JP2001505085A

JP2001505085A - フォノニューモグラフ・システム

Info

Publication number: JP2001505085A
Application number: JP51635298A
Authority: JP
Inventors: ガブリエリノーム
Original assignee: カーメルメディカルアコースティックテクノロジーズリミテッド
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2001-04-17
Also published as: WO1998014116A3; EP0951867A3; EP0944355A2; EP0956820A1; EP0951867A2; AU6851098A; WO1999052431A1; CA2327809A1; AU4395297A; EP1067866A1; US6168568B1; US6261238B1; EP0956823A1; DE69729472D1; EP0951866A2; WO1998014116A2; EP0956821A1; EP0951866A3; CA2267378A1; EP0944355B1

Abstract

(57)【要約】呼吸器系によって生成された呼吸音を分析する方法であって、呼吸器系によって生成された呼吸音を測定すること、かかる信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第１の基準を満たす場合に、この信号を、所与の種類の呼吸音によって生成された信号として暫定的に識別すること、および暫定的に識別された信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第２の基準を満たす場合に上記の識別を確認することを含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】フォノニューモグラフ・システム発明の分野本発明は、全般的には体音を検出し分析する方法、システム、装置に関し、詳細には呼吸音を自動的に検出し分析する方法、システム、装置に関する。発明の背景体音を聞く技術、または聴診技術は、様々な病気を診察するために数千年も前から医師によって使用されている。聴診は最初、医師の耳を直接患者の皮膚に当てることによって行われた。１９世紀の初めに、Ｒ．Ｔ．Ｌａｅｎｎｅｃは、体音を耳に伝導するツール、すなわち聴診器を導入した。現在使用されている聴診器は、患者の皮膚に接触する「チェスト・ピース」と、医師の耳で終端する２本の可撓性のチューブとを含む。肺音は通常、通常の呼吸音と副雑（異常な）呼吸音に分類される。副雑呼吸音の種類、呼吸サイクルの吸息相と呼息相に対する副雑呼吸音の時間的位置、副雑呼吸音の発生率は、肺病の性質および重度を診断するために使用される。副雑呼吸音は通常、その持続時間に応じて連続音と断続音に分けられる。連続音はさらに、笛音、すなわち、気道が狭窄していることを示す高調性の音楽的な音と、いびき音、すなわち、低調性の摩擦音に細分される。断続副雑呼吸音は同様に、水泡音、すなわち、低調の短い間欠的な爆発音と、捻髪音、すなわち、より小さく、より持続時間が短く、より高調な音に分けられる。クラックルは通常、（呼吸サイクル内のタイミングに応じて）閉塞性気道病または拘束型肺病を示す。また、咳およびいびきは呼吸関連音響信号であり、それが存在することは、呼吸器系が良好な状態であることを反映している。体の音響信号を電圧に変換する様々なセンサを使用することは当技術分野でよく知られている。空気結合マイクロフォンまたは加速度計と接触マイクロフォンまたは加速時計の両方を含む体音センサを実施する際に様々な種類のトランスジューサが使用されている。体音用の改良された接触センサは、１９９６年５月２９日に出願され、「ＡＣｏｎｔａｃｔＳｅｎｓｏｒｆｏｒＢｏｄｙＳｏｕｎｄｓ」と題する、米国特許出願第０８／６５４，６４３号で本発明者によって開示されている。この出願の開示は引用によって本明細書に組み込まれている。コンピュータ化信号処理方法を導入することによって、呼吸音を定量的および客観的に分析することが容易になった。引用によって本明細書に組み込まれた書籍「ＢｒｅａｔｈＳｏｕｎｄｓＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ」ＮｏａｍＧａｖｒｉｅｌｙ著、ＣＲＣＰｒｅｓｓＩｎｃ、１９９５年、１ページから１９６ページ、第１章から第１３章に記載されたように、音響信号を周波数ドメインに変換し、信号の時間的パターンおよびスペクトル・パターンを特徴付けし、通常の呼吸音と異常な呼吸音を区別する特徴を抽出する方法が開発されている。ＢｒｅｄｅｓｅｎおよびＳｃｈｍｅｒｌｅｒの米国特許第５２１３１０８号は、視覚的表示聴診器を開示しており、この聴診器は、呼吸音を含む音響データの視覚的表示と音波のあるパラメータの手動測定を可能にする。視覚的に表示されたデジタル化波形を手動で分析する方法は時間がかかり、かつこの方法には、専門家による分析が必要であり、副雑音を定量的に識別する客観的で一様な基準がない。ＭｕｒｐｈｙのＰＣＴ公開公報第ＷＯ９１／０３９８１号は、ある副雑音を自動的に検出し識別するシステムおよび方法を開示している。このクラックル識別方法は、２つの一次パラメータ、すなわちクラックル波（ハーフ・サイクル）の振幅および持続時間と、１つの二次パラメータ、すなわちクラックル波の勾配に基づいて行われる。一次検出基準として波振幅分析に基づくクラックル検出方法は、クラックルの振幅が多くの場合、基本呼吸音の振幅に類似しているか、あるいはそれよりもずっと小さいことによる固有の欠点を有する。簡単なしきい値交差基準では大部分のクラックルを見逃し、したがって、分析の残りの部分が無用になる。夜間呼吸症状はよく見られる症状であるが、診察が困難である。このような症状には、心臓病プロセス、胃腸病プロセス、肺病プロセスのために起こる夜間の呼吸困難が含まれる。発作性夜間呼吸困難（ＰＮＤ）はうっ血性心不全（ＣＨＦ）であり、この場合、仰臥位の患者の肺内に水が蓄積し肺胞ガス交換を妨害する。このプロセスでは、通常、夜間の第３の部分の間に、突然無呼吸状態が始まり、この状態は直立位に移ることによって軽減される。仰臥位の患者の胃からの酸性内容物の胃食道逆流では多くの場合、気道に酸が吸引され、それによって激しい咳、笛音、呼吸困難が起こる。夜間の喘息の発作は幼児によく見られる。医師が両親による経緯の説明を聞くことによってこの病気を疑うことが多いが、客観的な診断は困難である。特に、このような幼児のうちの少なくとも何人かは昼間の健康診断および呼吸運動記録では正常である。他の種類の夜間呼吸障害は、閉塞性睡眠無呼吸（ＯＳＡ）症候群およびそれに関係する状態（呼吸低下、いびき）である。これらの状態では、患者の上気道が虚脱または狭窄するか、あるいは粗動が起こり、気流が完全または部分的に妨害される。ＯＳＡでは、通常の睡眠パターンが妨害され、夜間に何度も目がさめ（場合によっては数百回）、酸素の取込み量が減少する。これらの臨床状態はそれぞれ、呼吸音の明確な特徴を有する。肺水負荷が徐々に増加していくと、最初は吸息クラックルが発生し、胸壁分散範囲が増大していき、最終的には呼息音および笛音が出現する。また、呼吸数が徐々に増加する（頻呼吸）。激しい咳、笛音、分泌音（捻髪音および呼息クラックル）は異物の吸引を示す。最後に、咳を伴うか、あるいは伴わない、徐々に大きくなる笛音は気管支喘息に伴う。従来技術の手動聴診の欠点は、患者の睡眠中に、夜間副雑呼吸音の発生を経時的に、確実に客観的かつ連続的に検出し記録することができないことである。したがって、従来技術の聴診方法は、呼吸症状を正確に診断し記録する信頼できる客観的な方法を提供しない。本発明の概要本発明の一形態は、患者によって生成される呼吸音の種類、すなわち、笛音、クラックル、いびきをその生成メカニズムおよび伝導メカニズムに基づいて判定することに関する。本発明の他の形態は、基本物理学、空気力学、音響学、生理学による呼吸音の理解および分折に基づくものである。基本的な呼吸音は、乱流からの音響放出によって生成されるので、一般に呼吸音の生成部位で幅の広い帯域スペクトルを有する。このような音はしばしば気道内で反響し、それによって幅の広い共鳴周波数が生じる。さらに、胸壁に伝導した音は、低域音響フィルタとして働く介在する組織、空気、骨によって減衰される。呼吸音が呼吸音の特性方程式に適合するとき、減衰特性の変化（たとえば、肺炎の存在）は数式の係数の修正に反映される。本発明の他の形態では、２つのステップ・プロセスを使用して呼吸音が検出され特徴付けされる。好ましくは、この２つのステップは、当該の信号の１つまたは複数の特定の特性の検出に基づく初期スクリーニングを含む。このスクリーニングは肯定的なスクリーニング(すなわち、特定の呼吸音の特性を示す音響パターンが存在する)でも、否定的なスクリーニング（特定の呼吸音の一部として存在することのない音響パターンが存在する）でもよい。第２のステップは検証プロセスであり、検出されたイベント（呼吸音）と特定の呼吸音の特徴およびパラメータ値が決定される。これは音のピーク、数、位置、スペクトル特性等の特徴を含む。本発明のいくつかの好ましい実施形態では、呼吸音を数学的関数に適合させることが第２のステップの基礎として使用される。一致のパラメータは、音をグループ分けするか、あるいはさらに特徴付ける方法として働くことができ、これによって、音の原因に関する他の診断情報を判定することができる。本発明の好ましい実施形態では、２ステップ・プロセスは、副雑音を探索するための開始点として働く。本発明の好ましい一実施形態は、クラックル音の探索を含む。クラックルとは、特定の波形を有する非静止イベントである。この波形の特性は、虚脱または液体の障壁のために閉鎖していた気道の急激な開放としてのクラックル生成のメカニズムを反映する。この波形は、最初の音が肺および胸壁を通して伝導する際の減衰および屈折も反映する。この場合、クラックルを検出する方法の好ましい実施形態は、非静止イベントの高速探索と、その後に続く検証プロセスに基づくものであり、この検証プロセスは、アーチファクト、すなわち、真のクラックルの数学的記述に適合しない他の非静止イベントをなくし、数学的記述のパラメータ値を得てクラックルを小群に分類するように構成される。本発明の第２の好ましい実施形態は、咳の探索を含む。咳検出は、最初に、気道音センサおよび大気マイクロフォンでの大きな雑音の突然の開始の検出と、患者の胸部の急激な運動の検出との同時検出に基づくものである。この急激なスクリーニングの後で、アルゴリズムは、音響信号エンベロープを特定の数式に曲線あてはめし、この音のスペクトル内容が、いびきおよび発声のスペクトル内容ではなく咳のスペクトル内容（広帯域雑音）であることを検証することによって検出を検証する。本発明の第３の好ましい実施形態は笛音の検出に関する。笛音検出の第１のステップは、周波数ドメインでのスクリーニングであり、基本音の基本スペクトルよりも高いパワーのピークが求められる。このようなピークが検出された場合は、評価され、たとえば、ピークの形状および基本スペクトルに対する卓越性に関して、真の笛音に対応するかどうかが判定される。笛音のサブセットを「スクィーク」と呼ぶ。スクィークが約８０ミリ秒から１５０ミリ秒持続し、笛音が１５０ミリ秒よりも長く持続し、かつこの２つの音が他の違いも有することを除いて、笛音とスクィークは類似している。本発明の第４の実施形態は、呼吸活動の検出に関する。呼吸検出器は、気道呼吸音センサからのデータと胸部拡張センサからのデータを組み合わせ、（無呼吸に対する）呼吸活動および呼吸相の暫定的な検出を得る。次いで、気道呼吸音スペクトル特性が真正の気道呼吸音の数学的テンプレートに一致することを検証することによって、この検出が検証される。気道呼吸音のテンプレートは気道音生成の理解を反映するものである。胸壁呼吸音検出は、呼吸検出プロセスの二次プロセスである。呼吸活動（吸息または呼息）が検出された場合（上記参照）、胸壁呼吸音のスペクトルが算出される。この検証は、スペクトルを低域フィルタ・テンプレートと突き合わせることによって行われる。一致の質とフィルタ・パラメータ値によって、音を実際に真正の胸壁呼吸音として分類できるかどうかが判定される。本発明の第５の好ましい実施形態はいびき検出に関する。いびきは、気道音と大気音が同時に検出されたが、急激な胸部運動を伴わないときに暫定的に識別される。しかし、ある特徴を肯定的に識別し他の特徴を除外することによって、この検出を検証する必要がある。特に、いびき検出器は、時間ドメイン内の等しい間隔を置いて配置された音響構造、周波数ドメイン内の複数の共鳴ピーク、大気音および気道音と吸息胸部運動との間の高い整合性を探索する。いびきは、呼息であることもあり、その場合は、ある種の発声と区別できないことに留意されたい。したがって、ある音をいびきとして絶対的に肯定的に検証する場合、その音は吸息胸部運動と一致する必要がある。本発明の第６の好ましい実施形態はいびき音検出に関する。いびき音の暫定的な検出は二次プロセスであり、すなわち、いびき音は別の音の探索に基づいて疑われる。いびき音が疑われるのは、複数の共鳴ピーク（＞３）を有する連続副雑呼吸音が笛音検出方法によって検出された場合である。これを確認するには気道音センサおよび／または大気音センサでいびき音と同時に大きな音が検出されていないことを検証し、いびきおよび発声を除外しなければならない。本発明の他の好ましい実施形態は、検証プロセスを使用して、全体的に関係のある互いに異なる呼吸音同士を分離する。したがって、たとえば、基本胸壁呼吸音は正常な気管支の呼吸音として分類することができる。この判定は、検出された音に最もうまく適合する低域フィルタの特性に基づいて行われる。初期クラックル周波数値、クラックル周波数の増加率、その他の因子によって、捻髪音を水泡音と区別することができる。同様に、笛音は「低」周波数小群、「高」周波数小群、「超高」周波数小群に分類することができ、咳は「乾性咳」、「湿性咳」、「犬吠咳」に分類することができ、いびきは単純型と複雑型に分類することができる。長いＣＰＵ時間を必要としない比較的高速の計算方法を使用して初期特徴を求めることが好ましい。潜在的なイベントを検出した後、高い判定信頼度を与えるアルゴリズムを使用してこのイベントを評価する。当該の音の特定のツールおよび数学的記述子を使用し、同時に、呼吸音の厳密な定義に適合しない環境中に存在する他の多数の音をほぼなくして、狭い範囲の基本呼吸音および副雑呼吸音に焦点を当てることにより、本明細書に開示された新規のフォノニューモグラフィ手法は、既存の特許および発行済みの原稿に記載された他の方法とは大幅に異なる。また、本手法は、咳といびきを含めすべての既知の呼吸音（すなわち、気道内のガス運動に関連するほぼすべての音）に対処するという点で包括的であるが、各音ごとに独自の信号処理方法を使用する。これは、単一の信号処理方法を使用し、信号から抽出された特徴（たとえば、自己回帰（ＡＲまたはＡＲＭＡ）パラメータ）に基づいて音をクラスタまたは群に分類する他の方法とは異なる。本発明の他の形態では、音響信号と胸部拡張に関する情報を使用して呼吸音を分析する。呼吸相およびイベント・タイミングに関する知識は基本呼吸音および副雑呼吸音を特徴付けるうえで非常に有用なので、上記の組合せによって音を特徴付ける機能が大幅に向上する。たとえば、早期吸息クラックルの臨床的意味は、後期吸息クラックルまたは後期呼息クラックルとはまったく異なる。したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸器系によって生成された呼吸音を分析する方法であって、呼吸器系によって生成された呼吸音を測定すること、ある信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第１の基準を満たす場合に、この信号を、所与の種類の呼吸音によって生成された信号として暫定的に識別すること、および暫定的に識別された信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第２の基準を満たす場合に上記の識別を確認することを含む方法が提供される。好ましくは、暫定的な識別は、呼吸音を複数の第１の基準と比較することを含み、これらの基準はそれぞれ、所与の種類の呼吸音の特徴を示し、呼吸音は、第１の基準を満たす種類の呼吸音として暫定的に識別される。本発明の好ましい実施形態では、上記の識別の確認は、所与の種類の呼吸音として暫定的に識別された呼吸音を、各規準が所与の種類の特性を示す複数の第２の基準のうちの１つと比較することと、呼吸音が、所与の種類の特性を示す第２の基準を満たす場合に第２の種類の呼吸音であることを確認することを含む。好ましくは、この方法は、呼吸音データをセグメントに分割することを含み、暫定的な識別および確認は、呼吸音データの時間セグメントに基づくものである。本発明の好ましい実施形態では、所与の呼吸タイプは笛音を含む。好ましくは、呼吸音を笛音として暫定的に識別することは、呼吸音のスペクトル内で幅の狭いピークを検出することと、幅の狭いピークが、いくつかの連続的な期間にわたって幅の狭い周波数範囲内のに位置しているかどうかを判定することを含む。好ましくは、確認は、暫定的に識別された笛音の幅の狭いピークがそれぞれ、３つよりも少ない高調波を有するかどうかを判定することを含む。好ましくは、上記の連続期間は少なくとも１５０ｍｓである。好ましくは、上記の幅の狭い周波数範囲は、２つの連続期間において６４Ｈｚ以下である。本発明の好ましい実施形態によれば、この連続期間が８０ｍｓから１５０ｍｓであるとき、呼吸音はスクィーク・タイプとして確認される。好ましくは、呼吸音は、幅の狭いピークの周波数が４００Ｈｚ未満であるときに低周波数笛音として分類される。好ましくは、呼吸音は、幅の狭いピークの周波数が４００Ｈｚから１６００Ｈｚであるときに高周波数笛音として分類される。好ましくは、呼吸音は、幅の狭いピークの周波数が１６００Ｈｚを超えるときに超高周波数笛音として分類される。本発明の好ましい実施形態によれば、所与の呼吸タイプはいびき音である。好ましくは、暫定的な識別は、上記のセグメントのスペクトル内で幅の狭いピークを検出することと、この幅の狭いピークが連続期間にわたって所定の小さな周波数範囲内に位置するかどうかを判定することを含む。好ましくは、呼吸音のいびき音としての識別の確認は、各連続期間中に２つよりも多くの高調波がある場合に、上記の呼吸音データと患者の周りの空間中の測定された大気音との間の、周波数ドメインの伝達関数を生成すること、この伝達関数のコヒーレンス・グラフを生成すること、およびこのコヒーレンス・グラフの高コヒーレンスの周波数範囲が幅の狭い各ピークの周波数範囲に対応しない場合に上記の幅の狭いピークをいびき音として確認することを含む。本発明の好ましい実施形態では、呼吸音は咳である。好ましくは、暫定的な識別は、突然の大きな大気雑音、突然の大きな呼吸音、急激な胸部運動を同時に検出することを含む。好ましくは、呼吸音が咳であることを確認することは、上記の呼吸音データのエンベロープを生成し、このエンベロープの持続時間を求めること、この音が、ａ）呼吸音が呼息中に発生すること、ｂ）呼吸音ピークが大気雑音ピークにほぼ一致すること、ｃ）呼吸音データのエンベロープが２重のハンプ形状を有すること、ｄ）エンベロープの持続期間が所定の時間範囲内であること、ｅ）音の周波数スペクトルが、大気音と呼吸音の間に所定の高いコヒーレンス・レベルを有する幅の広い帯域であると判定すること、の各条件を満たす場合に、この音を咳と判定することを含む。好ましくは、上記の所定の時間範囲は０．２秒から３．０秒である。好ましくは、上記の所定のコヒーレンス・レベルは０．７以上である。本発明の好ましい実施形態では、咳は、第２のハンプが４０ｍｓｅｃを超える分散を有し、遅い時間にスキューされている場合に湿性咳として分類される。あるいは、咳は、分散が４０ｍｓｅｃ未満であり、ほぼスキューされていない場合に乾性咳として分類される。あるいは、咳は、持続時間が２００ｍｓｅｃから３５０ｍｓｅｃであり、ハンプ同士の間の値を１０％から２５％上回る第２のハンプを有する場合に犬吠咳として分類される。本発明の好ましい実施形態では、呼吸音はクラックルである。好ましくは、呼吸音をクラックルとして暫定的に識別することは、上記の呼吸音データの急激な変化の位置を見つけることを含む。好ましくは、呼吸音がクラックルであることを確認することは、上記の急激な変化の後に続く呼吸音データを以下の曲線に一致させることを含む。ｙ＝Ａ^*Ｂ(t)^*Ｃ(t) 上式で、ｙは、ｔが開始する急激な変化から開始する上記の呼吸音データであり、Ａは振幅パラメータであり、Ｂ（ｔ）はエンベロープ関数であり、Ｃ（ｔ）は振動関数である。