单一音)这样的特征。此外,“吱吱”这样的声音具有包括几个宽度D比较窄的峰这样的特征(例如参照US 2011/0125044A1的图6)。因此,为了精度良好地检测喘鸣,应当将频谱PS的峰的宽度D以某种形式纳入到判定中。因此,在该喘鸣检测器100中,控制部110基于频谱PS的峰的高度L和宽度D来判定所述峰是否表示喘鸣。更具体地说,控制部110求出峰的高度L与宽度D的比值(L/D。表示峰的陡度),并基于该比值(L/D)是否大于预先确定的第一阈值(将其用符号α表示。在本例中α=0.35),来进行是否表示喘鸣的判定。
另外,峰的高度L和宽度D是指在相对于频率的声压图上存在背景噪声的情况下去除了背景噪声之后的峰的实质的高度L和宽度D。例如,在图8的示例中,在相对于频率的声压图上求出极小点m0、m1、m2、m3、m4、m5……,且认为超出了将所述极小点彼此连接的线段的部分为峰P1、P2、P3、P4、P5……的实质的高度L和宽度D。此外,后述的峰的面积也是指超出了将所述极小点彼此连接的线段的部分的实质的面积S1、S2、S3、S4、S5……。
本发明人的解析中,在儿童哮喘的情况下经常观察到的喘鸣“咻咻”这样的如笛子之类的声音Pw(参照图7)是频率为大概900Hz~1200Hz范围内的峰的宽度D比较窄(接近单一音)的声音。因此,在该喘鸣检测器100中,控制部110仅对频谱PS中的频率为200Hz至1500Hz范围内的峰进行是否表示喘鸣的判定。因此,能够检测受检者的呼吸音中是否包含喘鸣,该喘鸣除了“吱吱”这样的喘鸣以外,还包含儿童哮喘的情况下经常观察到的“咻咻”这样的喘鸣。另一方面,从200Hz至1500Hz范围外的声音不认为是喘鸣,因此排除到判定对象之外。
进而,频谱PS的多个峰P1、P2、P3……中的在相对于频率的声压图(图8)上具有最大面积的主峰Pd(在本例中为峰P5)相当于带有最大能量的峰。因此,该主峰Pd确定在处理单位期间tu中是否包含喘鸣。因此,在该喘鸣检测器100中,控制部110仅对频谱PS的多个峰P1、P2、P3、……中的在相对于频率的声压图(图8)上具有最大面积的主峰Pd,进行是否表示喘鸣的判定。
例如图9将某哮喘患者的呼吸音的频谱中包含的主峰Pd的L/D值的经时变化CPd与主峰Pd的面积的经时变化SPd一并表示。沿着时间轴(横轴)确定实际观察到的无喘鸣的期间和有喘鸣的期间。由该图9可知,在实际观察到的无喘鸣的期间中,主峰Pd的L/D值在阈值α以下,相对于此,在实际观察到的有喘鸣的期间中,主峰Pd的L/D值大体超过阈值α。此外,伴随于此,在有喘鸣的期间中,主峰Pd的面积也增加。
此外,图10将实际观察到无喘鸣的正常呼吸音的L/D值的数据频数与实际观察到有喘鸣的呼吸音的L/D值的数据频数表示为柱状图。由该图10可知,正常呼吸音的L/D值的数据组H0在阈值α以下,相对于此,实际观察到有喘鸣的呼吸音的L/D值的数据组H1超过阈值α。
根据所述图9、图10的结果,可以说在该喘鸣检测器100中,能够精度良好地判定受检者的呼吸音中是否包含喘鸣。
将每个处理单位期间tu的判定结果、即受检者的呼吸音中是否包含喘鸣的结果依次作为二进制数据存储并累积于存储器120。例如,在呼吸音中包含喘鸣的情况下存储1,在呼吸音中不包含喘鸣的情况下存储0。
iii)接下来根据所述的判定结果,控制部110作为合计处理部进行动作,设定包含多个处理单位期间tu的合计单位期间(例如30秒),并依次将各合计单位期间内的判定为包含喘鸣的处理单位期间tu的长度合计起来。
具体来说,如图11中示意性所示,在每个合计单位期间T1、T2、T3、T4……中,将各合计单位期间内的判定为包含喘鸣的处理单位期间tu的长度合计起来,求出喘鸣期间Tw1、Tw2、Tw3、Tw4……。进而,将用于表现喘鸣的频度的经时变化的信息生成为条形图,所述条形图表示喘鸣期间Tw1、Tw2、Tw3、Tw4……在与合计单位期间对应的恒定长度的条AT1、AT2、AT3、AT4……中所占的比例。另外,在各个合计单位期间内没有喘鸣的期间(正常呼吸期间)的比例表示为O1、O2、O3、O4、……。