本発明の好ましい実施形態では、次式が成立する。本発明の好ましい実施形態は、上記のパラメータの値からクラックル・タイプを識別することを含む。好ましくは、クラックルは、ｆ₀が６００Ｈｚを超える場合に捻髪音として識別される。好ましくは、クラックルは、Ｃ、すなわちクラックル内部周波数の変化率が１００よりも大きい場合に水泡音として定義される。本発明の好ましい実施形態によれば、この方法は、クラックルが起こった呼吸サイクルの部分を識別することを含む。本発明の好ましい実施形態では、所与の呼吸音はいびきである。好ましくは、呼吸音をいびきとして暫定的に識別することは、呼吸音が吸息期間中に発声したと判定すること、および呼吸音と患者の周りの領域内の大気雑音との相関関係が強いと判定することを含む。好ましくは、暫定的に識別された呼吸音がいびきであると判定することは、吸息期間中のピークを識別し、平均最高最低時間デルタ＿ｔを求めること、吸息期間のパワー・スペクトル中の有意に大きな少なくとも３つのピークを識別し、平均最高最低周波数デルタ＿ｆを求めること、上記の呼吸音データと、上記の呼吸音データを収集した空間の実測大気雑音との間の、周波数ドメインの伝達関数のコヒーレンス・グラフを生成すること、デルタ＿ｔがデルタ＿ｆの逆数に近く、かつこのコヒーレンス・グラフの高コヒーレンスの周波数範囲が上記の幅の狭いピークの周波数範囲に対応する場合に、いびきを識別することを含む。本発明の好ましい実施形態では、吸息期間中のピークを識別することは、吸息期間の上記のパワー・スペクトルの逆フーリエ変換を計算し、それによってクリーンにされたデータを生成すること、上記のセグメントの開始位置から５ｍｓから２５ｍｓの点から始まるこのクリーン・データ中の第１のピークを探索することと、この第１のピークの後に続くピークを探索することを含む。好ましくは、パワー・スペクトル中の３つのピークを識別することは、パワー・スペクトルのヒストグラムを計算すること、ヒストグラムの分散を求めること、およびｋ分散以上である値を有する点をピークとして定義する（ｋは少なくとも３である）ことを含む。本発明の好ましい実施形態では、いびきは、スペクトルが３つまたは４つの共鳴ピークを含む場合に単純ないびきとして分類される。好ましくは、いびきは、スペクトルが５つ以上の共鳴ピークを含む場合に複雑ないびきとして分類される。本発明の好ましい実施形態では、呼吸音は胸壁呼吸音である。好ましくは、呼吸音は、振幅、コーナー周波数、勾配の各パラメータを有する低域フィルタ形状曲線に適合する場合に胸壁呼吸音として識別される。好ましくは、呼吸音は、コーナー周波数が患者の年齢の通常の周波数よりも高い場合に気管支胸壁呼吸音として確認される。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、呼吸音に関する音を受け取り、受け取った音に応答して信号を生成する少なくとも１つの可聴呼吸センサと、この信号を分析して最初に上記の呼吸音をスクリーニングし、この初期スクリーニングが、所与の種類の呼吸音が第１の基準を満たす場合にこの呼吸音によって生成された信号として信号を暫定的に識別するように動作する、少なくとも１つの第１の音響信号分析器と、上記の信号のうちの暫定的に識別された信号をさらに分析し、これらの信号が所与の種類の呼吸音によって生成されたかどうかを確認する、少なくとも１つの第２の音響信号分析器とを備えるフォノニューモグラフが提供される。好ましくは、少なくとも１つの呼吸センサは、呼吸器系に対してそれぞれの異なる位置に配置された複数の呼吸センサを備える。好ましくは、少なくとも１つの第１の音響分析器は複数の第１の音響分析器を備え、各音響分析器は、最初に上記の呼吸音をスクリーニングするように動作し、それぞれの異なる種類の呼吸音を確定的に識別する。好ましくは、少なくとも１つの第２の音響分析器は複数の第２の音響分折器を備え、各音響分析器は、最初に上記の呼吸音をスクリーニングするように動作し、それぞれの異なる種類の呼吸音を確定的に識別する。本発明の好ましい実施形態では、所与の種類の呼吸音はクラックルを含む。別法として、あるいはまた、所与の種類の呼吸音は咳を含む。別法として、あるいはまた、所与の種類の呼吸音はいびきを含む。別法として、あるいはまた、所与の種類の呼吸音はいびき音を含む。別法として、あるいはまた、所与の種類の呼吸音は呼吸である。本発明の好ましい実施形態によれば、第１の音響分析器は音を時間セグメントに分割し、セグメントごとに分析する。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、患者の呼吸器系に隣接して配置され、呼吸関連活動を測定し、呼吸音データを生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、この呼吸音データを複数の呼吸音テンプレートと突き合わせ、呼吸音テンプレートがそれぞれ、ある種類の呼吸音の特性を示し、かつこの呼吸音をパラメータ化し、上記の呼吸音データが所定の適合度基準内で、１つまたは複数の上記の呼吸音テンプレートに一致するときにのみ特定の通常の呼吸音または副雑呼吸音の存在を示す信号を生成する、呼吸分析器とを備えるフォノニューモグラフが提供される。好ましくは、少なくとも１つの呼吸関連センサは、呼吸器系に対してそれぞれの異なる位置に配置された複数のセンサを備える。好ましくは、少なくとも１つのセンサは、胸部拡張センサ、呼吸音センサ、気道音センサ、流量計、肺活量計の各センサ・タイプのうちの少なくとも１種類の少なくとも１つのセンサを含む。本発明の好ましい実施形態では、複数の呼吸音テンプレートは、通常の胸壁呼吸音、通常の気道呼吸音、笛音、咳、いびき音、いびき、クラックルの各呼吸音から選択された呼吸音の特性を個別に示す。好ましくは、上記のシステムは、患者の周りの空間中の大気雑音データを測定する大気雑音マイクロフォンも含む。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートは通常の胸壁呼吸音用のテンプレートを備え、このテンプレートは、低域フィルタの形状を有する曲線を上記の呼吸音データの周波数ドメインに含み、パラメータは低域フィルタの振幅、カットオフ周波数、勾配である。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートは通常の気道呼吸音用のテンプレートを含み、このテンプレートは、１組の二次共鳴システムの曲線を上記の呼吸音データの周波数ドメインに含み、記憶されるパラメータは、１組の振幅係数、１組の減衰係数、１組の共鳴周波数である。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートは笛音用のテンプレートを含み、このテンプレートは、２分の１の高さでの幅が、所定の周波数幅よりも小さい幅の狭いピークを、上記の呼吸音データの周波数ドメインに含み、所定の周波数幅は、３つよりも少ない高調波を有し、幅の狭いピークは、所定の期間を含む少なくとも３つの時間セグメント内で発生し、幅の狭いピークの周波数は、この少なくとも３回の発生時に毎ミリ秒当たり１．５Ｈｚ未満だけ変動する。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートはいびき音用のテンプレートを含み、このテンプレートは、時間ドメインおよび周波数ドメインにほぼ均等な間隔で配置されたピークを有する上記の呼吸音データに、時間ドメインおよび周波数ドメインにおいて大気雑音との相関関係が有意に欠如した反復音を含む。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートはいびき用のテンプレートを備え、このテンプレートは、ほぼ等間隔で配置された音響構造を時間ドメインに有し等間隔で配置されたピークを周波数ドメインに有する上記の呼吸音データに、時間ドメイン中の各音響構造の間の平均間隔が周波数ドメイン中の各ピークの間の平均間隔の逆数にほぼ等しい反復音を含み、この呼吸音データは、大気雑音と有意に相関する。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートは咳用のテンプレートを含み、このテンプレートは、０．２秒から３秒間持続し、時間ドメインに２重ハンプ・エンベロープを有し、比較的平坦なスペクトルを有し、大気音と有意に相関する音を、急激な呼気胸部運動中に含む。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも１つのテンプレートはクラックル用のテンプレートを含み、このテンプレートは、開始点が上記の呼吸音データの急激な変化として始まり、以下の関数にほぼ一致する曲線を含む。ｙ＝Ａ^*Ｂ(t)^*Ｃ(t) 上式で、ｙは、この開始点から始まる上記の呼吸音データであり、ｔはこの開始点から測定された時間であり、Ａは振幅パラメータであり、Ｂ（ｔ）はエンベロープ関数であり、Ｃ（ｔ）は振動関数である。好ましくは、次式が成立する。好ましくは、本発明の好ましい実施形態によるフォノニューモグラフは、少なくとも、検出された副雑呼吸音のパラメータと、この副雑音が発生した時間とを記憶する記憶ユニットを備える。好ましくは、上記の時間は、呼吸サイクルに関係付けられる。好ましくは、上記の呼吸分析器は、上記の比較的長い期間にわたって上記の呼吸音データ信号の傾向を分析する傾向分析器を備える。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、患者の呼吸器系に隣接して配置され、呼吸音に応答して呼吸音データ信号を生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、患者の近くに配置され、大気雑音に応答して大気雑音信号を生成する、大気雑音マイクロフォンと、大気雑音信号のレベルを定量化する大気雑音レベル検出器と、大気雑音レベル検出器が同時に、大気雑音信号に基づいて大きな大気雑音を検出したときに、呼吸音データ中のいびきまたは咳の存在を示す高雑音検出器と、大気雑音レベル検出器が低レベルの雑音を検出したときに上記の呼吸音データ信号中の通常の呼吸音および／または副雑呼吸音を判定するように動作する呼吸分析器とを備えるフォノニューモグラフが提供される。本発明の好ましい実施形態では、副雑呼吸音は、笛音、咳、いびき音、いびき、クラックルの各音のうちの少なくとも１つを含む。好ましくは、本発明の好ましい実施形態によるフォノニューモグラフは、呼吸活動のタイミングと、通常の呼吸音および副雑呼吸音のうちの少なくとも一方の相対的タイミングおよび持続時間を判定するタイミング分析器を備える。好ましくは、本発明の好ましい実施形態によるフォノニューモグラフはディスプレイを備え、このディスプレイは、通常の呼吸を示し、呼吸サイクル中のいつ副雑呼吸音が発生したかを示す。好ましくは、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸音モニタは、患者の呼吸器系に近接して配置され、呼吸音に応答して呼吸音データ信号を生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、上記の呼吸音データ信号を連続的に分析し、呼吸の存在と、上記の呼吸音データ中の副雑呼吸音の存在を判定するように動作する呼吸分析器と、呼吸音分析器によって異常な呼吸音または副雑呼吸音の存在が判定されたことに応答して警告音を与えるアラームとを備える呼吸音モニタが提供される。好ましくは、少なくとも１つの呼吸関連センサは、胸部の対向する側部に配置された一対のセンサを備え、呼吸音分析器は、一対のセンサから出力された呼吸音データの非対称性および不均衡を検出し、アラームは、分析器によって非対称性が判定されたことに応答して警告を与える。好ましくは、モニタはさらにディスプレイを備え、このディスプレイは、呼吸活動を示し、少なくとも１つの上記の副雑呼吸音の発生、識別、程度を示す。本発明の好ましい実施形態では、呼吸分析器は、テンプレート・マッチャを備え、このテンプレート・マッチャは、上記の呼吸関連センサによって生成された呼吸音データを複数の呼吸音テンプレートと突き合わせ、各呼吸音テンプレートは、ある種類の呼吸音の特性を示し、かつこの呼吸音をパラメータ化し、上記の呼吸音データが所定の適合度基準内で、１つまたは複数の呼吸音テンプレートに一致するときにのみ特定の通常の呼吸音または副雑呼吸音の存在を示す信号を生成する。好ましくは、呼吸分析器は、少なくとも上記の検出された副雑音のテンプレート・パラメータを記憶するメモリを備える。好ましくは、モニタは傾向分析器を備え、この分析器ば、記憶されている複数のテンプレート・パラメータを分析し、検出された副雑音の傾向を判定する。本発明の好ましい実施形態では、呼吸分析器は、所与の時間よりも長い時間にわたって呼吸がないことを判定する無呼吸モニタを備え、そのように呼吸がないときにはいつでもアラームが作動する。好ましくは、呼吸分析器は、患者の初期呼吸状態を定義する訓練ユニットと、現在の呼吸状態が初期呼吸状態とは有意に異なることを判定する変化ユニットとを備える。好ましくは、モニタは、少なくともチャネル・セレクタと少なくとも１つのスピーカを備える聴診器変換器を備え、このスピーカは、上記の呼吸音データ信号を受信し、音響形態でオペレータの耳に与える。好ましくは、モニタは、上記の呼吸音データ信号を記録する生データ・レコーダを備える。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、無呼吸モニタは、呼吸音データ信号を測定するために患者の呼吸器系の周りに配置された少なくとも１つの呼吸関連センサと、上記の少なくとも呼吸関連センサによって生成された呼吸音データ信号を少なくとも通常呼吸音テンプレートと連続的に突き合わせて、呼吸の存在を判定し、所与の期間よりも長い期間にわたって呼吸が存在しないときに警告表示を与える、呼吸分析器とを備える。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、患者の呼吸状態を判定する方法であって、胸部運動データから呼吸の吸息相／呼気相を判定し、この相から呼吸相変数を定義すること、気道呼吸音データが有意であり、外部雑音が低い場合に、気道呼吸音データがほぼ通常の形状を有するかどうかを判定し、そうである場合は、気道呼吸音データおよび呼吸相変数から呼吸流量データを生成し、気道呼吸音データが有意ではなく、外部雑音が高い場合に、流量がないことが無呼吸状態の存在を示すかどうかを判定し、そうである場合は、無呼吸アラームを設定することとを含む。好ましくは、この方法は、ａ）大気雑音が高いか、あるいはｂ）呼吸形状が正常ではないか、あるいはｃ）気道音が高すぎる場合に高雑音表示を生成することを含む。好ましくは、呼吸流量データは気道音データの０．４５から０．６７の範囲の累乗として定義され、流れの方向は上記の呼吸相変数によって定義される。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、フォノニューモグラフ・システムは、患者の呼吸器系の周りに配置され、呼吸関連活動を測定する、複数の圧電センサと、圧電センサに動作可能に接続され、個別にセンサを作動させて音を生成し、センサのうちの作動されないセンサを用いてこの音を検出し、検証モードで、測定された音を訓練モード中に受け取った音と比較する、検証ユニットとを備える。さらに、本発明の好ましい実施形態いによれば、対象の周りに配置された複数の音響トランスジューサを有するシステム用のハードウェア検証方法であって、訓練モードでは、少なくともいくつかのトランスジューサを個別に作動させて音を生成し、生成された各音ごとに、トランスジューサのうちの作動されないトランスジューサを用いてこの音を測定し、測定された音を記憶し、検証モードでは、少なくともいくつかのトランスジューサを個別に作動させて音を生成し、生成された各音ごとに、トランスジューサのうちの作動されないトランスジューサを用いてこの音を測定し、測定された音を、訓練モード中に受け取った音と比較することによって、誤動作中のトランスジューサを識別することを含む。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸データを分析する方法であって、現在のセグメントのスペクトルを生成すること、現在のセグメントが、バックグラウンド雑音を表すバックグラウンド・セグメントであるか、それとも呼吸音を表す呼吸セグメントであるかを判定すること、各種類のセグメントのスペクトルを平均し、平均バックグラウンド・スペクトルおよび平均呼吸音スペクトルを生成すること、平均呼吸音スペクトルについて、このスペクトルから平均バックグラウンド・スペクトルを減じ、比較的雑音の少ない呼吸スペクトルを生成すること、および比較的雑音の少ない呼吸スペクトルを所定の正常曲線にあてはめ、適合度を求めることを含む。好ましくは、所定の正常スペクトルは、患者が属する群によって定義される複数の所定の正常スペクトルから選択され、この群は、男性、女性、幼児のうちの１つである。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、呼吸音データを分析する方法であって、呼吸音データ中の第１の呼吸音の存在を判定すること、呼吸音データ中の第１の呼吸音の効果を低減することによって呼吸音データを調整すること、および調整された呼吸音データ中の第２の呼吸音の存在を判定することを含む方法が提供される。本発明の好ましい一実施形態によれば、第１の呼吸音は笛音である。好ましくは、第２の呼吸音は笛音である。本発明の好ましい実施形態では、第１の呼吸音はクラックルである。好ましくは、第２の呼吸音はクラックルである。本発明の好ましい実施形態では、第１の呼吸音の効果を低減することは、第１の呼吸音の効果をほぼ除去することを含む。図面の簡単な説明本発明は、以下の詳細な説明を図面と共に検討したときにより完全に理解されよう。図１は、本発明の好ましい実施形態によるフォノニューモグラフ（ＰＰＧ）システムを示す概略図である。図２は、図１のＰＰＧシステムを詳しく示す概略ブロック図である。図３は、本発明の好ましい実施形態によるＰＰＧ計として構成されたＰＰＧシステムを示す概略ブロック図である。図４は、本発明の好ましい実施形態によるＰＰＧモニタとして構成されたＰＰＧシステムを示す概略ブロック図である。図５は、本発明の好ましい実施形態によるＰＰＧレコーダとして構成されたＰＰＧシステムを示す概略ブロック図である。図６は、本発明の例示的な実施形態による図３のＰＰＧ計によって生成された例示的なレポートを示す図である。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、図４のＰＰＧ計の例示的な画面構成を示すグラフである。図８Ａおよび図８Ｂは、本発明の２つの追加の好ましい実施形態による図２のＰＰＧシステムの２つの追加の構成を示す概略ブロック図である。図９Ａは、本発明の好ましい実施形態による呼吸検出方法のステップを示すブロック・フローチャートである。図９Ｂから図９Ｆは、図９Ａのフローチャートの各部を詳しく示す図である。図１０は、本発明の好ましい実施形態による気道呼吸音の曲線あてはめを示す例示的なグラフである。図１１Ａは、本発明の好ましい実施形態による図１および図２のＰＰＧシステムの例示的な呼吸音分析方法のステップを示すブロック・フローチャートである。図１１Ｂおよび図１１Ｃは、図１１Ａのフローチャートの各部を詳しく示す図である。図１１Ｄは、本発明の呼吸音分析方法の好ましい実施形態による例示的な胸部呼吸音パワー・スペクトルの曲線あてはめを示す例示的なグラフである。図１２は、本発明の好ましい実施形態による例示的な笛音検出方法のステップを示すフローチャートである。図１３Ａおよび図１３Ｂは、本発明の好ましい実施形態による図１２の笛音検出方法のそれぞれの異なるステップによって算出された例示的な振幅スペクトルを示すグラフである。図１４は、肺炎および肺ガンの患者でサンプルされた例示的ないびき音の一部を示すグラフである。図１５は、本発明の好ましい実施形態による例示的ないびき音検出方法のステップを示すフローチャートである。図１６Ａおよび図１６Ｂは、それぞれ時間ドメインおよび周波数ドメイン中の「単純な」いびきの例示的な曲線を示すグラフである。図１７Ａおよび図１７Ｂは、それぞれ時間ドメインおよび周波数ドメイン中の「複雑な」いびきの例示的な曲線を示すグラフである。図１８は、本発明の好ましい実施形態による例示的ないびき検出方法のステップを示すフローチャートである。図１９Ａおよび図１９Ｂは、記録された咳の音響データおよび空気流量データの例示的な時間構造を示すグラフである。図２０は、本発明の好ましい実施形態による例示的な咳検出方法のステップを示すフローチャートである。図２１は、肺繊維症の患者から記録された例示的な捻髪音および水泡音を示すグラフである。図２２は、本発明の好ましい実施形態による例示的なクラックル検出方法のステップを示すフローチャートである。図２３は、図２２のクラックル検出方法によって処理される前の呼吸音セグメントのグラフである。図２４は、図２２のクラックル検出方法によって図２３の生データ値から算出された第２の導関数（Ｚ）の２乗を示すグラフである。図２５は、図２４の値Ｚを「折り返す」ことによって図２２のクラックル検出方法によって算出された値Ｗを示すグラフである。発明の好ましい実施形態の詳細な説明フォノニューモノグラフ・システム次に、本発明の好ましい実施形態によって、正常呼吸音および副雑呼吸音を検出し、分析し、監視し、呼吸音分析の結果を文書化し、呼吸音の選択された部分を記録するように構築され、かつそのように動作するフォノニューモグラフ（ＰＰＧ）システムの概略図を参照する。ＰＰＧシステムは好ましくは、呼吸音を検出するために所定の背部位置および胸部位置で患者の皮膚に接触するように配置された無線胸部呼吸音（ＢＳ）センサ４を含む。ＰＰＧシステムは好ましくは、気道呼吸音を検出するために所定の気道位置に配置された無線気道ＢＳセンサ６も含む。ＰＰＧシステムは好ましくは、さらに、胸部拡張を検出するために患者の胸部に適切に取り付けられた、胸部プレチスモグラフ・インピーダンス・センサなどの無線胸部拡張（ＣＥ）センサ８を含む。ＰＰＧシステムは好ましくは、大気音響雑音を検出するために患者の近くに配置された、適切な空気結合マイクロフォンなどの無線大気雑音マイクロフォン１２も含む。ＢＳセンサ４および６、ＣＥセンサ８、大気雑音マイクロフォン１２によって検出された音は、無線、超音波伝送または赤外線伝送、ｂワイヤなどの無線伝送用の適切な手段によって遠隔受信機１６へ送信される。ＰＰＧシステムは好ましくは、センサのアナログ信号を増幅し、フィルタし、デジタル化するために受信機１６に接続されたアナログ信号コンディショナ１８も含む。好ましくは、受信機１６は遠隔受信機であり、信号は無線伝送によって遠隔受信機へ送信される。ＰＰＧシステムは好ましくは、さらに、好ましくは、以下で詳しく説明する呼吸音分析方法を使用して、デジタル化センサの信号を処理するために、アナログ信号コンデイショナ１８およびデータ記憶装置２２に適切に接続される中央演算装置（ＣＰＵ）２０を含む。ＣＰＵ２０が市販のパーソナル・コンピュータのＣＰＵでも、あるいは他の適切な市販のＣＰＵでもよいことに留意されたい。ＰＰＧシステムは好ましくは、さらに、呼吸音分析の結果をオンラインまたはオフラインで表示するためにＣＰＵ２０に接続されたディスプレイ２８と、可聴または可視の警告信号またはアラーム信号を生成するためにＣＰＵ２０に適切に接続された警告／アラーム・ユニット３４と、ユーザ・インタフェース３２とを含む。ユーザ・インタフェース３２は好ましくは、オペレータからの入力を受信し、キーボード、マウス、タッチ・センシティブ・スクリーン、コントロール・パネル、それらの組合せなど任意の適切な種類のインタフェースでよい。ＰＰＧシステムは好ましくは、複数のＢＳセンサから選択できる任意のＢＳセンサによって検出された呼吸音をＰＰＧオペレータが聞くことを可能にするために、好ましくはアナログ信号コンディショナ１８およびＤ／Ａ変換器３６に適切に接続された電子聴診器１４も含む。電子聴診器１４は好ましくは、共に複数のＢＳセンサから所望のセンサを選択するアナログ信号コンデイショナ１８と音響増幅器３９との間に接続されたチャネル・セレクタを含む。音響増幅器３９は好ましくは、選択されたＢＳセンサによって検出された呼吸音を聞くためにイヤフォン２４またはラウドスピーカ（図示せず）に接続される。好ましくは、オペレータはユーザ・インタフェース３２を使用して、選択されたＢＳセンサによって検出された音をリアルタイムで聞くことのできる第１のモードと、デジタル・データ記憶装置２２に記憶されている、選択されたＢＳセンサからの選択されたすでにデジタル化され記録された音を聞くことのできる第２のモードのどちらかを選択することができる。選択されたすでにデジタル化され記録された音を聞くことは、選択されたセンサの呼吸音を聴診し、同時に視覚的に監視する場合に有用である。また、この特徴は、学生または実習生がセンサからの可聴音とモニタ上の呼吸音の分析された特徴との両方に同時に従うことが望ましい教育目的および訓練目的に有用である。患者がＰＰＧシステムから音響的に分離される状況で、たとえば、患者が別々の部屋に位置しているか、あるいは記憶されたデータを再生するときに、音響出力を適切な増幅器を通してスピーカ・システムに接続することも可能であり、したがって、一群の人が、増幅された音を聞き、同時にモニタ・データ・ディスプレイに従うことが可能であることに留意されたい。データ記憶装置２２は、デジタルに記録されたセンサ・データのある選択されたセグメントと呼吸音分析の結果を記憶するために使用することができる。デジタル記憶装置２２が、磁気デジタル・データ記憶装置、光学デジタル・データ記憶装置、磁気光学デジタル・データ記憶装置など任意の種類の適切なデジタル・データ記憶装置でよいことに留意されたい。ＰＰＧシステムは好ましくは、呼吸音分析結果のグラフ、表、統計など呼吸音分析のデータ出力のハードコピー・プリントアウトを生成するプリンタ２６も含む。ハードコピー・プリントアウトは、すでに生成されているレポートと比較され保存される、医師用の簡略化レポートまたは詳細レポートとして使用することができる。また、記憶装置は、他の種類の永久データ・アーカイブを構成する取外し可能な媒体タイプの装置でよい。ＢＳセンサ４および６、ＣＥセンサ８、大気雑音センサ１２はそれぞれ、適切な周波数応答を有する任意の適切な種類の呼吸音センサ、胸部拡張センサ、またはマイクロフォンでよいことに留意されたい。本発明の例示的な実施形態では、ＢＳセンサは７５Ｈｚから２５００Ｈｚ（±３ｄＢ）の範囲のほぼ平坦な周波数応答を有する接触センサであり、ＣＥセンサ８は、０Ｈｚから３Ｈｚ（±３ｄＢ）の範囲のほぼ平坦な周波数応答を有するインピーダンス胸部拡張センサであり、大気雑音マイクロフォン１２は、５０Ｈｚから５０００Ｈｚ（±３ｄＢ）の範囲のほぼ平坦な周波数応答を有する空気結合マイクロフォンである。好ましくは、ＢＳセンサは、図１に示され、本発明者によって米国特許出願第０８／６５４，６４３号に開示された無線接触センサ・タイプのセンサである。この特許出願は、１９９６年５月２９日に出願され、「ＡＣｏｎｔａｃｔＳｅｎｓｏｒｆｏｒＢｏｄｙＳｏｕｎｄｓ」と題する。ＣＥセンサ８および大気雑音マイクロフォン１２も好ましくは無線である。しかし、適切な周波数応答特性と適切な信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）を有する他の種類の無線ＢＳセンサまたは有線ＢＳセンサ、ＣＥセンサ、または大気雑音マイクロフォンを使用することができる。好ましくは、ＢＳセンサの出力は、センサ上の患者の皮膚によって加えられる接触力の大きさから独立している。本発明の他の好ましい実施形態によれば、ＢＳセンサ４、ＣＥセンサ８、大気雑音マイクロフォン１２を適切なワイヤによって直接、アナログ信号コンディショナ１８に電気的に接続できることに留意されたい。この好ましい実施形態には、遠隔受信機１６は含められない。有線ワイヤを使用する場合、ワイヤの摩擦および運動のための人為的な雑音の導入を回避するよう注意すべきであることに留意されたい。次に、図１のＰＰＧシステムの概略機能ブロッグ図を示す図２を参照する。以下の説明が、図１および図２に基づくＰＰＧシステムの動作モードの一般的な機能説明であり、ＰＰＧシステムの好ましい実施形態の動作モードについては以下に別々に説明し図示することに留意されたい。ＢＳセンサ４および６、ＣＥセンサ８、大気雑音マイクロフォン１２の信号は受信機１６（図を明確にするために図示されていない）に伝送され、アナログ信号コンディショナ／ディジタイザ１８へ送信され、そこでフィルタされ、増幅され、デジタル化される。センサの信号は、好ましくは固定利得×１０００から× １００００または自動利得制御を用いて増幅され、好ましくは、帯域幅約７５Ｈｚから２５００Ｈｚ、１８ｄＢ／ｏｃｔａｖｅで帯域フィルタされ、好ましくは、Ａ／Ｄ変換器、たとえば１２−１６ビットＡＤＣによって毎秒チャネル当たり５５００個から１１０００個のサンプルでデジタル化される。すべてのセンサからの連続デジタル化データ・セグメントは処理のためにＣＰＵ２０へ送信される。データ・セグメントの持続時間は、特定の種類の呼吸音を検出するために使用される特定の検出方法に応じて変更することができる。例示的なデータ・セグメントは５０ｍｓであるが、これは２５ｍｓから５００ｍｓ以上の範囲で変更することができる。たとえばいびきの検出方法は２５０±５０ｍｓのセグメント持続時間を使用する。したがって、セグメント持続時間は好ましくは、特定の呼吸音を検出する方法によって使用される数学的分析の種類と、分析された呼吸音の継続時間および周波数の内容とに応じて特定の各副雑音検出方法に適合するように最適化される。データ・セグメントはチャネル特有のデジタル・データ・コンディショナ４４へ送信され、そこでそれぞれの異なるセンサおよび大気雑音マイクロフォンからのデータ・セグメントは、以下で詳しく説明するように個別に処理される。話を明確にするために、すべてのセンサおよび大気雑音マイクロフォンの異なるように条件付けされたデータ・セグメントを以下では集合的に条件付きデータ・セグメントと呼ぶ。データ・セグメントは、ＣＰＵ２０にリンクされたメモリ（図示せず）へ転送され、データ記憶装置２２に記憶することもできる。大気雑音マイクロフォン１２のデジタル化データのセグメントは、チャネル特有のデジタル・データ・コンディショナ４４によって整流および積分され、評価のために大気雑音レベル検出器へ送信される。条件付き大気雑音データの振幅は、事前に設定されたしきい値または適応的なしきい値と比較される。条件付き大気雑音データの振幅がしきい値を超えた場合、システムは制御信号を生成し、この制御信号によって、条件付きデータ・セグメントがいびき／咳／発声／雑音分析器４８へ送られ、雑音の音響特性が評価され、患者または外部非患者生成雑音によって生成されたいびき、咳、発声の音が検出される。いびき／咳／発声雑音分析器４８は、気道ＢＳセンサ６および大気雑音マイクロフォン１２からの条件付きデータ・セグメントを受信する。いびきまたは咳が検出された場合は、いびきまたは咳のパラメータが算出され、一次ポストプロセッサ５６へ送信され、そこでいびきまたは咳の回数、タイミング、時間分布が更新され（データ記憶装置２２に記録することによって）記録される。肯定的に識別されたいびきまたは咳がない場合、システムは、雑音レベルがしきい値を超えているかぎりすべての条件付きデータ・セグメントの分析を中止する。システムは雑音持続時間も記録する。雑音の持続時間が、ユーザが求めた事前設定値よりも大きい場合は、「大気雑音警告」信号または「大気雑音アラーム」信号を一次ポストプロセッサ５６へ送信し、（特定のシステム構成に応じて）システムによって発行することができる。大気雑音レベルがしきい値よりも低い場合、システムはセンサのデータ・セグメントの分析を進める。ＣＥセンサ８および気道ＢＳセンサ６の条件付きデータ・セグメントは呼吸状態分析器５０へ送信される。呼吸状態分折器５０は、気道ＢＳセンサ６およびＣＥセンサ８から条件付きデータ・セグメントを受信し、呼吸の有無を判定して無呼吸（呼吸の停止）期間を検出する。呼吸状態分析器５０は、呼吸のリズム（呼吸速度）、呼吸の持続時間および振幅、呼吸の規則正しさも算出し、このデータをさらに処理するために一次ポストプロセッサ５６に出力する。無呼吸が検出された場合、一次ポストプロセッサへ呼吸リズム警告も送信され、一次ポストプロセッサは「無呼吸アラーム」の生成を開始することができる。また、呼吸段階分析器は呼吸相（吸息または呼気）、その呼吸相の持続時間およびタイミングを判定し、判定された値はその後、検出された副雑音と呼吸サイクルとの時間的関係を判定するための基準として使用される。呼吸段階分析器の呼吸相データおよび振幅データは呼吸音分析器５２への入力として送信される。呼吸音分析器５２は気道ＢＳセンサ６および複数の胸部ＢＳセンサ４からの条件付きデータ・セグメントも受信する。呼吸音分析器は正常呼吸音および異常呼吸音を特徴付けし、データ・セグメント中の副雑音（笛音、クラックル、いびき音）を検出し、検出された様々な副雑音のパラメータおよびタイミングを算出し、これらのデータおよび副雑音警告またはフラグをさらに処理し記録するために一次ポストプロセッサ５６に出力する。呼吸音分折器５２はまた、以下に詳しく開示するように正常呼吸音を分析し、分析済み呼吸音データをさらに処理し記録するために一次ポストプロセッサ５６に出力する。様々なＢＳセンサ４および６のデータ・セグメントが、チャネル特有のデジタル・データ・コンディショナ４４によって条件付けされ、やはり呼吸音分析器５２によって別々に分析されることに留意されたい。一次ポストプロセッサ５６は、ＢＳセンサ４および６のそれぞれの分析済み呼吸音データを受信してチャネル相互関係を分折し、イベントの統計および副雑音分布曲線（ヒストグラム）を算出し、様々な呼吸音データおよび副雑音データの傾向分析を実行し、３つの品質管理パラメータを算出する。第１の品質管理パラメータは、正常呼吸音パワー・スペクトル曲線のテンプレートとの一致度を定義する。第２の品質管理パラメータは、検出されたクラックル音のクラックル・テンプレートとの一致度を定義する。第３の品質管理パラメータは、検出された笛音の笛音テンプレートとの一致度を定義する。一次ポストプロセッサ５６はまた、さらに様々なアラーム条件、警告条件、フラグ条件を処理し、適切なアラーム信号または警告信号を発行するための命令を二次ポストプロセッサ６０へ送信する。二次ポストプロセッサ６０は、一次ポストプロセッサ５６からのデータおよびユーザ・インタフェース３２からのオペレータ命令を受信し、このデータおよび命令を処理してグラフィック・データ、数値データ、テキスト・データを生成する。二次ポストプロセッサ６０によって生成されたグラフィック・データ、数値データ、テキスト・データは、表示のためのディスプレイ２８への出力、ハード・コピー・レポートを生成するためのプリンタ２６への出力、あるいは他の遠隔コンピュータまたは遠隔医療Ｂセンターへ電子的に転送されるデータ・ファイルとして、モデムまたは以下で詳しく説明する電子データ転送用の他の適切な手段によって送信することができる。また、二次ポストプロセッサ６０によって作成されたデータ・ファイルを、後で印刷または保存できるように、取外し可能な磁気媒体、光磁気媒体、他の種類の媒体など適切なデータ・ファイル記憶手段上に記憶することができる。次に、図１および図２のＰＰＧシステムの３つの異なる構成を示す図３、図４、図５を参照する。よりよく理解していただくために、すべての様々な図面において同じ構成要素が同じ参照符号によって指定されることに留意されたい。一般に、図３、図４、図５に示したＰＰＧシステムの様々な構成では、データ処理が同様に実行されることに留意されたい。各構成の間の違いは、好ましい種類のセンサ、センサの信号の有線伝送または無線伝送、二次ポストプロセッサ、プリンタやディスプレイ・モニタやアラーム／警告ユニットなど利用可能な出力装置の種類にある。本発明の好ましい実施形態によれば、選択された呼吸音データおよびパラメータを、ＰＰＧシステムの特定の構成に応じて、グラフまたは数値としてディスプレイ２８上に連続的に表示するか、あるいはレポートの一部として印刷することができる。ＰＰＧ計図３は、本発明の好ましい実施形態によるＰＰＧ計として構成されたＰＰＧシステムを示す。ＰＰＧ計は好ましくは、複数の、好ましくは有線胸部ＢＳセンサ６４と、好ましくは有線気道ＢＳセンサ６６と、好ましくは有線ニューモタコグラフ６８と、好ましくは有線大気雑音マイクロフォン６２とを含む。ＰＰＧ計の好ましい実施形態はニューモタコグラフ６８を流量測定に使用するが、インピーダンス呼吸運動記録センサや他の適切な胸部拡張検出センサなど、流量検出に適した他のセンサを使用することができる。図３のＰＰＧ計の好ましい実施形態では、ＢＳセンサ６４および６６、大気雑音マイクロフォン６２、ニューモタコグラフ６８はすべて有線であるが、ＰＰＧ計の他の好ましい実施形態は無線センサ、無線マイクロフォン、または無線ニューモタコグラフを適切な無線受信機（図１）と共に使用して、それぞれの信号を受信しアナログ信号コンデイショナ／デイジタイザ１８へ送信することができることに留意されたい。ＰＰＧ計は好ましくはアナログ信号コンデイショナ１８も含み、コンディショナ１８はＣＰＵ２０に接続され、好ましくは電子聴診器１４（図を明確にするために図示せず）に接続される。ＣＰＵ２０は、前述のように動作し、好ましくは二次ポストプロセッサ６１に接続され、二次ポストプロセッサ６１は好ましくは、プリンタ２６およびディスプレイ２８に接続される。二次ポストプロセッサ６１はさらに、一次ポストプロセッサ５６からのデータおよびオペレータ入力を処理し、グラフィック出力、テキスト出力、数値出力を生成し、これらの出力はディスプレイ２８の画面上に表示され、あるいはプリンタ２６によってハード・コピー・レポートとして印刷することができる。ＰＰＧ計は患者の呼吸音のスポット測定を得るために使用される。患者の胸部および前頸部に複数のセンサを取り付け、ニューモタコグラフ６８（流量検出装置）を作動させる。患者が呼吸している間、システムは音を得て分析し、音の特徴をグラフィックおよびパラメータ表記で示すハード・コピー・レポートの形で任意選択の即時出力を与える。基本胸壁音および気道音のスペクトル・パターンを判定し、副雑音を検出し特徴付けるうえで好ましいＣＰＵ２０によって呼吸音が分析される。基本パターンのパラメータは好ましくは、呼吸音分析器５２（図２）によって算出され記録される。検出された副雑音が分類され、定量パラメータ（たとえば、笛音持続時間、タイミングおよび周波数範囲、クラックル・タイミング、カウント、パラメータなど）が求められ、標準表記を使用して表示され記録される。次に、図３のＰＰＧ計によって生成された例示的なレポートを示す図６を参照する。この例示的なレポートは、２行に構成された８つのグラフを含む。ＴＲ− Ｉ、ＣＲ−Ｉ、ＢＲ−Ｉ、ＢＬ−Ｉで示された上の行の４つのグラフはそれぞれ、オペレータが選択した気道センサ、右前胸部センサ、右後肺基部センサ、左後肺基部センサの平均吸息呼吸音（ＢＳ）パワー・スペクトルを表す。ＴＲ−Ｅ、ＣＲ−Ｅ、ＢＲ−Ｅ、ＢＬ−Ｅで示された下の行の４つのグラフはそれぞれ、上の行の同じセンサの平均呼気呼吸音（ＢＳ）パワー・スペクトルを表す。すべての８つのグラフで、垂直軸は振幅のｌｏｇ値を表す。水平軸は周波数（ＴＲ−ＩおよびＴＲ−Ｅ）またはログ周波数（ＣＲ−ＩおよびＥ、ＢＲ−ＩおよびＥ、ＢＬ−ＩおよびＥ）を表す。各グラフは、選択されたセンサによって検出された呼吸音の算出された時間平均パワー・スペクトルを表す、７３で示された曲線を含む。算出された曲線あてはめが有意である場合、グラフは、算出されあてはめられた曲線を表す７５で示された追加の曲線も含む。図６の例示的なレポートは、７７で示された４つの数値パラメータ・レポートも含み、グラフに示されたスペクトルにあてはめられた数値パラメータを含む。報告されるパラメータは、以下で説明するようにＡ、ｆ₀、Ｓ、Ｑである。レポートには、検出されたクラックルの数および呼吸サイクル内でのクラックルの相対タイミング、検出された笛音のパラメータ、音のテキスト説明も含まれることに留意されたい。新生児からかなりの高齢者まですべての年齢群の患者の肺健康状況を評価するためにＰＰＧ計を使用することができる。プライマリ・ケア・クリニックにおいて、呼吸器系の症状を示す患者を評価するためにＰＰＧ計を使用することができる（心電図を使用して、心臓病に関連する症状を示す患者を評価する場合も同様である）。肺病であると診断された患者の以前の定量的な呼吸音記録を基線として使用して、患者の状態のフォローアップにＰＰＧ計を使用することもできる。さらに、特定の個人または一群の患者に対する薬剤治療の効果を評価するためにＰＰＧ計を使用することもできる。ＰＰＧ計の定量的な記録によって、前治療結果を後治療結果を定量的に比較することができる。これは、定量的に求められた呼吸音パラメータを比較し、したがって、評価を行う医師の経験、訓練、聴力の個人的な差のための結果の可能な偏りをなくすので、従来技術における薬剤治療評価での聴診結果の使用に対するかなりの向上である。