尤其是在本例中,在每个合计单位期间T1、T2、T3、T4……,基于呼吸音的频谱PS中的主峰Pd的面积(图8的示例中为S5),将喘鸣音的功率(power)分类为五个等级A、B、C、D、E,并且将判定为包含喘鸣的处理单位期间tu的长度按照分类后的每个等级A、B、C、D、E进行合计。等级A是主峰Pd的面积设定为0以上且小于250,等级B是主峰Pd的面积设定为250以上且小于500,等级C是主峰Pd的面积设定为500以上且小于750,等级D是主峰Pd的面积设定为750以上且小于1000,等级E是主峰Pd的面积设定为1000以上且小于1250。另外,在图11的示例中,为了容易理解,将五个等级A、B、C、D、E的比例依次向右错开表示,但是也可以直线状表示。
将喘鸣音的功率(即喘鸣的重症度)分类的等级并不限于五个等级A、B、C、D、E。例如对于非医疗专家的一般用户来说,将喘鸣音的功率分类为三个等级在直观上可能更容易理解。
iv)因此,在生成应实际向智能手机200发送的图像数据时,控制部110作为显示处理部进行动作,将合计单位期间中的正常呼吸期间与主峰Pd的面积为0以上且小于250的范围的期间合并后的比例设为绿色G。将主峰Pd的面积为250以上且小于750的范围的期间的比例设为黄色Y。此外,将主峰Pd的面积为750以上的范围的期间的比例设为红色R。相应地,与合计单位期间对应的恒定长度的条区分为绿色G、黄色Y、红色R这三种颜色进行表示。并且,控制部110将与各个合计单位期间对应的多个条AT1、AT2……平行排列,生成表示条形图(在本例中为图12中所示的条形图AT)的图像数据,且该条形图用于表现喘鸣的频度的经时变化。
另外,在图11的示例中,合计单位期间设为30秒,但并不限定于此。可以设定各种合计单位期间,例如一分钟、两分钟、五分钟、十分钟、三十分钟、一小时以上且小于二十四小时、一日、一周或一个月。下面的例子中,合计单位期间设为一小时。
此外,合计单位期间内喘鸣音的功率达到红色R的时间比例超过预先确定的第二阈值(将其用符号β表示。在本例中β=5[%])时,控制部110作为警报发生部进行动作,通过近距离无线通信部180向智能手机200发送报警信号作为警报。
(4)接下来,用户91按下智能手机200的显示画面上显示的“读取测定结果”开关(后述的图15的(A)中用符号28表示),从喘鸣检测器100通过近距离无线通信部280(尤其是BLE通信)接收图像数据(图17的步骤S6)。接收到的数据自动地存储并记录在作为存储部的存储器220中。
于是,在智能手机200的显示画面10上显示如图12例示的用于表现喘鸣的频度的经时变化的条形图AT。
在此,在显示画面10上,最上段显示电池余量11和当前时刻12。此外,在其之下设有作为应用软件名称的“AsthmaChecker”显示13和“喘鸣检查”显示14。在“喘鸣检查”显示14的左右设有:用于输入结束“喘鸣检查”程序的指示的“取消”开关17、用于输入使显示画面的内容返回到上一次显示的画面的指示的“返回”开关18。进而,在其之下设有用于显示从喘鸣检测器100接收到的图像数据的喘鸣检测结果显示栏50。
喘鸣检测结果显示栏50中设有:显示最终测定日期和时间的测定时刻显示(本例中为“2014年12月25日11时24分”)51、“喘鸣检测结果”这样的栏名显示52和图像数据显示区域56。图像数据显示区域56中,作为横轴显示合计单位期间的顺序(本例中为“1、2、3、……”)55。此外,在横轴的正下方,作为“6号是该时间的结果”表示测定时刻显示51中显示的测定日期和时间的数据包含在6号数据(条AT4)中。进而,在图像数据显示区域56中,作为纵轴将“发生频度(%)”如90%、92%、94%、……、100%这样以2%为刻度来显示。并且,在图像数据显示区域56的内部显示用于表示所述喘鸣的频度的经时变化的条形图AT。
条形图AT按照经时变化的順序包含与各个合计单位期间(在本例中为1小时)对应的恒定长度的多个条AT1、AT2、……。各条以绿色G、黄色Y、红色R这三种颜色表示。如已经说明的那样,绿色G表示在与该条对应的合计单位期间内,正常呼吸期间与主峰Pd的面积为0以上且小于250的范围的期间合计后的比例,也就是说没有或者大体没有喘鸣的时间比例。黄色Y表示主峰Pd的面积为250以上且小于750的时间比例,也就是说喘鸣比较小的时间比例。红色R表示主峰Pd的面积为750以上的时间比例,也就是说喘鸣比较大的时间比例。
用户91通过观看该条形图AT,能够通过视觉直观地了解喘鸣频度在每个合计单位期间的经时变化和喘鸣的重症度在每个合计单位期间的经时变化。
例如在图12的条形图AT的例子中,对于合计单位期间“3”号来说,由于黄色Y与红色R合计后的时间比例为约2%,因此可知1小时中存在1.2分钟左右的喘鸣。此外,由于黄色Y的时间比例与红色R的时间比例分别为约1%,因此可知比较小的喘鸣与比较大的喘鸣为大致相同的时间比例。此外,对于合计单位期间“4”号来说,黄色Y与红色R合计后的时间比例为约4%,因此可知1小时中存在2.4分钟左右的喘鸣。此外,黄色Y的时间比例为约3%,红色R的时间比例为约1%,由此可知,比较小的喘鸣的时间比例增加到比较大的喘鸣的时间比例的约3倍左右。此外,在合计单位期间“5”号、“6”号中,可知大体返回到合计单位期间“3”号的状态。
如此,用户91通过观看条形图AT,能够通过视觉直观地了解作为受检者的儿童90的呼吸音中包含的喘鸣的频度和喘鸣的重症度在每个合计单位期间的经时变化。此外,表示该条形图AT的信息自动地存储于存储器220。因此,在儿童90下一次就诊时,用户91从存储器220读出该信息,并使条形图AT显示于显示画面10,从而能够让医生看到儿童90的呼吸音中包含的喘鸣的频度和喘鸣的重症度在每个合计单位期间的经时变化。其结果,医生易于诊断儿童90是否哮喘以及哮喘的重症度,能够容易地建立治疗方案。
此外,用户91通过观察条形图AT的喘鸣频度和喘鸣的重症度在每个合计单位时间的经时变化状况,能够知道哮喘是逐渐变严重还是好转。例如,在哮喘逐渐变严重的情况下,能够进行给药等事先处置,有助于预防哮喘恶化。
在智能手机200的显示画面10上,在喘鸣检测结果显示栏50之下设有将喘鸣检测结果显示栏50中显示的对象期间提前的方向键61和延后的方向键62。用户通过按压方向键61、62,能够选择显示于显示画面10的对象期间作为喘鸣检测结果。此外,用户如果按压“备忘录编辑”开关63,则打开备忘录画面(未图示),能够手动输入并记录观察喘鸣检测结果后的感受。另外,将在后面说明“重放喘鸣音”开关64。
此外,当合计单位期间内喘鸣音的功率达到红色R的时间比例超过预先确定的阈值β(=5[%])时,智能手机200通过近距离无线通信部280接收来自喘鸣检测器100的报警信号。如果接收到该报警信号,则智能手机200的控制部210利用扬声器260发出作为警报的报警音。利用该报警音,用户91即使住在儿童房(儿童90就寝)98以外的房间99,也能够知道作为受检者的儿童90的症状发生了恶化。因此,能够对儿童90进行给药等处置。该警报对于受检者是意思表达困难的儿童90或重病者等来说特别有益。
另外,警报并不限于由扬声器260发出报警音,也可以是显示画面10上的报警显示(未图示),或者是通知收到信息的振动器(未图示)产生的振动。
(第二动作示例)
图18表示用户91利用该喘鸣检测系统1将用于表现儿童90的喘鸣的频度的经时变化的条形图AT和给药相关信息一并显示于智能手机200的显示画面的操作步骤。
(1)图18的步骤S11至S15与图17的步骤S1至S5同样进行。
在此,图15的(A)例示了在图18的步骤S13中由用户91启动智能手机200中安装的“喘鸣检查”程序时显示在显示画面10上的初始菜单画面。
在该图15的(A)的初始菜单画面上,在“AsthmaChecker”显示13与“喘鸣检查”显示14之间,显示利用近距离无线通信部280与喘鸣检测器100之间的BT通信、BLE通信的“未连接”或“连接”的状态16。此外,在“喘鸣检查”显示14的下方设有:“预约”开关21、“设定”开关22、“开始喘鸣检查”开关23、“停止喘鸣检查”开关24、“开始录音”开关25、“停止录音”开关26、“设定画面”开关27、“读取测定结果”开关28、“给药时间”开关30和作为阶段指示输入部的阶段选择开关40。