ＰＰＧ計の従来技術に勝る他の利点は、訴訟問題が起こったときにＰＰＧ計の記録を文書および証拠として使用できることである。ＰＰＧモニタ図４は、本発明の他の好ましい実施形態によるＰＰＧモニタとして構成されたＰＰＧシステムを示す。二次ポストプロセッサ６２が図２の二次ポストプロセッサに置き換わり、ＰＰＧモニタが好ましくは、図１のディスプレイ２８、プリンタ２６、アラーム／警告ユニット３４も含むことを除いて、ＰＰＧモニタは上記でＰＰＧシステムに関して説明し図２に示したのと同じ構成要素を含む。本発明の好ましい実施形態によれば、ＰＰＧモニタの複数のセンサに食道センサ（図示せず）を含めることもできることに留意されたい。たとえば、麻酔され人工呼吸を受けている気管挿管の患者の場合に食道センサを使用することができる。図４のＰＰＧモニタのＣＥセンサ８が、圧電胸部拡張センサや、ストレイン・ゲージ胸部拡張センサや、電気インピーダンス・プレスチモグラフ・センサや、圧カトランスジューサがついたベローズ、磁力計、または誘導プレスチモグラフを含むフイゴなど、適切な胸部拡張センサまたは空気流量測定センサでよいことに留意されたい。ＰＰＧモニタは呼吸器音響モニタである。ＰＰＧモニタは、呼吸器系の健康および完全性のオンラインの呼吸ごとの監視および判定を可能にする。ＰＰＧモニタは、呼吸の連続的な監視が重要である状況で使用するためのモニタである。この例には、気管内挿管を含む全身麻酔、成人、小児、新生児のクリティカル・ケア薬剤、緊急薬剤、気管支誘発試験が使用される肺疾患薬剤、呼吸が不規則であるために突然死の危険性が高い個人（幼児および成人）の肺疾患薬剤が含まれる。ＰＰＧモニタは、上記でＰＰＧシステムに関して全般的に説明し図２に示したように呼吸音の分析を実行する。ＰＰＧモニタの他の特徴は、ＰＰＧモニタが最初に特定の患者の音の特徴を「知る」ことである。後で変更および傾向を評価するための基準として使用されるカタログが生成される。以下では一般に「訓練」期間と呼ばれる初期期間中に異常な音が検出された場合、ＰＰＧモニタは、警告／アラーム・ユニット３４を作動させることによってこの段階中に警告信号を生成する。ＣＰＵ２０は、各センサからの音の強度、タイミング、スペクトル内容、特定の特性を大気雑音に関して基準カタログと比べて評価する。ＰＰＧモニタは、笛音またはクラックルや、（すべてのセンサにわたる呼吸音強度のシフト、または他のセンサと比べた１つのセンサにおける）呼吸音強度シフトや、無呼吸や定期的な呼吸などの呼吸の不規則さや、いびき音、咳、喘鳴、分泌音、またはいびきの存在など特定の事象を探索する。そのような事象の開始が検出された後、システムは警告信号を生成し、事象のタイミング内容および周波数内容に関する情報をデータ・ログに記録することもできる。一次ポストプロセッサ５６は、呼吸数と、無呼吸持続時間分布と、笛音の相対持続時間と、クラックル、咳、いびきのカウントの傾向および統計情報を算出し示す。ＰＰＧモニタは、呼吸音の以下の特徴をスクリーニングしパラメータ化する。１．大気雑音の存在、タイミング、強度、スペクトル内容２．呼吸音の存在３．胸部センサ、気道センサ（場合によっては食道センサ）によって検出された各音の間の相関関係４．呼吸音のスペクトル・パターンと対応する正常テンプレートのスペクトル・パターンとの一致５．スペクトル・パターンと、最新の「訓練」期間中に識別される対応するテンプレートとの一致６．笛音とそのパラメータの存在７．クラックルとそのパラメータの存在８．分泌音（呼気クラックル、いびき音）の存在９．横胸壁センサに到達する信号同士の間の不均衡１０．呼吸音の時間的な不規則さ１１．咳の存在１２．いびきの存在スクリーニング手順の結果は判定ツリーであり、以下で詳しく説明するようにアラームのトリガを誘発させる臨床的に有意な方法で呼吸音が変更されているかどうかをこのツリーによって判定する。ＰＰＧモニタは好ましくは、ＢＳセンサ４および６、大気雑音マイクロフォン１２、ＣＥセンサ８から連続的にデータを得る。データは連続的なセグメントまたは部分的に重なり合うセグメントでサンプルされる。各セグメントの信号処理は、次のセグメントが得られている間に実行され、そのため、データが得られてから表示されるまでの間に持続時間が１セグメント未満（約５０ｍｓから１００ｍｓ）の短い遅延がある。例外は笛音検出方法およびいびき検出方法であり、これらの方法は、複数のセグメント（約３セグメントから５セグメント）からのデータをコンパイルし、対応する音の存在を検証する。次に、共にＰＰＧモニタのディスプレイの例示的な画面構成を示す図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃを参照する。この例示的な画面構成では、モニタのディスプレイ上に３つのグラフ、すなわち、笛音ソノグラム・グラフ（図７Ａ）、ＢＳベースの流量インジケータ・グラフ（図７Ｂ）、セグメント当たりクラックル数グラフ（図７Ｃ）が同時に示される。図７Ａは笛音ソノグラム・グラフを示す。垂直軸は笛音周波数を表し、水平軸は時間を表す。笛音トレース１１３は、笛音の存在を示し、笛音周波数を時間の関数として示す。笛音の持続時間と総アクティブ呼吸持続時間との比（Ｔｗｈ／Ｔｔｏｔ）は、％Ｗｚで示され、笛音ソノグラム・トレース１１３の隣に示されている。カラー・コードを使用して（検出された音と笛音テンプレートとの一致度を表す）笛音識別の信頼レベルを示すことができる。たとえば、赤色は絶対的な信頼を表し、オレンジ色は「確率の高い」笛音検出を表し、黄色は「可能性のある」笛音検出を表す。図７Ｂは流量インジケータ・グラフを示す。垂直軸は流量を表し、水平軸は時間を表す。流量インジケータ・トレース１１１は呼吸のタイミングおよび規則性を示す。呼吸状態分析器５０をニューモタコグラフ、スパイロメータ、機械的通気装置など従来型の流量検出装置と突き合わせて較正するとき、ＰＰＧモニタは流量振幅の定量的尺度を生成することもできる。呼吸数は、ＰＲで示され、流量インジケータ・トレース１１１の隣に示されている。図７Ｃは、セグメント当たりクラックル数グラフを示す。垂直軸はセグメント当たりクラックル数を表し、水平軸は時間を表す。このグラフは、クラックルの存在を、垂直に積み重ねられたマーク１１５を表示し、各マークは、セグメント中で検出されたクラックルの数を表す。１分当たりクラックル数は、Ｃｘ／Ｍｉｎで示され、セグメント当たりクラックル数マーク１１５の隣に示されている。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃの３つのグラフの時間軸がＰＰＧモニタのディスプレイ上で同期し、それによってユーザが、呼吸サイクル内で検出されたクラックルまたは笛音のタイミングを識別できることに留意されたい。過度の大気雑音が検出されると、ＰＰＧモニタは、ディスプレイ２８の画面上のすべてのパネルのバックグラウンド・カラーを変更し、検出された呼吸音を表すトレースを表示しないことによって、この状態を示す。咳、いびき音、またはいびきが存在することは、呼吸検出（流量）パネル（図示せず）の下部に表示される独立のストリップ上の特定のアイコン表記を使用して示される。ＰＰＧモニタでは、絶対アラーム信号および相対警告信号の２種類のアラームが使用される。所定の持続時間（約６秒から１０秒）よりも長い無呼吸が検出されると絶対アラーム信号が生成される。相対警告信号は、最新の「訓練」期間中の条件に対する音の変化を示し、以下の環境の下で生成される。ａ）前には存在しなかった笛音の検出。ｂ）最新の「訓練」期間中の笛音の持続時間に対する笛音持続時間の有意の変化（たとえば、２０％の増加）。ｃ）前には存在しなかったクラックルの検出。ｄ）最新の「訓練」期間に対する呼吸または時間単位当たりクラックル数の有意の変化（たとえば、２０％の増加）。ｅ）呼吸数の有意の変化、たとえば、２０％の増加または減少。ｆ）分泌音（いびき音または呼気クラックル）の検出。ｇ）胸郭の２つの対向する側に配置された複数のセンサの出力の間の不均衡の検出。たとえば、左前胸部センサの出力と右前胸部センサの出力の間の不均衡を感知することができる。アラーム信号または警告信号が発行されると、同時に特定の説明テキスト・メッセージがディスプレイ２８上に表示される。本発明の好ましい実施形態によれば、ＰＰＧモニタは、前述のように個別の各センサからのデータを評価するだけでなく、胸部上のいくつかの異なる部位からの各音の間の不均衡を検出する。具体的には、気管内管を挿管された患者の胸郭の左側と右側で検出された音の変化の検出が重要である。このような変化は、一方の肺を他方よりも優先的に換気するための管の先端の異常な変位を示すことがある。このような変化を検出するために、ＰＰＧモニタは胸部の２つの側からの音のパラメータを記録する。不均衡が疑われるとき、一次ポストプロセッサ５６（図２）は、胸郭上の２つの部位の間の音の伝達関数（大きさ、移相、コヒーレンス）と、胸部部位と気道センサとの間の音の伝達関数を算出する。「訓練」期間に対する伝達関数、移相、またはコヒーレンスの大きさの優位の変化（増加または減少）は、一次ポストプロセッサ５６によって識別されアラームを示す。基本呼吸音のスペクトル内容は、呼吸音分析器５２によって連続的に評価され、呼吸音分析器５２はテンプレート式への曲線あてはめを実行し、以下で詳しく開示する最良適合式から１組のパラメータを算出する。最新の「訓練」期間中に得られるパラメータの値に対する最良適合式のパラメータの値の有意の変化が識別される。ＰＰＧレコーダ次に、本発明の好ましい実施形態によってＰＰＧレコーダとして構成された図２のＰＰＧシステムを示す図５に戻る。ＰＰＧレコーダは好ましくは、同じＢＳセンサ４および６、大気雑音マイクロフォン１２、ＣＥセンサ８を含む。好ましくは、ＢＳセンサ４および６は、無線接触センサであり、大気雑音センサ１２は好ましくは、無線マイクロフォンであり、ＣＥセンサ８は好ましくは、睡眠中の患者の移動によって生じる人工ワイヤ無線有線摩擦雑音を低減するために無線胸部拡張センサ（図１）である。ＰＰＧレコーダは好ましくは、センサ４、６、８および大気雑音マイクロフォン１２から信号を受信し、アナログ信号コンディショナ／ディジタイザ１８へ送信する図１の遠隔受信機１６（図を明確にするために図５には図示せず）も含む。信号は、アナログ信号コンディショナ／ディジタイザ１８で、以下に説明するように増幅され、条件付けされ、デジタル化される。次いで、データは、図２のＰＰＧシステムに関して説明したようにオンライン分析のためにＣＰＵ２０へ送信される。ＰＰＧレコーダは、センサが配置され皮膚に適切に接触していることを遠隔検証する図１の電子聴診器１４を含むことができる。一次ポストプロセッサ５６は、データ分析結果を受信してさらに処理し、好ましくは、グラフィック表示、パラメータ要約、時間的傾向の分析、ヒストグラムを与える。入力パラメータは、以下で詳しく説明する、各音検出位置からの以下のパラメータを含む、各音セグメントに関する情報を含む。検出位置時間環境雑音振幅気道音信号の振幅吸息セグメント、呼気セグメント、無呼吸セグメントの指定［−／＋／０］このチャネルの音信号の振幅（ＲＭＳ振幅）基本呼吸音スペクトルのパラメータ（振幅、ｆ₀、勾配）セグメント中の笛音の有無笛音が存在する場合は、笛音周波数：セグメント中のｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，．．．セグメント中のクラックルの有無クラックルが存在する場合、セグメント中のクラックルの数クラックルが存在する場合、各クラックルの最良適合式のパラメータセグメント中のいびき音の有無セグメント中のいびきの有無セグメント中にいびきが存在する場合、いびきの分類（単純／複雑）セグメント中の咳の存在伝達関数（２つ以上のセンサを使用する場合）伝達関数の大きさ、コヒーレンスおよび位相。一次ポストプロセッサ５６は、短い範囲、たとえば１分おきの分析と、約１５分から２４時間の範囲の選択可能な持続時間にわたるより長い範囲の分析を実行する。短い範囲の分析は、１０秒おきに更新される、最後の１分間、たとえば、走行していた最後の１分間の数値データのみを生成する。このような分析には、平均呼吸数、総アクテイブ呼吸持続時間（Ｔ_total）に対する吸息持続時間および呼気持続時間（それぞれ、Ｔ_insp、Ｔ_exp）の平均比、平均吸息振幅および平均呼気振幅（それぞれ、Ａ_insp、Ａ_exp）、アクティブ呼吸の持続時間に対する総笛音持続時間（Ｔ_wh／Ｔ_total）、アクテイブ吸息持続時間に対する吸息笛音の持続時間（Ｔ_insp-wh／Ｔ_insp）、アクテイブ呼気持続時間に対する吸息笛音の持続時間（Ｔ_exp-wh／Ｔ_insp）、毎分総クラックル数（Ｎ_Cx）、毎分吸息クラックル数（Ｎ_insp-Cx）、毎分呼気クラックル数（Ｎ_exp-Cx）、総持続時間に対するいびきの持続時間（Ｔ_Snore／Ｔ_total）、毎分咳数（Ｎ_Cough）、大気雑音レベルの表示を含む。一次ポストプロセッサ５６はまた、チャネル間パラメータ関係、呼吸数ＰＲの周波数分布（ヒストグラム）、呼吸振幅Ｖ_Tおよび毎分換気Ｖ_E、すべてのパラメータの統計を算出し、記憶装置２２に記憶されているデータ・ログへデータを送信する。一次ポストプロセッサ５６はまた、好ましくは、データをさらに処理してデータ・ロギングに適切な形式にし、フロッピー・ディスケット、取外し可能なハード・デイスク・カートリッジ、取外し可能な光磁気デイスク、その他の適切な取外し可能データ記憶媒体など取外し可能なデータ記憶媒体上に、ログされたデータを永久的に記録するのに適したファイル・フォーマットでデータを出力する。また、二次ポストプロセッサは、ユーザ・インタフェース３２を通して適切なオペレータ命令を受信することによってデータ・ログ・ファイルの電子伝達を制御する。二次ポストプロセッサはまた、適切なプリンタによるＰＰＧレコーダ・レポートの印刷を制御する。分析された呼吸音のパラメータは、データ記憶装置２２にデータ・ログとして記憶される。ＰＰＧレコーダはしたがって、呼吸パラメータと、疑わしい夜間呼吸症状を有する睡眠中の患者の呼吸パラメータおよび副雑音のパラメータを連続的に定量的に評価することができる。次に、図２のＰＰＧシステムの２つの追加の構成を示す図８Ａおよび図８Ｂを参照する。図８Ａは、本発明の好ましい実施形態によって構成され動作するＰＰＧシステム７０を示す。ＰＧＧシステム７０は複数のセンサ７２を含み、これらのセンサは、上記で説明し図１に示したように患者の体に適切に取り付けられる。センサ７２はアナログ信号コンディショナ／ディジタイザ７４を含み、アナログ信号コンディショナ／ディジタイザ７４は、上記で説明したようにセンサの信号を増幅し、条件付けし、デジタル化し、増幅され条件付けされデジタル化された信号をモデム７６を通して他の遠隔モデム８２へ送信する。モデム７６および８２は、直接、公衆交換回線網（ＰＳＴＮ）を通すか、あるいはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）のデジタル・パケット交換プロトコルを使用することによって通信する。モデム８２は電話センター８０の一部であり、ＣＰＵ８４、すなわち、遠隔医療センターのＰＰＧシステム（図を明確にするためにこのシステムの各部は示されていない）の一部に接続される。ＣＰＵ８４は、上記で説明し図２に示したように呼吸音を分析する。したがって、遠隔医療センタ−８０のＰＰＧシステムは、上記で説明し図２から図５に示した本発明のＰＰＧシステムの構成のすべてのレポート、アラーム、警告、データ・ロギング機能を生成することができる。図８Ｂは、本発明の他の好ましい実施形態によって構成され動作するＰＰＧシステム９０を示す。ＰＰＧシステム９０は、センサ９２の信号を増幅しフィルタしデジタル化するためにアナログ信号コンディショナ／ディジタイザ９４に適切に接続された複数のセンサ９２を含む。ＰＰＧシステム９０はさらに、アナログ信号コンディショナ／ディジタイザ９４とモデム９４との間に適切に接続された二次ＣＰＵ９６を含む。モデム９８は適切な通信回線１００を通してモデム１０２と通信する。モデム１０２は、一次ＣＰＵ１０４、すなわち、遠隔医療センター１０６の一部にも適切に接続される。二次ＣＰＵ９６は、上記で説明し図２に示したように呼吸音分析の一部またはすべてを実行し、部分的に処理されたデータまたは完全に処理されたデータをそれぞれ、遠隔医療センター１０６の一次ＣＰＵ１０４に伝達し、そこでそれぞれ、データ処理が完了してデータがログされるか、あるいは完全に処理されたデータがログされる。本発明の好ましい実施形態によれば、センサによって検出されたアナログ呼吸音を、電話回線を使用して遠隔医療センターに伝達することができ、遠隔医療センターでは、受信されたアナログ呼吸音が、ＰＰＧシステムへの入力として供給されさらに分析されることに留意されたい。さらに、一次ＣＰＵ１０４および二次ＣＰＵ９６は、上記で説明し図１から図５に示した入力装置または出力装置の組合せを備えることができることに留意されたい。本発明の異なる実施形態によれば、ＰＰＧシステム７０および９０のセンサ７２および９２をそれぞれ、有線センサまたは無線センサとして実施できることにも留意されたい。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、ＰＰＧレコーダによって記録されたデータ・ログを、直接モデム間リンクまたは（インターネットを含む）ワイド・エリア・ネットワークのデジタル・データ・パケット・プロトコルを使用してモデムによって電子的に遠隔医療センター（図８Ｂ）へ転送することができる。この機能は、記憶されているデータ・ログを取外し可能な記憶媒体へ物理的に移送する必要がなく、遠隔に位置する医師がこのデータ・ログを迅速に得てただちに解釈し使用することができるという利点を有する。呼吸分析方法次に、本発明の好ましい実施形態によるＰＰＧシステムによって使用される呼吸分析方法および副雑音検出方法の流れ制御ステップおよびデータ処理ステップを詳しく示す図９、図１１、図１２、図１５、図１８、図２２を参照する。呼吸検出方法本発明の好ましい実施形態による呼吸検出は、気道呼吸音センサからのデータと胸部拡張センサからのデータを組み合わせて、（無呼吸に対する）呼吸活動および呼吸相の暫定的な検出を得る。この検出は次いで、気道呼吸音スペクトル特性が真正の気道呼吸音の数学的テンプレートに一致することを検証することによって検証される。気道呼吸音のテンプレートは、気道音生成の空気力学の理解を反映する。呼吸検出方法は、図１から図５のＰＰＧシステムの気道ＢＳセンサ６または６６、大気雑音マイクロフォン１２または６２、ＣＥセンサ４または６４によって検出された信号を入力として受け入れ、この信号を処理し、呼吸流量、呼吸の吸息相および呼吸相の開始時間、呼吸数（呼吸数／時間単位）、呼吸振幅、呼吸の規則性、無呼吸のタイミングおよび持続時間の各パラメータを出力として生成する。呼吸の規則性は（σ_RR／ＲＲ）・１００として定義され、この場合、σ_RRは呼吸数の分散であり、ＲＲは呼吸数である。この呼吸検出方法はまた、様々なアラームまたは警告を開始するために（特定の構成の必要に応じて）図１の警告／アラーム・ユニット３４へ送信される出力信号を生成する。この呼吸検出方法は、副雑音を探索するかどうかも判定する。図９Ａは、呼吸検出器方法の詳細を示すブロッグ概略フローチャートである。第９ｂ図から図９Ｆは、図９Ａのフローチャートの各部を詳しく示す。以下で、図９の語は、図９Ａから図９Ｆのうちの１つまたは複数を指すために使用される。呼吸検出器方法は、７つの主要ブロッグＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇに分割される。ブロックＡは、ＢＳセンサおよびＣＥセンサと大気雑音マイクロフォンのアナログ信号を検出し、条件付けし、デジタル化し、次いで個別のデジタル化データ・セグメントのそれぞれに対してチャネル特有の条件付け動作を実行する。ブロックＡのシステムは好ましくは、ＣＥセンサ８または６８からの胸部拡張信号を検出し（ステップ１１０）、増幅し、帯域フィルタする（ステップ１１６）。システムは次いで、信号をデジタル化し（ステップ１２２）、デジタル的にフィルタし、Ｉ_iで示された平滑化されたインピーダンス・パラメータを得る（ステップ１２８）。このパラメータはブロックＢに出力される。胸部拡張センサが、電気インピーダンス・センサ、誘導プレチスモグラフ、磁力計センサ、流量センサまたはフイゴ・センサ、呼吸運動を検知できるその他のセンサなど任意の適切なＣＥセンサでよいことに留意されたい。ブロックＡのシステムはまた、大気雑音マイクロフォンからのアナログ信号を検出し（ステップ１１２）、増幅し、帯域フィルタする（ステップ１１８）ことが好ましい。システムは次いで、信号をデジタル化し（ステップ１２４）、整流・積分し、Ａ_iで示された整流・積分された大気雑音パラメータを得る（ステップ１３２）。このパラメータはブロックＣに出力される。ブロックＡのシステムはまた、気道ＢＳセンサからのアナログ信号を検出し（ステップ１１４）、増幅し、帯域フィルタする（ステップ１２０）ことが好ましい。システムは次いで、信号をデジタル化し（ステップ１２６）、整流・積分し、Ｔ_iで示された整流・積分された気道呼吸音振幅パラメータを得る（ステップ１３２）。このパラメータはブロックＤに出力される。ブロックＡの間、信号がまずデジタル化され、次いで整流され、平滑化され、かつ／あるいは積分され、好ましい代替システムが、１つまたは複数の他のステップの後でコンピュータへのデジタル化を実行することからなることに留意されたい。ブロックＣは雑音レベルを分析し、システムによるデータ・セグメントのさらなる処理を制御する。ブロックＣは好ましくは、ステップ１３０からパラメータＡ_iを受信し、このパラメータを、事前に設定された雑音しきい値または適応的な雑音しきい値と比較する（ステップ１３６）。Ａ_iが雑音しきい値を超えた場合、システムは大気雑音警告を生成し（ステップ１５２）、制御をブロックＧへ送り、ブロックＧは、患者によって生成されたいびき、咳、または喘鳴の音の音響特性について大気雑音を分析する。Ａ_iがしきい値以下である場合、システムは制御をブロックＡのステップ１３２へ転送することによって気道呼吸音の分析に進む。ブロックＤで、システムは好ましくはまず、Ｔ_iパラメータを、事前に設定された呼吸振幅しきい値または適応的な振幅しきい値と比較する（ステップ１５８）。Ｔ_iが呼吸音振幅しきい値よりも大きい場合、セグメントは呼吸として識別され、制御がブロックＥへ転送される。Ｔ_iが呼吸音振幅しきい値以下である場合、セグメントは無呼吸セグメントとして識別される。システムは次いで、前のセグメントの振幅パラメータＴ_i-1の値を呼吸振幅しきい値と比較することによって、このセグメントが無呼吸セグメントのシーケンス中の第１のセグメントであるかどうかを検査する（ステップ１８８）。Ｔ_i-1が呼吸音振幅しきい値よりも大きい場合、これは、現在のセグメント（セグメントｉ）が新しい無呼吸セグメント・シーケンス中の第１のセグメントであることを意味し、システムは無呼吸クロックを作動させ（ステップ２００）、前の呼吸長を登録し（ステップ２０２）、呼吸長クロックをリセットし（ステップ２０４）、ステップ９９に戻り、次のセグメントをサンプルする。Ｔ_i-1が呼吸振幅しきい値以下である場合、これは、前のセグメントも無呼吸セグメントであったことを意味し、システムは無呼吸クロックを進める（ステップ１９０）。システムは次いで、無呼吸持続時間Ｔ_apの値を検査する（ステップ１９２）。Ｔａｐが（事前設定デフォルト値と共にオペレータによって決定された）事前に設定された時間しきい値以下である場合、システムはステップ９９に戻る。Ｔａｐが事前設定時間しきい値よりも大きい場合、システムは、以下で詳しく説明するように簡単なハードウェア検証を実行する（ステップ１９４）。ハードウェアの誤動作が検出されない場合、システムは「無呼吸アラーム」を開始し、ステップ９９に戻る。システムは、ハードウェア故障を検出した場合、「ハードウェア・アラーム」を開始し（ステップ１９８）、ステップ９９に戻る。ブロックＥは好ましくは、Ｔ_i値を入力として受信し、その振幅を検査する。振幅が過度の大きさである場合、ブロックＥは制御をブロックＧへ転送し、いびき、咳、または喘鳴を検出する。そうでない場合、ブロックＥは、セグメントのスペクトルを分析し、セグメントを有効な気道呼吸音セグメントとして識別すべきかどうかを判定する。ブロックＥは好ましくは、ステップ１５８からＴ_iを受信し、事前に設定された高体積しきい値または適応的な高体積しきい値と比較する（ステップ１６０）。Ｔ_iが高体積しきい値よりも大きい場合、制御はブロック１３へ転送され、さらにいびき、咳、喘鳴、または発声が分析される。Ｔｉが高体積しきい値よりも低い場合、システムは、セグメントのスペクトル・パターンを計算することによってセグメントを引き続き評価する（ステップ１６２）。ステップ１６２は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって算出されるか、あるいはセグメントの自己回帰係数または自己回帰移動平均（ＡＲＭＡ）係数から算出されたスペクトル・パターンの判定を含む。システムは次いで、セグメントのスペクトル・パターンが気道ＢＳの知られているパターンに対応することを検証する。これは好ましくは、データを数式１に適合させることによって行われる。（ステップ１６４）上式で、ｍ_1iは１組の振幅係数であり、ｆは周波数であり、ｍ_2iは１組の減衰係数であり、ｍ_3iは１組の共鳴周波数であり、ｉは共鳴周波数の通し番号であり、ｎは共鳴周波数の総数である（ｎ＝３±１）。別法として、システムは、実際のセグメントのゼロおよび極を気道ＢＳの既知の分布に対してマップすることによって、セグメントのスペクトル・パターンが気道ＢＳの既知のパターンに対応することを検証することができる。次に、気道呼吸音の曲線あてはめの結果を示す例示的なグラフを参照する。曲線１５は気道ＢＳのスペクトルを表し、曲線１７は、曲線１５に重ね合わされ、ｎ＝２として数式１から算出された最良適合線１７を表す。水平軸は周波数を表し、垂直軸は振幅を表す。システムは最適度係数、すなわちＣｈｉ²および回帰係数Ｒを算出する（ステップ１６６）。システムは、信号と数式１のモデルの一致を評価する（ステップ１６８）。一致が所定の許容しきい値よりも低く、たとえば、Ｃｈｉ／Ｒ＞Ａｌｐｈａであり、Ａｌｐｈａが、事前に設定された適合度しきい値または適応的な適合度しきい値、たとえばＡｌｐｈａ＝１０である場合、システムは、このセグメントが気道呼吸音セグメントではないと判定し、制御をブロックＧへ送り、いびき、咳、喘鳴、または発声の音響特性を評価する。一致が良好であり、たとえば、Ｃｈｉ／ＲがＡｌｐｈａ以下である場合、システムは、このセグメントを気道呼吸音を表すセグメントとして識別し、セグメント・パラメータＳ_iに論理（＋）値を割り当てる（ステップ１７０）。システムは、前のセグメント・パラメータＳ_i-1の値を検査することによって、現在のセグメントが、呼吸を表すセグメントのシーケンスのうちの第１のセグメントであるかどうかを検査する。Ｓ_i-1が論理（＋）ではない場合、システムは、終了したばかりの無呼吸持続時間を記録し、無呼吸持続時間クロックをリセットし、呼吸長カウンタを作動させる（ステップ１７４）。システムは次いで、呼吸持続時間クロックを進め（ステップ１７６）、制御をブロックＦへ転送する。現在のセグメントが、呼吸を表すシーケンスのうちの第１のセグメントではない（たとえば、パラメータＳ_i-1が論理（＋）ではない）場合、システムは呼吸持続時間クロックを進め（ステップ１７６）、制御をブロックＦへ転送する。ブロックＢおよびブロックＦは好ましくはそれぞれ、呼吸相および流量振幅を求める。ブロックＢは好ましくは、ＣＥセンサ（または定性的胸部拡張センサまたは流量センサ）の平滑化インピーダンス・パラメータＩ_iをステップ１２８から受信する。システムは好ましくは、たとえば、現在のセグメントのパラメータＩ_iと前のセグメントのパラメータＩ_i-1との間の差を算出することによって、平滑化ＣＥ信号の第１の導関数を算出する。この差はｄｅｌ（Ｉ）＝Ｉ_i−Ｉ_i-1として算出される。システムは、ｄｅｌ（Ｉ）をその絶対等級０．５ｄｅｌ（Ｉ）^1/2 および符号に関して評価する（ステップ１３８）。０．５ｄｅｌ（Ｉ）^1/2が、「訓練」期間中に求められたしきい値よりも小さい場合、胸部は運動しておらず、セグメントは呼吸保持セグメントとして識別され、呼吸相パラメータＰ_iがゼロに設定される（ステップ１４０）。０．５ｄｅｌ（Ｉ）^1/2がしきい値よりも大きい場合、セグメントは呼吸を表す。ｄｅｌ（Ｉ）が正である場合、システムはセグメントを呼気セグメントとして指定し、Ｐ_iの値を＋１に設定する（ステップ１４４）。ｄｅｌ（Ｉ）が負である場合、システムはセグメントを吸息セグメントとして指定し、Ｐ_iを−１に設定する（ステップ１４６）。ブロックＦは、ブロックＢおよびブロックＥからそれぞれ、Ｐ_iおよびＴ_iの値を入力として受信し、数式｜ＦＬ_i｜＝ｂ×Ｔ_i ^cを使用することによってセグメント流量振幅ＦＬｉを算出する（ステップ１７８）。この場合、｜ＦＬ_i｜は流量の絶対値であり、ｂは較正係数であり、ｃは「訓練」期間中に求められた較正指数である。較正係数および較正指数の例示的な値はｂ＝１０^0.5およびｃ＝０．５７である。システムは次いで好ましくは、数式ＦＬ_i＝｜ＦＬ_i｜×Ｐ_iを使用することによってセグメント流量振幅を算出する（ステップ１４８）。ＦＬ_i の値は、後で使用できるように記録される（ステップ１５０）。患者がニューモタコグラフや呼吸計系など適切流量測定装置に息を吹き込む較正手順によって較正指数ｃの値を求められることに留意されたい。システムは次いで、呼吸長パラメータＴ_brの追加の評価を実行する（ステップ１８０）。Ｔ_brが所定の持続時間ｔ秒よりも長く、たとえば、ｔが、「訓練」期間に求められたＴ_brの値の３倍に等しい場合、システムはハードウェア検査を実行する（ステップ１８２）。ハードウェア誤動作が検出されない場合、システムは呼吸持続時間警告を生成し（ステップ１８４）、制御をステップ９９へ転送する。ハードウェア誤動作が検出された場合、システムはハードウェア故障アラームを生成し（ステップ１８６）、制御をステップ９９へ転送し、新しいセグメントを検出し評価する。本発明の好ましい実施形態によれば、システムが「訓練期間」を使用して、前述のいくつかのパラメータおよびインデックスの値を求めることに留意されたい。具体的には、訓練期間を使用してハードウェア試，験手順が実行され、Ｔ_iおよびＡ_iのしきい値が求められ、呼吸持続時間および無呼吸持続時間の基準値が得られる。システムは気道音共鳴周波数も評価する。気道音共鳴周波数は呼吸器系の完全性を示す。たとえば、この周波数は、大気道の気胸や閉塞などの場合の有意の変化を示すことができる。「訓練」期間を使用することは、計算速度およびシステムの検出精度を高めるという利点を有する。この呼吸検出器方法は、ＰＰＧモニタ、ＰＰＧ計、ＰＰＧレコーダを含む本発明のＰＰＧシステムによって使用されるが、臨床的に関連する状況（睡眠無呼吸診断およびフォローアップ、鼻ＣＰＡＰ治療または上気道電気シミュレーションに関するサーボ情報、幼児および高齢者の無呼吸監視など）で「独立式」無呼吸モニタとして使用することもできることに留意されたい。危険性の高い職業または環境に関与する個人、たとえば海中ダイバー、宇宙飛行士、鉱夫などの呼吸異常を検出するために、この呼吸検出方法を使用することもできる。呼吸音分析器方法次に、本発明の好ましい実施形態による呼吸音分析器をブロック形で示す図１１Ａを参照する。図１１Ｂおよび図１１Ｃは、図１１Ａのブロックを詳しく示す。以下では、図１１Ａの語は、図１１Ａから図１１Ｃのうちの１つまたは複数を指すために使用される。呼吸音分析器は好ましくは、ブロックＨ、ブロックＩ、ブロックＪ、ブロックＫ、ブロックＬを含む。ブロックＨは好ましくは、胸壁ＢＳセンサによって検出された信号を受信し、アナログ信号を増幅しフィルタし（ステップ２５４）、前述のようにデジタル化してデータ・セグメントを生成する。ブロックＩは好ましくは、デジタル化セグメントを受信し、好ましくは、最初に時間ドメイン信号のエンベロープを計算することによってスペクトルの大きさを算出する（ステップ２５８）。システムは次いで、信号をそのエンベロープに正規化することによってセグメント・データの定常化（ｓｔａｔｉｏｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）を実行する（ステップ２６０）。システムは、セグメント・データに窓関数、たとえば、Ｈａｎｎｉｎｇ窓関数またはブラックマン窓関数を乗じることによってセグメント・データを正規化し、セグメントの振幅スペクトルを算出する（ステップ２６２）。ブロックＪは好ましくは、図９の呼吸検出器方法のブロックＥのステップ１７０から受信したパラメータＳｉの符号を検査することによってデータ・セグメントがバックグラウンド（呼吸保持）セグメントであるかどうかを検査する（ステップ２６４）。Ｓ_iが負である場合、ブロックＪは制御をブロックＬへ送り、さらに処理する。Ｓ_iが正である場合、ブロックＪは制御をブロックＫへ送り、さらに処理する。現在のセグメントが呼吸セグメントとして識別された場合、ブロックＫは前のセグメントを検査する（ステップ２９６）。前のセグメントがバックグラウンド・セグメントではない場合、これは、現在のセグメントが新しい呼吸相の開始点ではないことを示し、システムは、定常化係数に関するデータを正規化解除した後で現在のＢＳセグメントの振幅スペクトルと前のＢＳセグメントの振幅スペクトルとの平均を求め（ステップ２９８）、制御をステップ２５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。前のセグメントがバックグラウンド・セグメントである場合、これは現在のセグメントが新しい呼吸相の開始点であることを示す。システムは、平均をとるために現在のＢＳスペクトルを記憶する（ステップ３００）と共に、前のバックグラウンド相セグメントの平均バックグラウンド振幅スペクトルの曲線適合パラメータを算出し（ステップ３０２）、バックグラウンド音の振幅スペクトルを適切に表すことが経験的に判明しているモデル式への適合度を検査する（ステップ３０６）ことによって前のバックグラウンド（呼吸保持）相を評価する。バックグラウンド・データの曲線適合度を算出するために使用される好ましいモデル式を以下に示す。上式で、Ａ＝プラトーでのスペクトルの振幅ｆ₀＝スペクトルの曲線偏向点Ｓ＝スペクトルのパワー（Ｓに６．０２を乗じてｄＢ／ｏｃｔ単位の勾配を得るべきである。たとえば、勾配＝３．６×６．０２＝２１．６ｄＢ／ｏｃｔ）。システムは好ましくは、適合パラメータＣｈｉ²、Ｒ、しきい値に対するＣｈｉ²とＲの比を評価する。しきい値は、事前に設定されたしきい値でよく、たとえば、しきい値は１０でよく、あるいは「訓練」期間中にシステムによって求めることができる。適合度が許容される場合、システムはＡ、ｆ₀、Ｓの値が、患者の正常バックグラウンド・データの平均適合パラメータから経験的に求められたある値範囲内であるかどうかを検査する（ステップ３０８）。適合パラメータが正常範囲内である場合、システムはパラメータＡ、ｆ₀、Ｓ、Ｃｈｉ²／Ｒを記録し（ステップ３１２）、制御をステップ２５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。１９９６年５月２６日に出願され「ＡＣｏｎｔａｃｔＳｅｎｓｏｒｆｏｒＢｏｄｙＳｏｕｎｄｓ」と題する米国特許出願第０８／６５４，６４３号で本発明者によって開示された接触センサを使用し、ＰＰＧシステムを用いて得られるバックグラウンド音の典型的なパラメータ値は、ｆ₀≒１２０ＨｚおよびＳ≒２５ｄＢ／ｏｃｔａｖｅである。Ａの値はＰＰＧシステムの利得に依存する。適合度が許容されないか、あるいはパラメータＡ、ｆ₀、Ｓが正常範囲内ではない場合、システムは好ましくは、バックグラウンド問題警告を生成し（ステップ３１０）、次いでパラメータＡ、ｆ₀、Ｓ、Ｃｈｉ²／Ｒを記録し（ステップ３１２）、制御をステップ２５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。ブロックＪが現在のセグメントをバックグラウンド・セグメントとして識別した場合、ブロックＬは、前のセグメントが呼吸セグメントであったか、それともバックグラウンド・セグメントであったかを検査する（ステップ２２６）。前のセグメントがバックグラウンド・セグメントであった場合、これは、呼吸保持相がまだ終了していないことを示し、システムは、定常化係数に関するデータを正規化解除した後で現在のバックグラウンド・セグメントの振幅スペクトルと前のバックグラウンド・セグメントの振幅スペクトルとの平均を求める（ステップ２６８）。システムは、制御をステップ２５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。前のセグメントが呼吸セグメントであった場合、これは、新しい呼吸保持相が開始されていることを示し、システムは、累積平均ＢＳスペクトルを分析する。システムは最初、ｎ個の前のセグメントの平均バックグラウンド・スペクトルをＢＳスペクトルから減じる（ステップ２７０）。このステップは、算術減算によって線形周波数ドメインで行われる。減算の結果が、Ａ／Ｄ変換器の指定によって求められた特定の値、たとえば０．５×（振幅分解能）未満である場合、システムはこの点を削除する。特定の数の連続する点、たとえば、３個の点がしきい値よりも小さい場合、最初のこのような点の周波数がｆ_maxとして指定され記録される。システムは次いで、好ましくは、高域フィルタの音に対する効果を補償するためにフィルタ解除動作を実行する（ステップ２７４）。このフィルタ解除は、フィルタの周波数応答またはフィルタの最良適合パラメータからの再構築された応答で各データ・ポイントを除することによって行われる。このステップの最良適合回帰式は数式３である。上式で、Ｇａｉｎはフィルタの増幅係数であり、３ｄＢ点はフィルタの偏向点であり、ＲｏｌｌｏｆｆはｄＢ／ｏｃｔａｖｅ単位のフイルタの勾配である。システムは次いで、好ましくは、平均ＢＳスペクトルのスペクトル・パターンを分析する（ステップ２７６）。この分析は、ＢＳ信号の数式４に対する最良適合度を算出することによって行われる。上式で、Ａ＝プラトーでの振幅ｆ₀＝偏向点Ｓ＝パワー（Ｓに６．０２を乗じてｄＢ／ｏｃｔ単位の勾配を得るべきである。たとえば、３．３×６．０２＝２１．６ｄＢ／ｏｃｔ）次に、図１１Ｄ、すなわち、例示的な胸部呼吸音パワー・スペクトルに数式４をあてはめた結果を示すグラフを参照する。このグラフの垂直軸は振幅を表し、水平軸は周波数を表す。曲線１９は、図１のＰＰＧシステムの胸部接触センサによって検出されたフィルタ解除されたデータのパワー・スペクトルを表す。プラトーでのスペクトルの振幅の値は、Ａで示した水平な点線で示され、スペクトルの曲線偏向点（３ｄB点）は、ｆ₀で示した垂直な点線で示されている。２１で示した曲線は、モデル式４を使用してデータにあてはめられた曲線を表す。システムは好ましくは、適合パラメータＣｈｉ²、Ｒ、事前に設定されたしきい値または適応的なしきい値に対するＣｈｉ²とＲの比Ｃｈｉ²／Ｒを評価する（ステップ２７８）。適合度が許容され、たとえば（Ｃｈｉ²／Ｒ）＜１０である場合、システムはＡ、ｆ₀、Ｓの値が、患者の正常呼吸音データの平均適合パラメータから経験的に求められたある値範囲内であるかどうかを検査する（ステップ２８０）。適合パラメータが正常範囲内である場合、システムは好ましくは、パラメータＡ、ｆ₀、Ｓ、Ｃｈｉ²／Ｒを記録し（ステップ２８２）、ＢＳ平均スペクトルをリセットし（ステップ２９４）、制御をステップ２５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。適合度が許容されないか、あるいはパラメータＡ、ｆ₀ 、Ｓが正常範囲内ではない場合、システムは好ましくは、ハードウェア検査を実行する（ステップ２８４）。ハードウェアが誤動作していることが判明した場合、システムはハードウェア警告を生成し（ステップ２８８）、制御をステップ２５０へ転送する。ハードウェア誤動作が検出されない場合、システムは好ましくは、パラメータＡ、ｆ₀、Ｃｈｉ²／Ｒを記録し（ステップ２８６）、制御を笛音／いびき音検出方法へ転送し（ステップ２９０）、好ましくは異常ＢＳ警告を生成し（ステップ２９２）、ＢＳ平均スペクトルをリセットし、制御をステップ２５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。パラメータｆ₀およびパラメータＳの典型的な値が、男性と女性と幼児とで異なり、それぞれの異なるセンサ位置の間でも異なることに留意されたい。また、パラメータｆ。およびパラメータＳの典型的な値は、吸息呼吸音と呼気呼吸音とで異なることがある。例示的な範囲はｆ₀＝１７５Ｈｚ±２５Ｈｚであり、平均値は成人男性で約１７５Ｈｚであり、成人女性で焼く１８２Ｈｚであり、幼児で２３５±３５Ｈｚである。例示的な勾配範囲はＳ＝１８±４．５ｄＢ／Ｏｃｔａｖｅである。Ａはシステム特有のパラメータであり、システムの利得と呼吸音の大きさに依存する。