“预约”开关21用于由用户91预约应利用喘鸣检测器100进行测定的期间,例如2014年12月26日21时0分至2014年12月27日7时0分为止。“设定”开关22用于设定喘鸣检测器100发出所述报警信号的条件(在本例中为阈值β),或者用于设定智能手机200接收到报警信号时是否发出报警音、是否进行报警显示、是否进行自动录音等。“开始喘鸣检查”开关23用于向喘鸣检测器100指示开始测定。“停止喘鸣检查”开关24用于向喘鸣检测器100指示停止测定。“开始录音”开关25用于向喘鸣检测器100指示发送呼吸音信号BS。“停止录音”开关26用于向喘鸣检测器100指示停止发送呼吸音信号BS。“设定画面”开关27用于设定智能手机200的近距离无线通信部280与喘鸣检测器100的近距离无线通信部180之间的SSID(服务集标识)和密码。“给药时间”开关30用于输入给药时期(年月日时分)。另外,将在后面叙述阶段选择开关40。
(2)在本例中,在智能手机200的显示画面10上显示图15的(A)的初始菜单画面的状态下,用户91按压“给药时间”开关30(图18的步骤S16)。于是,将按下该“给药时间”开关30的当前时刻作为给药时期(年月日时分)存储于存储器220。另外,也可以在用户91按压“给药时间”开关30时,打开用于输入给药时期的画面,用户91在该画面上输入给药时期(年月日时分),如果用户91再次按压“给药时间”开关30,则存储该输入的给药时期。如果存储了给药时期,则显示画面10如图15的(B)例示的那样,显示用于输入给药的药剂种类的给药信息输入画面。在本例中,显示“药剂A”开关31、“药剂B”开关32和“药剂C”开关33这三个种类的开关。另外,实际上预先利用未图示的药剂名登记画面,将医生在处方中指定的具体药剂名分别登记为“药剂A”、“药剂B”、“药剂C”。在图15的(B)中的“药剂A”、“药剂B”、“药剂C”的显示部位显示登记的具体药剂名。这些开关30、31、32、33构成给药信息输入部。
(3)在显示该图15的(B)的给药信息输入画面的状态下,用户91按压任一药剂开关,输入药剂的种类(图18的步骤S17)。例如,如果用户91按压“药剂A”开关31,则在智能手机200的显示画面10上,如图16的(A)例示的那样,显示包含“2014年12月25日11时22分给药A”这样的给药信息34的确认画面(图18的步骤S18)。
(4)进而,用户91按压两次“返回”开关18,返回到图15的(A)的初始菜单画面,并按压“给药时间”开关30,如果在图15的(B)的给药信息输入画面上按压“药剂B”开关32,则图16的(A)例示的那样,除了刚才的给药信息34以外,还显示包含“2014年12月25日11时24分药剂B”这样的给药信息35的确认画面。即,每次给药时重复图18的步骤S16~S18。
(5)之后,用户91按压两次“返回”开关18,返回图15的(A)的初始菜单画面,并且按压“读取测定结果”开关28,从喘鸣检测器100通过近距离无线通信部280(尤其是BLE通信)接收图像数据(图18的步骤S19)。接收到的数据自动存储并记录在作为存储部的存储器220中。
于是,智能手机200的控制部210作为显示处理部进行动作,如图16的(B)例示的那样,在显示画面10上,与用于表现喘鸣的频度的经时变化的条形图AT一并显示每个合计单位期间的给药信息(图18的步骤S20)。在图16的(B)的例子中,在合计单位期间5号的条形图AT1的上方显示“给药A”,在合计单位期间6号的条形图AT2的上方显示“给药B”。用户91能够通过视觉直观了解合计单位期间内的喘鸣的频度和给药相关信息,在本例中在合计单位期间5号中对儿童90给予药剂A,此外,在合计单位期间6号中对儿童90给予药剂B。由此,用户91或者看到该图16的(B)的画面的医生能够容易地判定对儿童90的给药是否产生效果(喘鸣的频度减小)。
例如在图16的(B)的例子中,虽然在合计单位期间5号(红色R的时间比例为约3%)中存在“给药A”,但在合计单位期间6号中,红色R的时间比例上升到约5%,儿童90的症状恶化。因此,“给药A”无效的可能性高。“给药B”的效果应在观看到合计单位期间7号以后的结果之后来判断。
(第三动作示例)
图19表示用户91利用该喘鸣检测系统1将儿童90的呼吸音录音在智能手机200的存储器220中的操作步骤。
(1)图19的步骤S21至S23与图17的步骤S1至S3同样进行。
在此,在图19的步骤S23中,在智能手机200的显示画面10上显示图15的(A)所示的初始菜单画面。该初始菜单画面包含作为阶段指示输入部的阶段选择开关40。阶段选择开关40包括对呼吸音信号BS进行录音时用于仅选择呼气阶段的“呼气”开关41、用于选择呼气阶段和吸气阶段双方的“呼气/吸气”开关42、用于仅选择吸气阶段的“吸气”开关43。
(2)在智能手机200的显示画面10上显示了阶段选择开关40的状态下,用户91例如按照医生的要求,根据应仅在呼气阶段进行录音、应在呼气阶段和吸气阶段双方进行录音和应仅在吸气阶段进行录音中的任意一个,按压“呼气”开关41、“呼气/吸气”开关42、“吸气”开关43中的任一开关(图19的步骤S24)。由此,选择应录音的阶段。
(3)接下来,用户91确定是手动录音还是自动录音(图19的步骤S25)。例如儿童90当前的喘鸣症状严重,希望马上对该喘鸣进行录音的情况下,期望选择手动录音。另一方面,儿童90当前的喘鸣症状良好,希望在喘鸣症状变严重时录音的情况下,期望选择自动录音。
(4)在进行手动录音的情况下(图19的步骤S25中为“是”),用户91在图15的(A)所示的初始菜单画面上按压“开始录音”开关25(图19的步骤S26)。于是,智能手机200的控制部210通过近距离无线通信部280向喘鸣检测器100指示发送呼吸音信号BS。另一方面,在进行自动录音的情况下,用户91利用图15的(A)中的“设定”开关22,预先设定进行“自动录音”。在“自动录音”模式中,智能手机200的控制部210等待来自喘鸣检测器100的所述报警信号(表示合计单位期间内达到红色R的时间比例超过阈值β)(图19的步骤S29),在接收到该报警信号的时刻(图19的步骤S29中为“是”),通过近距离无线通信部280向喘鸣检测器100指示发送呼吸音信号BS。在手动录音和自动录音的任一情况下,当喘鸣检测器100从智能手机200接收呼吸音信号BS的发送指示时,都通过近距离无线通信部180(尤其是BT通信)将呼吸音信号BS向智能手机200发送。
(5)当接收该呼吸音信号BS时,在智能手机200中,控制部210作为录音部进行动作,并将呼吸音信号BS中的由阶段选择开关40选择的阶段保存并录音在存储器220中(图19的步骤S27)。
具体来说,智能手机200的控制部210作为阶段识别部进行动作,并如下地检测呼吸音信号BS的阶段。
首先,如图6中所示,呼吸音信号BS与呼吸流量信号BF从负(吸气)到正(呼气)迁移的零交点同步地变为极小。因此,控制部210能够通过检测呼吸音信号BS的极小点BS0、BS1、……来求出受检者(在本例中为儿童90)的呼吸周期tc。
接下来,如图13所示,控制部210对于呼吸音信号BS生成包络线BE(在本例中,如果呼吸音信号BS为3000以下,则为了简便而替换为0)。如果将对于该呼吸音信号BS的包络线BE和图6中所示的呼吸流量信号BF合并起来,则如图14所示,包络线BE的峰BEp与呼吸流量信号BF从正(呼气)向负(吸气)迁移的零交点同步。因此,控制部210通过检测包络线BE的峰BEp,能够区分识别呼吸周期tc内的呼气阶段te和吸气阶段ti。另外,对于包络线BE中的从本来的峰BEp的周期偏离的峰BEn,基于本来的峰BEp的平均周期,作为噪声忽略。
如此,在区分识别了呼吸周期tc内的呼气阶段te和吸气阶段ti的基础上,控制部210将呼吸音信号BS中的由阶段选择开关40选择的阶段保存并录音在存储器220中。另外,图16的(B)中的“呼气”显示44表示将呼气阶段录音的情况。
另外,在手动录音的情况下,如果用户91在图15的(A)所示的初始菜单画面上按压“停止录音”开关26,则智能手机200停止录音。喘鸣检测器100通过近距离无线通信部180接收表示该“停止录音”的信号,并停止呼吸音信号BS的发送。在自动录音模式中,喘鸣检测器100发送呼吸音信号BS的期间和智能手机200录音的期间默认设定为从开始录音时刻起30秒钟(用户91能够对其更改设定)。