ＢＳパワー・スペクトル・データを数式４にあてはめる方法が、書籍「ＢｒｅａｔｈＳｏｕｎｄｓＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ」（ＮｏａｍＧａｖｒｉｅｌｙ、ＣＲＣＰｒｅｓｓＩｎｃ、１９９５年）で本発明者によって開示されたＢＳパワー・スペクトル・データを２本の直線にあてはめる従来技術の方法よりも良好な結果を生成する（よりうまく適合する）ことに留意されたい。中央値周波数、４分位周波数、たとえば、パワーの２５％、５０％、７５％の周波数、パーセント点周波数、たとえば、パワーの９５％またはパワー周波数の９９％など、他のＢＳ記述パラメータを数式４およびＡ、ｆ₀、Ｓの値から分析計算によって導くことが可能であることにも留意されたい。これは、笛音またはアーチファクトが存在するために生じるようなスペクトル中のスプリアス・パワー・ピークの影響をそれほど受けないので、使用されているデジタル積分方法よりも基本呼吸音評価に関して正確で特定的な新しい計算方法である。最良適合式からの４分位周波数および中央値周波数の算出は、曲線のあてはめを任意の方法で他の目的のために算出する場合にも高速である。４分位周波数および中央値周波数は、現在使用されている基本呼吸音のスペクトル内容の代替パラメータ表現である。笛音（およびスクィーク）検出方法笛音を検出する際の第１のステップは、基本音の基本スペクトルよりも高いパワー・ピークが周波数ドメインでのスクリーニングである。検出されたピークがある場合は、このピークを評価し、このピークが、たとえば形状や基本スペクトルに勝る卓越性に関して真の笛音に対応するかどうかを判定する。次に、本発明の好ましい実施形態による笛音検出方法を示す図１２を参照する。笛音は、複数であるか（「多音」）、あるいは単一であり（「単笛音」）、一定の周波数または可変周波数を有し、局所化することも、あるいは胸部上に広く分散することもある。単一の笛音の時間ドメイン特性は通常、純粋な正弦波に類似している。しかし、単一の笛音は少数の高調波を含む。したがって、笛音の周波数ドメイン（振幅スペクトル）パターンは単一あるいはいくつかの鋭く幅の狭いピークを特徴とする。笛音検出方法は好ましくは、前述のように、気道センサまたは胸部ＢＳセンサの増幅され、好ましくは条件付けされた信号からデジタル化された音響セグメント（Ｎ個のデータ・ポイント）を入力として受信する（ステップ３５２）。システムは好ましくは、セグメント内の総音響エネルギーを算出し（ステップ３５４）、好ましくはセグメントの音響エネルギーを評価する（ステップ３５６）。セグメントの総音響エネルギーがバックグラウンドの音響エネルギーの最新の値以下である場合、このセグメントは「所定のレベルよりも低い」セグメントとして識別され、システムは制御をステップ３５０へ転送し、次のセグメントをサンプルする。この「低レベル」指定は、呼吸保持「サイレント・ラング」（呼吸音も、あるいは場合によっては笛音も聞こえない極端な気管支絞扼状態）によるか、あるいは装置の故障によるものである。システムは、図９の呼吸検出方法を使用して、上記で説明し図示したようにこれらの状況に対処する。セグメントの総音響エネルギーがバックグラウンドよりも大きい場合、システムは、セグメントの振幅スペクトルを算出し、好ましくは、この振幅スペクトルからバックグラウンド雑音振幅を減じる（ステップ３５８）。システムは次いで好ましくは、スペクトル中のパワー・ピークを探索する。システムは、好ましくは前述のように曲線あてはめにより、あるいはスペクトルの低域フィルタ、たとえばＨａｍｍｉｎｇフィルタまたは１０％ＦＩＲフィルタにより、あるいは平滑化（ステップ３６０）により、あるいは前述の平均スペクトルを使用することにより、好ましくは、基本呼吸音の振幅スペクトルのパターンを算出し、セグメントの振幅スペクトルからこのパターンを減じ（ステップ３６２）、スペクトルと基本呼吸音パターンの間の差分値のアレイを生成することによって上記の探索を行う。システムは、好ましくは、差分（残差）のアレイの分散を算出することによって、幅の狭いスペクトル・ピークを探索することが好ましい（ステップ３６４）。有意のスペクトル・ピークは常に正であり、したがって、統計的には、ピークが存在しないとき、残差はゼロの周りでランダムに分散され、一般に、セグメント内の残差の平均値の４個の分散あるいは１組のセグメント内の５個の分散よりも大きな値はない。システムは次いで好ましくは、値がｋ・（分散）よりも小さなセグメント内のすべての振幅をｋ・（分散）に等しいものとみなし（ステップ３６６）、セグメント内のすべての振幅値からｋ・（分散）を減じる（ステップ３６８）。この手順に使用することのできる例示的な値はｋ＝５である。したがって、セグメントに残っているのは、正の値を有するピークだけであり、これに対して、これらのピークの間にある値はゼロになる。システムは次いで、スペクトル．データと、値がｍ・（分散）であり、たとえばｍ＝０．５であるしきい値を比較することによって、スペクトルでピークを探索する。ゼロ値または近ゼロ値を含む他のしきい値をある種の環境で使用することもできる。システムは、ｍ・（分散）を超えるスペクトル振幅値をピークとして識別する（ステップ３７０）。本発明の他の実施形態によれば、他のピーク検出方法を適用して笛音のスペクトル・ピーク特性を検出できることに留意されたい。さらに、システムは、ステップ３７０でスペクトルのデータをしきい値と比較する代わりに、差分（残差）アレイの第４の瞬間、すなわち、ステップ３６２の結果を算出できることに留意されたい。差分（残差）アレイの第４の瞬間が３よりもずっと大きく、たとえば、第４の瞬間が６である場合、システムはピークを探索する。任意の方法によってピークが検出された場合は、差分（残差）アレイの第１の導関数または第２の導関数の絶対値を評価基準として使用してピークの形状が評価される（ステップ３７２）。ピークの周波数での差分（残差）アレイの第１の導関数または第２の導関数の絶対値が所定のしきい値よりも大きい場合、システムは、ピークの周波数ｆ_wzおよびそのスペクトル振幅Ａ_wzを登録し（ステップ３７４）、ｆ_wzを中心としｆ_wzの周りで±△ｆ（たとえば、△ｆ＝３２Ｈｚ）だけ広がる残差アレイ内の範囲をゼロに等しいものとみなすことによってピーク領域を空白にする（ステップ３７６）。 △ｆは、Ｎ、すなわち、セグメント内のデータ・ポイントの数とアナログ・デジタル変換器のサンプリング・レートによって決定される。残差の第１の導関数および第２の導関数の絶対値が所定のしきい値以下である場合、システムはピーク領域を空白にする（ステップ３７６）。システムは次いで、もはや有意のピークが見つからなくなるまでピーク探索ステップ３６４から３７６を繰り返すことによって、スペクトル内の追加の（二次）ピークを引き続き探索する。次に、笛音検出方法のそれぞれの異なるステップによって算出された振幅スペクトルのグラフイック表現を示す図１３Ａおよび図１３Ｂを参照する。図１３Ａおよび図１３Ｂでは、垂直軸は振幅を表わし、水平軸は周波数を表わす。図１３Ａは、重ね合わされた２本の曲線を示す。４２３で示した第１の曲線は、図１２のステップ３５８によって算出された呼吸音セグメントの振幅スペクトル曲線を表わす。４２３で示した第２の曲線は、図１２のステップ３６０によって算出された基本ＢＳパターンの振幅スペクトルを表わす。曲線４２３の３つの最大ピークを４２５で示す。図１３Ｂは、ステップ３６４からステップ３７６の第１のパスの後の、図１２の笛音検出方法のステップ３６８の出力を示す。最大検出スペクトル・ピークを４２９で示す。二次ピークを検出できるように（図示せず）、第１の検出ピーク４２９を含む第１の検出ピーク４２９の周りの範囲が以後のパスでは空白になることに留意されたい。図１２を参照するとわかるように、セグメントにもはやピークが存在しない場合、システムは制御をステップ３７８へ転送する。ステップ３７８は、実際の笛音の持続時間と呼吸内の笛音の傾向との実験的な観測に基づく。この方法は、各ピークを評価し、このピークが、先行するセグメントまたは後続のセグメントの振幅スペクトル中のほぼ同じ周波数に現われる一群のピークの一部であることを確認する。ピークが笛音として許容されるのは、少なくとも１５０ｍｓであり、かつ２５００ｍｓ（２．５秒）以下にわたる好ましくは３つ以上のセグメントに連続的に現われる場合だけである。したがって、システムは、ステップ３７４で記録された情報を使用して、現在のセグメントのスペクトルにピークがあったかどうかを検査する（ステップ３７８）。現在のセグメントのスペクトルにピークがない場合、システムは制御をステップ３５０へ転送し、次のセグメントを得る。現在のセグメントのスペクトルでピークが検出された場合、この方法はｆ_wz± δｆに有意なピークが存在するかどうかについて前のｎ個のセグメントの記録を検査する（ステップ３８０）。この場合、δｆはナイキスト周波数の分数（サンプリング・レートの半分）または定数として設定することができ、たとえばδｆ＝６４Ｈｚであり、この場合５０ｍｓ当たり６４Ｈｚあるいは１ｍｓ当たり１．２８Ｈｚが与えられる。好ましくは、経時的な笛音周波数レートに１ｍｓ当たり０．５Ｈｚから２Ｈｚの値が使用される。ｎの例示的な値はｎ＝２であり、この場合、現在のセグメントを含め、検査されるセグメントの総数は３である。したがって、例示的なセグメント持続時間が５０ｍｓである場合、有意のピークの存在についてシステムによって検査される総持続時間は好ましくは１５０ｍｓである。より短い笛音は、しばしばスクィークと呼ばれ、この方法で検出できるが、笛音よりも短いので（長さは８０ｍｓｅｃから１５０ｍｓｅｃである）、ｎは好ましくは１に等しい。スクィークは、それに関連するピークが、２個から３個の５０ｍｓｅｃセグメントしか含まない期間に現われるという点でも笛音とは異なる。スクィークは、臨床的には人工呼吸されている患者に関連するものであり、空気が、ほぼ虚脱した気道に「出入り」し、あるいは気管内チューブのカフが十分に膨張しない場合に吸息の終了時にカフの周りで「出入り」することを表わす。対応するピークが前のセグメントで現われている場合、このピークが笛音として登録される（ステップ３８２）。一致するピークが前のセグメントには存在しない場合、登録は、次のセグメントの結果が得られるまで一時的に行われる（ステップ３８４）。この方法の好ましい笛音検証手順の最後の部分では、振幅スペクトルで鋭く顕著なピークを生成する真の笛音が他の信号から分離される。他の信号には発声、いびき、いびき音が含まれる。３つの信号はすべて、時間ドメインでは周期的であるが非正弦的であり、反復的で比較的複雑な音響構造を表示する。これらの信号は、周波数ドメインでは、振幅スペクトルに等間隔で配置された一連の鋭いピークで表わされる。これらのピークは、高調波の数、すなわち、厳密に△ｆＨｚだけ離隔されたピークの数によって真の笛音と区別される。発声、いびき、いびき音は常に、３つよりも多くのこのようなピークを有するが、笛音は通常、ほぼ減衰される時折生じる追加の高調波を含む１つのピークを有する。非笛音「ピーク」信号をいびき音、いびき、発声の各小群に分離することについては、以下で詳しく開示する。したがって、システムは、笛音を登録した後（ステップ３８２）、セグメントに２つよりも多くの高調波があるかどうかを検査する（３８６）。セグメントに２つよりも多くのセグメントがある場合、このセグメントは笛音に属するセグメントとしては指定されず、システムは、いびき音／いびき／発声検出方法を開始し（ステップ３８８）、制御をステップ３５０に戻し、次のセグメントを得る。セグメント中の高調波が２つ以下である場合、このセグメントは笛音に属するセグメントとして指定され、システムは、少なくともｎ＋１個のセグメント中の対応するピークを笛音として登録し（この場合、（ｎ＋１）・（セグメント持続時間）≧１５０ｍｓ）（ステップ３９０）、制御をステップ３５０へ転送し、次のセグメントを得る。いびき音およびいびきの音響構造の率が低く、１秒当たり約４０個から１２０個の音響構造の範囲なので、笛音および他のより周波数の高い音を検出するために使用されるセグメントよりも持続時間の長いセグメントを評価することが重要であることに留意されたい。例示的な適切なセグメント持続時間は２００ｍｓ以上である。セグメントの評価および検証が完了した後、システムは次の音響セグメントを分析する。本発明の好ましい実施形態によれば、あるセグメントの分析は、次の連続的なセグメントのデータの獲得が終了する前に完了し、したがって擬リアルタイム監視が達成されることに留意されたい。この特徴によって特に、本発明の好ましい実施形態によって実行される呼吸分析の結果を連続的にオンラインで監視することができる。いびき音検出方法いびき音は、連続的な副雑呼吸音であり、様々な肺病の患者の胸部および気道上で聞こえる。この音は、円滑で音楽的なトーンを有さず、代わりに耳障りな摩擦状音質を有するという点で笛音とは異なる。いびき音は、吸息であることも、あるいは呼気であることもある。時間ドメインでは、いびき音は、非正弦周期的波（反復音響構造）からなり、周波数ドメインでは複数のパワー・ピークからなる。いびき音の暫定的な検出は二次プロセスであり、すなわち、他の音の探索に基づいていびき音が疑われる。いびき音が疑われるのは、笛音検出方法によって複数の共鳴ピーク（＞３）を有する連続的な副雑呼吸音が検出された場合である。これを確認するには、気道センサおよび／または大気音響センサに一致する大きな音が検出されていないことを検証し、いびきおよび発声を除外しなければならない。次に、（肺炎と肺ガンに罹患している患者からサンプルした）いびき音の一部のグラフを示す図１４を参照する。このグラフの垂直軸は振幅を表し、水平軸は時間を表わす。形状が類似しており、水平バー４０１で示したようにほぼ等間隔で配置された、複数の反復音響構造の列が振幅トレースに含まれることに留意されたい。反復音響構造は、いびきおよび発声の特性も示し、したがって、単にこれらの特徴に基づいていびき音を区別し識別することはできない。しかし、いびきと発声の両方とは異なり、いびき音は、胸壁上に配置された接触センサによってのみ検出可能であり、大気マイクロフォンで検出することはできない。また、いびき音は多くの場合、ある胸部領域上では検出されるが他の位置では検出されない局部的な音である。したがって、本発明のいびき音検出方法のいくつかの形態の特定の特徴は、いびき音を肯定的に識別する際に、胸壁ＢＳセンサによって検出される信号だけでなく、大気雑音マイクロフォンによって検出される信号も使用されることである。次に、図１５、すなわち、本発明の好ましい実施形態によるいびき音検出方法のステップを示すフローチャートを参照する。このいびき音検出方法は、呼吸音中のいびき音の存在を識別するように構成される。この方法は、音の特定の特性を使用して、一方では笛音からいびき音を区別し、他方ではいびきおよび発声音からいびき音を区別する。いびき音が検出されると、システムは、（ＰＰＧモニタ実施形態の）アラームの作動と、（ＰＰＧレコーダ実施形態の）いびき音パラメータの記録と、（ＰＰＧ計実施形態またはＰＰＧモニタ実施形態の）印刷または表示すべきグラフィック情報およびパラメータ情報の生成を含めることのできる特定の動作を実行する。いびき音検出方法は二次方法である。この方法が呼び出されるのは、一次方法、すなわち笛音検出方法によって呼び出された場合だけである。いびき音検出方法は、振幅スペクトルで３つ以上の等間隔で配置されたピークが検出された場合には笛音検出方法によって開始され、密に等間隔で配置された複数のクラックルが検出された場合にはクラックル検出方法によって開始される。大気雑音データ・セグメントＡ_iと気道ＢＳセンサまたは胸部ＢＳセンサの呼吸音データ・セグメントＳ_iを受信し（ステップ４００）、呼吸音データ・セグメントＢと大気雑音マイクロフォンによって同時に検出された音響データ・セグメントＡ_iとの間の伝達関数を算出する（ステップ４０４）ことによって、システムは、実際にいびき音を表わす音響構造の列の存在を検証する。システムは次いで、伝達関数のコヒーレンスを算出する（ステップ４０６）。システムは、コヒーレンス・データ中のピークの周波数範囲をＳ_iの振幅スペクトル中のピークの周波数範囲と比較する（ステップ４０８）。コヒーレンスの高い周波数範囲、たとえばコヒーレンス＞０．７の周波数範囲が、システムの周波数分解能、たとえば３２Ｈｚ内で、胸壁音の振幅スペクトル中のピークの周波数範囲と一致する場合、システムは、これらのピークがいびき音を表わすという仮説を否定し、制御をいびき・発声方法へ転送する（ステップ４１０）。いびきおよび発声は通常、大気音声しきい値に違反するほど大きいので、図９のステップ１３６に関して図示し説明したように大気音声レベルが低くしきい値未満である場合は、ピーク補正検証手順は任意選択になる。別法として、システムは胸壁データと大気雑音データの間の相互相関を実行し、両方のスペクトルの間の周波数間隔の逆数に対応する間隔のピークを探索する。このような相関関係が見出されると、システムは、音がいびき音を表わすという仮説を否定し、制御をいびき／発声検出方法へ転送する（ステップ４１０）。コヒーレンス・ピークの周波数範囲と振幅スペクトル・ピークの周波数範囲が対応しない場合、システムは、セグメントをいびき音を含むセグメントとして識別し、いびき音のパラメータを記録する（ステップ４１２）。記録されたパラメータは、いびき音を含むセグメントの数と、呼吸サイクル内のいびき音（呼気いびき音または吸息いびき音）の相対位置とから推定された、いびき音持続時間である。ステップ４１２で、システムが、図９の呼吸検出方法によって算出された呼吸相および流量データを使用することに留意されたい。いびき音が検出され検証された場合、システムがモニタ構成で「いびき音アラーム」を作動させ（ステップ４１４）、そうでない場合、システムがいびき音パラメータを記録または表示する（ステップ４１２）ことに留意されたい。いびき検出方法いびきは、ある種の上気道構造の振動のために睡眠中に生成される連続的な副雑呼吸音である。いびきは大きな音であり、大気雑音マイクロフォンによって検出することができると共に、接触センサによって胸部上で検出することができる。いびきは、大きな気道音と大気音が同時に検出されたが、急激な胸部運動を伴わないときに、暫定的に識別される。しかし、ある特徴を肯定的に識別し他の特徴を除外することによって、この検出を検証する必要がある。具体的には、いびき検出器が、時間ドメイン内の等間隔に配置された音響構造と、周波数ドメイン内の複数の共鳴ピークと、大気音および気道音と吸息胸部運動との間の高いコヒーレンスを探索する。いびきは呼気であることもあり、この場合、ある種の発声と区別できないことに留意されたい。したがって、ある音をいびきとして絶対的に肯定的に検証する場合、その音は吸息胸部運動に一致する必要がある。次に、それぞれ、時間ドメインおよび周波数ドメイン内の「単純な」いびきの曲線を示す図１６Ａおよび図１６Ｂと、それぞれ、時間ドメインおよび周波数ドメイン内の「複雑な」いびきの曲線を示す図１７Ａおよび図１７Ｂを参照する。時間ドメインでは、いびきは、単純な音構造または複雑な音構造からなる周期的な波として特徴付けされる。図１６Ａおよび図１７Ａはそれぞれ、単純ないびきおよび複雑ないびきの時間ドメイン曲線を示すグラフであり、この場合、垂直軸はいびき振幅を表わし、水平軸は時間を表わす。図１６Ａの反復的に発生するいくつかの単純な音響構造は４３２で示され、それに対して、図１７Ａの反復的に発生するいくつかの複雑な音響構造は４３０で示されている。単純ないびきおよび複雑ないびきの周期的音響構造は、図１６Ａでは４３３で示し図１７Ａでは４３１で示した周期∂ｔを有する。気道ＢＳセンサによって検出された雑音のような乱雑音にいびきを重ね合わせ、いびき音構造と雑音の間に様々な関係を持たせることができる。周波数ドメインでは、いびきは、等間隔に配置された一連の鋭く幅の狭いピークで表わされる。各ピークの間の周波数間隔は、時間ドメイン内の各音響構造の間の時間間隔の逆数に等しい。図１６Ｂおよび図１７Ｂはそれぞれ、図１６Ａの単純ないびきおよび図１７Ａの複雑ないびきの周波数ドメイン（パワー・スペクトル）曲線を示すグラフであり、この場合、垂直軸は振幅を表わし、水平軸は周波数を表わす。図１６Ｂは、単純ないびきのパワー・スペクトルの、４３４で示した４つの最大ピークを示す。図１７Ｂは、複雑ないびきのパワー・スペクトルの、４３６で示した複数のピークのうちの３つの最大ピークを示す。最高ピークは必ずしも、図１７Ｂに示したように一連のピークのうちの最初のピークであるとは限らない。ピークの数およびその分布は、個別の各音響構造の周波数内容によって決定される。パワー・スペクトル中の互いに隣接するピークの間の周波数間隔∂ｆは、図１６Ｂでは４３８で示され図１７Ｂでは４３７で示されている。