在自动录音模式中,当作为受检者的儿童90的喘鸣比较大时(也就是说喘鸣严重)时,能够自动地对儿童90的呼吸音进行录音。由此,用户91例如在儿童90下一次就诊时重放该录音内容,能够让医生听到喘鸣严重时的儿童90的呼吸音。其结果,医生易于诊断儿童90是否哮喘以及哮喘的重症度,能够容易建立治疗方案。但是,如果智能手机200未接收到来自喘鸣检测器100的报警信号(图19的步骤S29中为“否”),则不进行录音。
(6)之后,用户91在例如图12所示的画面上按压“重放喘鸣音”开关64,能够将存储器220中保存的呼吸音信号BS例如利用扬声器260重放(图19的步骤S28)。
根据该动作示例,能够对呼吸音信号BS中的由阶段选择开关40选择的阶段进行录音。因此,例如选择了上一次就诊时医生所要求的阶段,则用户91将儿童90的喘鸣的录音内容在下一次就诊时让医生听时,能够让医生听到呼吸周期tc中的医生所要求的阶段的录音内容。
此外,也可以将智能手机200的显示画面10上显示的喘鸣检测结果(图12、图16的(B)中的条形图AT)或呼吸音信号BS的录音内容通过网络通信部290发送到医生的计算机(医院内的终端)。由此,用户91能够在远离医院的远距离地点接受医生的诊断。
在所述实施方式中,将本发明的喘鸣检测装置构成为包括喘鸣检测器100和智能手机200的喘鸣检测系统,但并不限定于此。例如也可以代替智能手机200,而是使用市售的计算机(个人计算机等)来构成。在这种情况下,在市售的计算机中安装所述的“喘鸣检查”程序。
此外,也可以使本发明的喘鸣检测装置例如仅由智能手机200构成。在这种情况下,智能手机200连接有第一麦克风111和第二麦克风112,并搭载声音信号处理电路115(声音信号处理电路115的功能也可以由软件构成,并由控制部210执行)。在这种情况下,能够使本发明的喘鸣检测装置小型且紧凑地构成。该结构在受检者是智能手机200的用户时是有益的。
在所述实施方式中,由条形图AT显示喘鸣的频度的经时变化,但并不限定于此。也可以由其他形式的坐标图来显示喘鸣的频度的经时变化。例如,也可以由柱状图显示仅将黄色Y和红色R合并后的时间比例(%)的经时变化。
所述实施方式仅仅是例示,能够在不脱离本发明范围的基础上进行各种变形。所述多个实施方式可以分别单独成立,但是也可以将实施方式彼此组合。此外,不同实施方式中的各种特征也可以分别单独成立,但是不同实施方式中的特征也可以彼此组合。
Claims (10)
1.一种喘鸣检测装置,其特征在于,包括:
呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;以及
判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣,
所述判定处理部求出所述峰的高度和宽度的比值,并基于所述比值是否大于预先确定的第一阈值,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
2.根据权利要求1所述的喘鸣检测装置,其特征在于,所述判定处理部仅针对所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
3.根据权利要求1或2所述的喘鸣检测装置,其特征在于,所述判定处理部仅针对所述频谱中的频率为200Hz至1500Hz范围内的峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
4.根据权利要求1或2所述的喘鸣检测装置,其特征在于,
所述喘鸣检测装置还包括合计处理部,所述合计处理部设定包含多个所述处理单位期间的合计单位期间,并对各合计单位期间内的判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度进行合计而作为喘鸣期间求出,