本発明の好ましい実施形態によるいびき検出方法は、呼吸音の監視中にいびきの存在を識別し、他の副雑音または環境音から区別するように構成される。この方法は、ＰＰＧモニタおよびＰＰＧレコーダによって使用されるが、独立式いびき検出装置として使用することも、あるいは睡眠不全評価システムの一部として使用することもできる。この方法の出力には、タイミング、持続時間、単位時間当たり音響構造率、いびきの特性（たとえば、単純または複雑）が含まれる。いびき検出方法は二次方法である。この方法が呼び出されるのは、笛音検出方法、クラックル検出方法、いびき音検出方法、呼吸検出器方法などの一次方法によって呼び出された場合だけである。次に、図１８、すなわち、本発明の好ましい実施形態によるいびき検出方法のステップを示すフローチャートを参照する。好ましくは、いびき検出方法は、等間隔に配置された同様な音響構造が存在するセグメントの検出に基づくものである。実際上、呼気いびきを発声から区別することはできないので、この方法が吸息いびきの検出に限られることに留意されたい。システムは持続時間Ｔの音響セグメントを得る（ステップ４４２）。適切に機能するには、音響セグメント持続時間Ｔが好ましくは、約２００±５０ｍｓであるべきであることに留意されたい。この制限が設定されるのは、通常比較的低い音響構造生成率を有する複雑ないびきでも十分な数の音響構造を得ることを容易にし、一方では、等間隔に配置された音響構造の列を分離できるようにセグメントの持続時間を制限するためである。持続時間が長すぎる場合、音響構造率が変化し、検出はより不正確になる。持続時間Ｔは３個から五個の５０ｍｓセグメントからなり、計算は、連続するいびき検出セグメント同士がＴ−５０ｍｓだけ重なり合うように連続的に行われる。システムは、図９のブロッグＢによって算出されたパラメータＰ_iを検査することによって、セグメントが吸息セグメントであるかどうかを判定する（ステップ４４４）。セグメントが吸息セグメントではない場合、システムは制御をステップ４４０に戻し、次のセグメントを得る。セグメントが吸息セグメントである場合、システムは好ましくは、いくつかのセグメントにわたる音響信号の平均として算出されたセグメントのＤＣ成分を削除し、セグメントのデータをその分散によって正規化し（ステップ４４６）、正規化されたセグメントにある窓、たとえばＢｌａｃｋｍａｎ窓を乗じ、正規化された窓乗算セグメントのパワー・スペクトルを算出する（ステップ４４８）。システムは次いで、算出されたパワー・スペクトルに、等間隔に配置されたピークが存在するかどうかを検査する（ステップ４５１）。パワー・スペクトルが、ほぼ等間隔に配置された少なくとも３つのピークを含まない場合、システムは、現在のセグメントがいびきである可能性を否定し、制御をステップ４４０に戻し、次のセグメントを得る。パワー・スペクトルが、ほぼ等間隔に配置された少なくとも３つのピークを含む場合、システムは、正規化された窓乗算信号の自動補正を算出する（ステップ４５８）。システムは、時間遅延値５ｍｓから２５ｍｓを使用するか、あるいは非打切りパワー・スペクトルの逆変換を算出することによって、自動補正を算出することができる。システムは、算出された自動補正のピークについて検査する（ステップ４６０）。自動補正の開始点から５ｍｓから２５ｍｓ内に有意のピークが見つかった場合、システムは、後に続く１つまたは複数の等間隔に配置されたピークを探索し（ステップ４６２）、これらのピークの間の時間間隔を∂ｔとして算出する（ステップ４６４）。システムは、自動補正のピークについて検査する（ステップ４５８から４６４）のと並行して、ステップ４４８で算出されたパワー・スペクトルを評価し、鋭いピークの列を探索する。システムはスペクトルの分布曲線（ヒストグラム）を算出する（ステップ４５０）。システムは、数式５および数式６を使用して、分散曲線のそれぞれ、第０の瞬間、第１の瞬間、第２の瞬間μ₀、μ₁、μ₂からの分散曲線の幅を算出する（ステップ４５２）。上式で、ｎは分布中の要素の数であり、ｘ_iは要素の値である。システムはｋ・ σよりも大きなピークのみをピークとして受け入れ、この場合、ｋは定数であり、たとえばｋ＝４である（ステップ４５４）。システムは次いで、受け入れられる各ピークｆの間の周波数間隔を算出する（ステップ４５６）。システムは、 ∂ｔと（∂ｆ）^-1を比較することによって各ピークの間の算出された間隔を検証する（ステップ４６６）。∂ｔの値と（∂ｆ）^-1の値が近接していない場合、システムはこのセグメントをいびきとして識別せず、制御をステップ４４０に戻し、次のセグメントを得る。これはインデックス・サブジェクトの隣のベッドに寝ている患者もいびきをかいたときのように、ノッキング大気音または摩擦大気音を有する雑音の高い環境で起こる。２つの値∂ｔおよび（∂ｆ）^-1が近接しており、∂ｔ−（∂ｆ）^-1＜１ｍｓである場合、システムは現在のＢＳセグメントと現在の大気雑音セグメントとの間の伝達関数のコヒーレンスを算出する（ステップ４６７）。システムは次いで、ピークの周波数でのコヒーレンス値を検査する（ステップ４６８）。ピークの周波数でのコヒーレンスが０．７以下である場合、システムは、現在のセグメントがいびきである可能性を否定し、制御をステップ４４０に戻し、次のセグメントを得る。ピークの周波数でのコヒーレンスが０．７よりも大きい場合、システムはこのセグメントをいびきを含むセグメントとして受け入れ、いびきパラメータを記録し（ステップ４６９）、制御をステップ４４０に戻し、次のセグメントを得る。記録されるいびきパラメータは、いびきの振幅および持続時間、いびきの種類（複雑または単純）、呼吸相である。システムは、ピーク・カウント基準を使用することによって複雑ないびきと単純ないびきを区別する。システムは、パワー・スペクトル内で３個から４個のピークを検出した場合、そのいびきを単純ないびきとして登録する。システムによって検出されたピークの数が５以上である場合、システムはこのいびきを複雑ないびきとして登録する。咳検出方法咳検出は最初、気道音センサおよび大気マイクロフォンでの大きな雑音の突然の開始の検出と、患者の胸部の急激な運動の検出との同時検出に基づいて行われる。この急激なスクリーニングの後で、アルゴリズムは、音響信号エンベロープの特定の数式への曲線あてはめを行い、かつ音のスペクトル内容がいびきおよび発声のスペクトル内容ではなく咳のスペクトル内容である（広帯域雑音）ことを検証することによって、この検出を検証する。以下で図２のＰＰＧシステムの一部の好ましい実施形態として開示する咳検出方法は、患者の咳音を検出し、咳音のタイミング、数、パラメータを求めるように構成される。この咳検出方法は、図４のＰＰＧモニタ、図５のＰＰＧレコーダ、図３のＰＰＧ計の一部として使用することができる。この咳検出方法は独立式装置によって実行することもできる。咳の検出およびカウントは、喘息および他の肺病のフォローアップおよび治療で重要である。次に、咳の音響データおよび空気流量データの経時構造を示す図１９Ａおよび図１９Ｂを参照する。咳とは、胸郭および上気道から生成される雑音に関連する爆発的な呼気である。通常、咳の前に吸息が行われ、咳は１個から４個の音響成分を有する。各成分には急激な運動と胸部体積の変化が伴う。図１９Ａは、ニューモタコグラフによって記録された流量曲線４７０と、大気雑音マイクロフォンによって記録された音響曲線４７２を示すグラフである。水平軸は時間を表わし、左垂直軸は曲線４７２の音響振幅を表わし、右垂直軸は曲線４７０の流量を表わす。流量曲線４７０では、４７６で示され、それぞれ、急激な開始点を有する、４つの成分で構成された咳の前に吸息４７４が起こる。音響曲線４７２では、咳は４つの音響成分４７８を含み、各成分は、より大きな最初の部分および最後の部分と、より小さな中央部分とを有する。図１９Ｂは咳の単一の成分のグラフを示す。軸は、時間軸が図１９Ａの時間軸と比べて拡張されていることを除いて図１９Ａの軸と類似している。流量曲線４８０は、４８８で示した咳成分の突然の開始を示し、それに対して、音響曲線４８２は、４８４で示した最初のより大きな部分と、４８７で示した最後のより大きな部分と、４８６で示したより小さな中央部を示す。したがって、咳音のエンベロープは、特徴的な「２重ハンプ」形状を有すると言える。本発明の好ましい実施形態による咳検出方法は、大気雑音マイクロフォンからの情報と、被験者の体上に配置された１つまたは複数の接触センサからの情報を使用する。システムはまた、胸部拡張センサまたは流量検出センサからのデータ、たとえばインピーダンス測定値を使用して、信号が実際に咳を表わすことを検証する。大気雑音マイクロフォンは被，験者の近くに配置される。雑音検出方法は、大きな環境音を検出した場合、咳検出方法を開始する。咳検出方法は、咳を肯定的に識別し、咳のタイミング、持続時間、成分の数を記録する。次に、図２０、すなわち、本発明の好ましい実施形態による咳検出方法の様々なステップを示すフローチャートを参照する。たとえば、前述のように、図９のステップ１３６のＡ_iパラメータがしきい値よりも大きくなったときに、ある一次方法によって咳検出方法が開始されると、システムは好ましくは、パラメータＰ_iの値を検査することにより、現在のセグメントが呼気セグメントであるかどうかを検査する（ステップ５５２）。Ｐ_iが −１に等しくない場合、システムは制御をステップ５５０に戻し、次のセグメントを得る。Ｐ_i＝−１である場合、システムは好ましくは、胸部寸法の変化率または流量を、所定の値、または前に静かな呼吸中に算出された値と比較して評価する。胸部寸法変化率または流量が十分に高くない場合、システムは制御をステップ５５０に戻し、次のセグメントを得る。システムは次いで好ましくは、さらに、大気音のピークと呼吸音のピークが時間ドメインで一致しているかどうかを検査する（ステップ５５４）。大気音のピークと呼吸音のピークが時間ドメインで５０ｍｓ以内で一致していない場合、システムは制御をステップ５５０へ転送し、次のセグメントを得る。大気音のピークと呼吸音のピークが時間ドメインで５０ｍｓ以内で一致している場合、セグメントは咳である可能性がある。これを検証するには、システムが好ましくは、呼吸音および大気音の伝達関数およびコヒーレンスを算出する（ステップ５５６）。システムは次いで、伝達関数のコヒーレンス値を検査する（ステップ５５８）。コヒーレンスが０．７以下である場合、システムは制御をステップ５５０へ転送し、次のセグメントを得る。コヒーレンスが０．７よりも大きい場合、システムは咳音のエンベロープを算出する（ステップ５６０）。システムは次いで、咳音エンベロープの持続時間を検査する（ステップ５６２）。咳音エンベロープの持続時間が０．２秒以下、３．０秒以上である場合、システムは制御をステップ５５０へ転送し、次のセグメントを得る。咳音エンベロープの持続時間が０．２秒よりも長く、３．０秒よりも短い場合、システムは、咳エンベロープの最初の部分と最後の部分を識別し（ステップ５６４）、咳エンベロープの最初の部分と最後の部分のそれぞれのガウス曲線への曲線あてはめを行い（ステップ５６６）、咳エンベロープの中央部の平均振幅を算出する（ステップ５６８）。咳の算出されたエンベロープ（図示せず）の最初の部分、中央部、最後の部分が時間ドメインでそれぞれ、このエンベロープが算出された咳音の最初の部分、中央部、最後の部分とほぼ一致することに留意されたい。最初の部分、中央部、最後の部分は、図１９Ｂの例示的な咳音で最もよくわかり、それぞれ４８４、４８６、４８７で示されている。ステップ５６０のエンベロープ計算は、たとえば呼吸音データを整流し適切にフィルタすることによって行うことができる。システムは次いで、咳の算出されたエンベロープの最初の部分、中央部、最後の部分の振幅を検査する（ステップ５７０）。エンベロープの最初の部分および最後の部分の振幅が咳音のエンベロープの中央部のｋ倍以下であり、ｋが、たとえば、１．５の値をもつパラメータである場合、システムは制御をステップ５５０へ転送し、次のセグメントを得る。エンベロープの最初の部分および最後の部分の振幅が咳音のエンベロープの中央部のｋ倍よりも大きい場合、システムはこのセグメントを咳セグメントとして登録し、咳パラメータを記録し（ステップ５７２）、制御をステップ５５０へ転送し、次のセグメントを得る。記録される咳パラメータは咳持続時間および振幅であることに留意されたい。最初の成分しか有さない弱い咳（グラント）を検出できることに留意されたい。このような咳は、大気雑音レベル違反と、気道雑音レベル違反と、呼気活動と、胸部寸法変化率の組合せによって検出されるが、２重ハンプ外観を有する咳としては検証されない。このような弱い咳は登録されるが検証されない。クラックル検出方法クラックルとは、特定の波形を有する非静止事象である。波形の特性は、前に虚脱または液体障壁のために閉鎖された気道の急激な開放としてクラックル生成のメカニズムを反映する。波形は、最初の音が肺および胸壁を透過するときの減衰および屈折も反映する。このことを考慮して、クラックルを検出する方法の好ましい実施形態は、非静止事象を高速に探索し、その後で、アーチファクト、すなわち、真のクラックルの数学的記述に適合しない他の非静止事象をなくし、数学的記述のパラメータ値を得てクラックルを小群に分類するように構成された検証プロセスを実行することに基づくものである。クラックルは、突然の開始と短い持続時間を有する不連続な副雑呼吸音である。クラックルは、心肺疾患の患者の胸壁上で聞こえる。クラックルの存在は通常、異常を表わす。次に、肺繊維症の患者から記録された典型的なクラックルの例を示す図２１を参照する。図２１で、垂直軸は音の振幅を表わし、水平軸は時間を表わす。音響曲線は、４９２で示した２つの「捻髪音」と、４９４で示した１つの「水泡音」と、突然始まり非常に短い持続時間を有する、４９６で示した人為的な音とを有する。ＰＰＧシステムの好ましい実施形態の一部として本明細書で説明するクラックル検出方法は、呼吸音中のクラックルの存在を識別し、呼吸サイクル内のクラックルのタイミングを判定し、クラックルの数を数え、クラックルの波形を特徴付けるように構成される。このクラックル検出方法は、ＰＰＧモニタ、ＰＰＧ計、ＰＰＧレコーダによって使用され、「独立式」モジュールとして使用することも、あるいは「独立式」装置で使用することもできる。クラックルの重力依存マイグレーションを検出するために、様々な体位での胸部の検査中にこのクラックル検出方法を使用することができる。ＩＶ流体の流体負荷、または他の流体源、たとえば、前立腺の経尿道的電気切除術（ＴＵＲＰ）中の灌注流体からの流体負荷を検出するために全身麻酔中の患者を監視する際にこの方法を使用することができる。冠動脈集中治療室での心筋梗塞後の患者を監視するためにこのクラックル検出方法を使用することもできる。起座呼吸または発作性夜間息切れ（ＰＮＤ）を愁訴する在宅の患者を監視するためにこのクラックル検出方法を使用することもできる。さらに、集中治療室（ＩＣＵ）で挿管されている患者の気道内の分泌物の蓄積を監視するためにこのクラックル検出方法を使用することができる。次に、図２２、すなわち、本発明の好ましい実施形態によるクラックル検出方法のステップを詳しく示す概略ブロッグ図を参照する。この方法の入力信号は、胸壁上に配置された１つまたは複数のセンサからのデジタル化呼吸音である。好ましくは、上記で詳しく説明したようにアナログ信号の増幅、フィルタ、デジタル化が行われる。データは、クラックルを検出するようにオンラインまたはオフラインで処理される。選択されたセグメントを文書化または後処理のために保存することができる。システムはＮ個、たとえば１０００個のデータ・ポイントのセグメントＹを得る（ステップ５００）。システムはまず、Ｚ、すなわち、信号の急激な変化の尺度を算出する。Ｚは数式７の族のうちの１つによって定義される。上式で、ｍ、ｎ、ｌ、ｋはパラメータである。各パラメータｍ、ｎ、ｌ、ｋは値０、１、２を有することができる。数式７の族の異なる形態は数式８の族で表わされる。上式で、Ｙ_iはデータ・ポイントであり、△ｔはサンプリング間隔であり、Ｚ_i+1 は、セグメント中のｉ＋１個の点の導出された値であり、ｍ、ｎ、ｌ、ｋは前述の数式７の族のパラメータである。数式８のＺ_iを算出するためにパラメータｍ、ｎ、ｌ、ｋのうちのどの値を使用するかに関する決定は、検出感度および検出特殊性を表わす所望の精度と所望の計算速度とのバランスに依存する。ｍ、ｎ、ｌ、ｋを増加すると、検出感度が高まるが、検証ステップが、必ずしもクラックルではない多数の事象に対処しなければならなくなる恐れがある。本発明の好ましい実施形態では、システムは、数式９を使用して、Ｚ_i、すなわち、セグメント中の各点ごとの信号の第２の導関数の２乗を算出する（ステップ５０２）。上式で、ｍ＝２、ｎ＝２、ｋ＝０、ｌ＝０である。システムは次いで、クラックル事象のタイミングを検出するために、好ましくは、数式１０を使用してσ（Ｚ）、すなわちＺの分散を算出する。システムは、以下のようにＺに「折畳み」手順を適用する（ステップ５０４）。σ（Ｚ）、すなわち、Ｚの分散を各Ｚ値から減じる。システムは、数式１１を使用して新しい値Ｚ^*の級数を算出する。Ｚ^*＝｜Ｚ-σ（Ｚ）｜（１１）この「折畳み」手順はこの後、前のステップの結果として得られた級数に対してｍ回繰り返される。この場合、ｍは、時間軸の近くの変動を次第に減少させ、同時にピーク（セグメント中にピークが存在する場合）を増大するように２と４の間で変化する。繰り返された「折畳み」手順の最終的な結果を以下ではＷと呼ぶ。次に、図２２のクラックル検出方法によって行われるデータ処理のいくつかの異なるステップから得られた処理済みデータを示す図２３および図２４を参照する。図２３は、ステップ５００でシステムによって得られた呼吸音のセグメントの「生データ」を示す。垂直軸はデジタル化音響データの振幅を表わし、水平軸は時間を表わす。図２３の音響データは、５３６、５３７、５３８で示した３つのクラックルを含む。図２４は、クラックル検出方法のステップ５０２によって算出された第２の導関数（Ｚ）の２乗の値のグラフを示す。垂直軸はＺを表わし、水平軸は時間を表わす。図２４のデータは、それぞれ、図２３のクラックル５３６、クラックル５３７、クラックル５３８に対応する、５３９、５４０、５４１で示した３つのピークを含む。図２３の生データ中の第２のクラックル５３７は水泡音であり、周波数内容がより低いので、第２のクラックル５３７の振幅が最高の振幅を有し、図２４の第２の対応するピーク５４０は、最高の振幅を有さないことに留意されたい。図２２に戻るとわかるように、システムは、ピークを見つけるための基礎として使用される折畳みデータの分散を表わすσ（Ｗ）を算出する（ステップ５１０）。システムは次いで、セグメントの最大値Ｗ_maxを求める（ステップ５１２）。システムは、Ｗ_maxがｋ・σ（Ｗ）よりも大きいかどうかを検査し、この場合、ｋは定数、たとえばｋ＝３．８である（ステップ５１４）。次に、図２４のＺ値から図２２のステップ５０８によって算出された第２の導関数の折畳み２乗の値を表わすグラフを示す図２５を参照する。垂直軸はパラメータＷの計算値を表わし、水平軸は時間を表わす。このグラフは、それぞれ、図２３の３つのクラックル５３６、５３７、５３８に対応する、５４２、５４３、５４４で示した３つのピークを含む。点線５４８は、図２２のステップ５１４でピークのスクリーニングに使用される分散の４倍のしきい値を表わす。図２２に戻るとわかるように、Ｗ_maxがｋ・σ（Ｗ）を超えた場合、ピークが、クラックルを表わす可能性があるピークとして登録され、ピークＴ_CXの位置が記録される（ステップ５１６）。システムは、テンプレートとの突合せによって「可能性のある」クラックルの形状を評価するステップ５１８から５２８を実行する。この方法のこの部分の目的は、突然の開始が、以下で定義するクラックルの波形に整合しない他の信号、たとえば、笛音、いびき、アーチファクトからクラックルを区別することである。また、可能性のある各クラックルのパラメータが求められ、クラックル呼吸音の経験的に求められたデータベースから得られるある範囲の許容値と比較され、診断またはその他の用途のために記録される。システムはまず、クラックルの厳密な開始点を見つける（ステップ５１８）。これは、このクラックルのインデックス・ポイントとして使用される最大値Ｗ_ma _x の点からｔミリ秒以内の、μ・ｋ・σ（Ｗ）よりも大きな最初のＷの値を探索することによって行われる。μは、所定の開始係数であり、たとえばμ＝０．７であり、ｔは所定の時間間隔であり、たとえば、本発明の好ましい実施形態によれば、ｔ＝５ｍｓである。システムは、音響セグメントからＤＣレベルを削除し、信号セグメントのクラックルを含む部分に存在する傾向を削除する（ステップ５２０）。