所述合计处理部在每个所述处理单位期间将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,基于所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰的面积,将喘鸣音的功率分类为多个等级,并将判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度按照分类后的每个所述等级进行合计,
所述喘鸣检测装置还包括警报发生部,所述警报发生部基于所述合计处理部进行的合计,在所述合计单位期间内当所述喘鸣音的功率达到特定等级的时间比例超过预先确定的第二阈值时发出警报。
5.根据权利要求4所述的喘鸣检测装置,其特征在于,所述喘鸣检测装置还包括录音部,当所述警报发生部发出所述警报时,所述录音部对所述呼吸音信号进行录音。
6.根据权利要求1或2所述的喘鸣检测装置,其特征在于,
所述喘鸣检测装置还包括:
阶段识别部,基于所述呼吸音检测部取得的所述呼吸音信号,将所述受检者的呼吸周期区分识别为呼气阶段和吸气阶段;
阶段指示输入部,输入对所述呼吸音信号中的所述呼气阶段和所述吸气阶段的任意一方或双方的阶段进行选择的指示;以及
录音部,对所述呼吸音信号中的由所述阶段指示输入部指示的阶段进行录音。
7.根据权利要求1或2所述的喘鸣检测装置,其特征在于,
所述呼吸音检测部包括:
听诊器型的第一麦克风,安装于所述受检者的胸部的皮肤;以及
第二麦克风,安装在所述受检者的衣服或者远离所述胸部和呼吸器官的部位的皮肌,
所述呼吸音检测部输出从所述第一麦克风的输出减去所述第二麦克风的输出所得的差值。
8.一种喘鸣检测装置,其特征在于,包括:
呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;以及
判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣,
所述判定处理部仅针对所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰,来进行是否表示所述喘鸣的判定。
9.一种喘鸣检测装置,其特征在于,包括:
呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;
判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣;以及
合计处理部,设定包含多个所述处理单位期间的合计单位期间,并对各合计单位期间内的判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度进行合计而作为喘鸣期间求出,
所述合计处理部在每个所述处理单位期间将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,基于所述频谱的多个峰中的在相对于频率的声压图上具有最大面积的主峰的面积,将喘鸣音的功率分类为多个等级,并将判定为包含所述喘鸣的处理单位期间的长度按照分类后的每个所述等级进行合计,
所述喘鸣检测装置还包括警报发生部,所述警报发生部基于所述合计处理部进行的合计,在所述合计单位期间内当所述喘鸣音的功率达到特定等级的时间比例超过预先确定的第二阈值时发出警报。
10.一种喘鸣检测装置,其特征在于,包括:
呼吸音检测部,检测受检者的呼吸音,并取得表示所述呼吸音的时间序列的呼吸音信号;
判定处理部,在每个预先确定的处理单位期间,将所述呼吸音信号向频率空间转换并取得所述呼吸音的频谱,并且基于所述频谱中的峰的高度和宽度,判定所述峰是否表示喘鸣;
阶段识别部,基于所述呼吸音检测部取得的所述呼吸音信号,将所述受检者的呼吸周期区分识别为呼气阶段和吸气阶段;
阶段指示输入部,输入对所述呼吸音信号中的所述呼气阶段和所述吸气阶段的任意一方或双方的阶段进行选择的指示;以及
录音部,对所述呼吸音信号中的由所述阶段指示输入部指示的阶段进行录音。
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