これは行うには、好ましくは、セグメント内の振幅の平均値をセグメントのすべての要素から減じ、セグメントの線形回帰を求め、回線線振幅に等しい値をセグメントのすべての要素から減じる。システムは、「クリーンナップされた」信号セグメントに曲線あてはめルーチンを適用する（５２２）。このルーチンは、一般に以下の数式１２によって定義される曲線をセグメント中のクラックルにあてはめる。Ｙ＝Ａ・Ｂ(t)・Ｃ(t) （１２）上式で、数式１２の第１の要素Ａはクラックル振幅を定義し、数式の第２の要素Ｂ（ｔ）はクラックルのエンベロープ特性を定義し、数式の第３の要素Ｃ（ｔ）はクラックルの振動成分を定義する。好ましくは、システムは、数式１３によって定義される一般式１２の形態を使用することによって曲線あてはめを実行する。上式で、Ａは振幅パラメータであり、ｔは、（クラックル開始から始まる）セグメント内の秒単位の時間であり、ｆ₀はＨｚ単位の初期クラックル周波数であり、Ｃは、クラックルの内部周波数の増減率を決定する。Ｃの値が大きいほど、Ｃが正である場合には周波数がより高速に減少し、Ｃが負である場合には周波数がより高速に増加する。Ｃ＝０のとき、周波数はｆ₀で一定のままであり、ｎはクラックル振幅が上昇する速度を決定する（ｔ＜＜１なので、ｎの値が小さいと上昇がより高速になる）。ｋはクラックル減衰速度を決定し、この場合、ｋを増加すると、クラックル・エンベロープ振幅がそのピークを超えて減少する速度が高くなる。ｍはクラックル・エンベロープのピークの位置に影響を与える（ｍの値が小さいほど、ピークが遅延する）。ｋとｍが相互作用し、クラックル減衰速度に対する相互効果を有することに留意されたい。システムは、適合の算出されたＣｈｉ²およびＲの値を検査することによって、可能性のあるクラックルの適合度を求める（ステップ５２４）。Ｃｈｉ²およびＲが適切ではなく、たとえば、Ｒ＜０．８５、Ｃｈｉ²＞２００００である場合、システムは、現在記録されている最大ピークの値Ｔ_CX±△ｔの範囲内のＺ値を、ゼロに等しいものとみなすことによって空白化し（ステップ５２６）、制御をステップ５０４へ転送する。システムは次いで、ピーク探索ステップを繰り返し、Ｚの後続の最大ピークを見つけ、それによってセグメント内の追加のクラックルを探索する。このプロセスは、もはやｋ・σ（Ｗ）よりも大きな最大値がなくなるか、あるいはセグメントのある所定の部分以上、たとえば、セグメントの半分以上が空白化されるまで繰り返される。適合度が適切であり、たとえば、Ｒ＞０．８５、Ｃｈｉ²＜２００００である場合、システムは、算出されたパラメータｋ、Ａ、ｍ、ｎ、Ｃ、ｆ₀がクラックルの経験的に求められた範囲内であるどうかを個別に検査し、スコアリング手順を実行する（ステップ５２８）。スコアリング手順は、たとえば数式１４を使用することによってスコアを算出する。上式で、Ｐ_iはＰ₁＝ｋ、Ｐ₂＝ｍ、Ｐ₃＝ｎ、Ｐ₄＝ｃ、Ｐ₅＝ｆ₀の各パラメータを指定し、Ｄ_iは、経験的に求められた各パラメータＰ_iの相対的な重要性を表わ験的に求められた値である。パラメータＰ_iの値またはスコアの値が、経験的に求められたクラックル範囲内ではない場合、システムは、現在の可能性のあるクラックルをアーチファクトとして示し（ステップ５３０）、このアーチファクトのパラメータを記録し（ステップ５３２）、制御をステップ５２６へ転送する。パラメータＰ_iの値またはスコアの値が、経験的に求められたクラックル範囲内である場合、システムは、可能性のあるクラックルを検証済みクラックルとして示し、このクラックルのパラメータを記録し（ステップ５３２）、前述のように、現在のピークの周りの値の範囲を空白化し、制御をステップ５０４へ転送し、可能性のある追加のクラックルを検出する。次いで、パラメータの値を使用して捻髪音と水泡音が区別される。具体的には、ｆ₀の値が使用され、特定のしきい値よりも大きなｆ₀の値を有するクラックル、たとえば、ｆ₀＞５００Ｈｚのクラックルが捻髪音として指定され、それに対して、特定のしきい値よりも小さなｆ₀の値を有するクラックル、たとえば、ｆ₀＜５００Ｈｚのクラックルが水泡音として指定される。呼吸音テンプレート・パラメータを使用した音響タイプの下位分類概要呼吸音のそのテンプレートへの適合度は、本発明の様々な形態で、様々な音響タイプの検出を検証するために使用されるが、一致したテンプレートのパラメータ値は、音響タイプをサブクラスに細分するために使用される。このようなサブクラスは、後述のように診察および臨床面の有意性を有する。「正常」胸壁呼吸音と「気管支」胸壁呼吸音の分類基本胸壁呼吸音は、振幅、コーナー（「３ｄＢ」）周波数、勾配の３つのパラメータを有する低域フィルタに適合する。これらのパラメータの通常の値は、吸息と呼気に関して特異的である。振幅パラメータはハードウェア・システムに特有のものであるが、１つのシステム内で、吸息値は呼気値よりも２．４倍大きい。通常のコーナー周波数は吸息と呼気とで同じであるが、成人よりも幼児の方が高い。勾配パラメータも一般的には、吸息と呼気とで同じである。これらのパラメータはそれぞれ、独立の臨床有意性または結合臨床有意性を有する。たとえば、コーナー周波数が高いことは、聴診器による聴診において、大葉性肺炎のための肺の硬化で頻繁に見られる「気管支」呼吸音と呼ばれるものの特性を示す。一方、低いコーナー周波数値は、重度の肺気腫の患者に見られ、振幅パラメータの値の減少を伴う場合と伴わない場合がある。他の呼吸症状を有さない喫煙者は、勾配パラメータの値が高くなる基本呼吸音の変化を有する。「捻髪音」と「水泡音」の分類呼吸サイクル内のクラックル・タイミングはすでに、重要な臨床診断情報として識別されている。クラックル音響特性がそれぞれの異なる病状において異なることもよく知られている。少なくとも、クラックルは臨床的に「捻髪音」と「水泡音」に区分される。クラックルは、波形分析を使用して分類されている（たとえば、Ｍｕｒｐｈｙの米国特許第３９９０４３５号および米国特許第５１６５４１７号を参照されたい）。クラックル検出検証に使用されるテンプレートは、クラックルをそのサブクラスに分類する際にも有用である。この分類で重要なパラメータは、ｆ₀、すなわちＨｚ単位の初期クラックル周波数（（たとえば、６００Ｈｚを超える）より高い値は捻髪音に関連する）、Ｃ、すなわちクラックルの内部周波数の増減率（（たとえば、１００を超える）より高い正の値は水泡音に関連する）、ｎ、すなわちクラックル振幅がそのピークに向かって上昇する速度（（たとえば、ｎが１を超える）より高速の上昇は捻髪音に関連する）、ｋ、すなわちクラックル減衰速度、ｍ、すなわちクラックル・エンベロープのピークの位置に影響を及ぼす値（（ｋが４よりも小さい）より短い遅延と（たとえば、ｍが４００よりも小さい）遅延したエンベロープ・ピークは水泡音に関連する）である。捻髪音と水泡音の間の範囲は連続しており、明確には区分されない。笛音レート・パラメータと、笛音の「低」周波数小群、「高」周波数小群、「超高」周波数小群への分類呼吸時間に対する割合としての笛音の持続時間として定義される笛音レートと、総吸息呼吸時間および総呼気呼吸時間に対する割合としての吸息笛音および呼気笛音の持続時間として定義される吸息笛音レートおよび呼気笛音レートへの笛音レートの細分はすでに、喘息患者の気道妨害の重度とよく相関することが示されている。本発明では、笛音を含むセグメントの検出および検証を使用してこれらのパラメータを求める。持続時間に基づく他の細分は、スクィーク（８０ｍｓｅｃから１５０ｍｓｅｃ）と笛音（１５０ｍｓｅｃよりも長い）の分類である。さらに、笛音方法によって求められた笛音の周波数を使用して、笛音が低周波数（４００Ｈｚ未満）、高周波数（４００Ｈｚから１６００Ｈｚ）、超高周波数（１６００Ｈｚを超える）の３つの周波数範囲に分類される。超高笛音は気道部位に特有の笛音である。「乾性」咳、「湿性」咳、「犬吠（単一ハンプ）」咳の分類咳は、患者が頻繁に病院を訪れる原因となる重要な兆候であるが、ほとんど定量的には評価されていない。新規の咳検出方法は、咳のカウントおよび分布分析を可能にするだけでなく、テンプレート一致パラメータに基づく３つの小群への分類も可能にする。具体的には、乾性咳と湿性咳の区別は、テンプレートの第２のハンプの形状に基づいて行われる。２重ガウス・テンプレートを使用し、かつ第２の（後の）ガウス・テンプレートが、幅が広く（分散が４０ｍｓｅｃよりも大きい）直角に対して斜めである（すなわち、長い（＞１５０ｍｓｅｃ）テールを含む）場合、咳は一般に、より「湿性」であり、それに対して幅の狭い第２のハンプ（分散が４０ｍｓｅｃよりも小さい）を有しテールを有さない咳は「乾性」である。第３の範疇は「犬吠」型咳である。テンプレート一致パラメータは、多くの場合ハンプ間プラトーよりも１０％から２５％だけ高い小さな第２のハンプを有する短い信号（２００ｍｓｅｃから３５０ｍｓｅｃ）を示すことによってこの種の咳を示す。いびきの「単純」型および「複雑」型への分類いびきは、上気道の軟性構成要素が振動することによって起こる。ある気道直径を中心として起こり、実際に気道を閉鎖することがなく、「粗動」と呼ばれる振動と、上気道の反復的な閉鎖（虚脱）および再開放に実際に関連し、「羽ばたき粗動」と呼ばれる、２種類の振動がある。各種類の音響特性は異なり、その医学的な有意性も異なるものと考えられる。本発明で開示したいびき音響テンプレートは、この２種類を区別するために使用される。粗動タイプは、スペクトル内に３個から４個の共鳴ピークを有する「単純な」いびきと、スペクトル内の５個以上の共鳴ピークを有し、羽ばたき粗動型メカニズムおよび完全な瞬間気道閉鎖によって起こる「複雑な」いびきに関連する。スペクトル共鳴ピーク・カウントを使用していびきを細分することは、本発明のもう１つの新規の特徴である。ハードウェア検証方法本発明の接触センサ４、６、６４、６６が使用中、特に、モニタやレコーダの場合のように用途を拡張する際に移動できることが理解されよう。位置のシフトまたは人体との接触によって、呼吸音の振幅および周波数が大幅に変化することがある。本発明は、すべてのセンサが適切に動作していることを判定するハードウェア検証システムおよび方法を含む。ハードウェア検証は、任意の時に行うことができ、アラームが正当なものであり装置の問題によって生成されたものではないことを検証する場合に有用である。本発明の好ましい実施形態によれば、ハードウェア検証時に、接触センサの入力と出力を切り換え、接触センサに電圧波形を加えることによって、圧電接触センサ４および６が音響放出源として個別に使用される。これに応答して、音響放出側「センサ」が音を生成し、この音が人体組織を透過し、残りのセンサによって検出される。放出された音の特徴は、システムが安定であるかぎり一定である。しかし、放出側センサまたは１つまたは複数の受信側センサの位置を変更した場合、受信波形は、セットアップ期間中に生成されたベースライン波形とは異なるものになる。放出側センサが複数の音を生成して受信波形の信号対雑音比を増加させることができ、かつすべてのセンサが順次、他のセンサの放出側センサとして働くことができることを理解されたい。受信波形は、適切な比較方法を使用してベースライン波形と比較される。たとえば、放出音のタイミングをトリガとして使用して、各受信波形とそれに対応するベースライン波形との間の相互相関を実行することができる。他の方法を使用して、古い信号と新しい信号の類似度を求めることができる。たとえば、新しい各波形をそれに対応するベースライン波形から減じ、その後で、残差の２乗を積分することができる。古い波形と新しい波形の差が所定のしきい値よりも大きい場合、誤動作が起こっており、システムは警告を生成する。当業者には、本発明が、上記で具体的に図示し説明したものに限らないことが理解されよう。さらに、様々な呼吸特性を判定する様々な方法を別々に使用することも、あるいはまとめて使用することもでき、かつ本発明の好ましい実施形態の様々な特徴を別々に使用することも、あるいは本発明の好ましい実施形態の前記説明で開示した以外の方法でこれらの特徴を組合せることもできることを理解されたい。本発明の範囲は以下の請求の範囲によってのみ定義される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年８月１０日（１９９８．８．１０）【補正内容】９．前記幅の狭い周波数範囲が、２つの連続期間において６４Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。１０．前記連続期間が８０ｍｓから１５０ｍｓであるとき、呼吸音はスクィーク・タイプとして確認されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。１１．呼吸音が、幅の狭いピークの周波数が４００Ｈｚ未満であるときに低周波数笛音として分類されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。１２．呼吸音が、幅の狭いピークの周波数が４００Ｈｚから１６００Ｈｚであるときに高周波数笛音として分類されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。１３．呼吸音が、幅の狭いピークの周波数が１６００Ｈｚを超えるときに超高周波数笛音として分類されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。１４．所与の呼吸タイプがいびき音であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１５．暫定的な識別が、前記セグメントのスペクトル内で幅の狭いピークを検出することと、前記幅の狭いピークが連続期間にわたって所定の小さな周波数範囲内に位置するかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。１６．呼吸音のいびき音としての識別の確認は、各連続期間中に２つよりも多くの高調波がある場合に、前記呼吸音データと患者の周りの空間中の測定された大気音との間の、周波数ドメインの伝達関数を生成すること、前記伝達関数のコヒーレンス・グラフを生成すること、および前記コヒーレンス・グラフの高コヒーレンスの周波数範囲が幅の狭い各ピークの周波数範囲に対応しない場合に前記幅の狭いピークをいびき音として確認することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。１７．呼吸音が咳であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１８．暫定的な識別が、突然の大きな大気雑音、突然の大きな呼吸音、急激な胸部運動を同時に検出することを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。１９．呼吸音が咳であることを確認することが、前記呼吸音データのエンベロープを生成し、前記エンベロープの持続時聞を求めること、この音が、ａ）呼吸音が呼息中に発生すること、ｂ）呼吸音ピークが大気雑音ピークにほぼ一致すること、ｃ）呼吸音データのエンベロープが２重ハンプ形状を有すること、ｄ）エンベロープの持続期間が所定の時間範囲内であること、ｅ）音の周波数スペクトルが、大気音と呼吸音の間に少なくとも所定の高いコヒーレンス・レベルを有する幅の広い帯域であると判定すること、の各条件を満たす場合に、この音を咳と判定することを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。２０．前記所定の時間範囲が０．２秒から３．０秒であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。２１．前記所定のコヒーレンス・レベルが０．７以上であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。２２．咳が、第２のハンプが４０ｍｓｅｃを超える分散を有し、遅い時問にスキューされている場合に湿性咳として分類されることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。２３．咳が、分散が４０ｍｓｅｃ未満であり、ほぼスキューされていない場合に乾性咳として分類されることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。２４．咳が、持続時間が２００ｍｓｅｃから３５０ｍｓｅｃであり、ハンプ同士の間の値より１０％から２５％高い第２のハンプを有する場合に犬吠咳として分類されることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法２５．呼吸音がクラックルであることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。２６．呼吸音をクラックルとして暫定的に識別することが、前記呼吸音データの急激な変化の位置を見つけることを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。２７．呼吸音がクラックルであることを確認することが、前記急激な変化の後に続く呼吸音データを以下の曲線にあてはめることを含み、ｙ＝Ａ*Ｂ(t)*Ｃ(t) 上式で、ｙが、ｔが開始する急激な変化から開始する前記呼吸音データであり、Ａが振幅パラメータであり、Ｂ（ｔ）がエンベロープ関数であり、Ｃ（ｔ）が振動関数であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。２８．次式が成立し、上式で、ｆ₀、Ｃ、ｎ、ｍ、ｋがパラメータであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。２９．前記パラメータの値からクラックル・タイプを識別することを含む請求項２８に記載の方法。３０．クラックルが、ｆ₀が６００Ｈｚを超える場合に捻髪音として識別されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。３１．クラックルが、Ｃ、すなわちクラックル内部周波数の変化率が１００よりも大きい場合に水泡音として定義されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。３２．クラックルが起こった呼吸サイクルの部分を識別することを含む請求項２６から３１のいずれか一項に記載の方法。３３．所与の呼吸音がいびきであることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。３４．呼吸音をいびきとして暫定的に識別することが、呼吸音が吸息期間中に発声したと判定すること、および呼吸音と患者の周りの領域内の大気雑音との相関関係が強いと判定することを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。３５．暫定的に識別された呼吸音がいびきであると判定することが、吸息期間中のピークを識別し、平均最高最低時間デルタ＿ｔを求めること、吸息期間のパワー・スペクトル中の有意に大きな少なくとも３つのピークを識別し、平均最高最低周波数デルタ＿ｆを求めること、前記呼吸音データと、前記呼吸音データを収集した空間の実測大気雑音との間の、周波数ドメインの伝達関数のコヒーレンス・グラフを生成すること、デルタ＿ｔがデルタ＿ｆの逆数に近く、かつ前記コヒーレンス・グラフの高コヒーレンスの周波数範囲が前記幅の狭いピークの周波数範囲に対応する場合に、いびきを識別することを含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。３６．吸息期間中のピークを識別することが、吸息期間の前記パワー・スペクトルの逆フーリエ変換を訃算し、それによってクリーンにされたデータを生成すること、前記セグメントの開始位置から５ｍｓから２５ｍｓの点から始まる前記クリーン・データ中の第１のピークを探索すること、および前記第１のピークの後に続くピークを探索することを含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。３７．パワー・スペクトル中の３つのピークを識別することが、パワー・スペクトルのヒストグラムを計算すること、ヒストグラムの分散を求めること、およびｋ分散以上である値を有する点をピークとして定義する（ｋは少なくとも３である）ことを含むことを特徴とする請求項３５または３６に記載の方法。３８．いびきが、スペクトルが３つまたは４つの共鳴ピークを含む場合に単純ないびきとして分類されることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。３９．いびきが、スペクトルが５つ以上の共鳴ピークを含む場合に複雑ないびきとして分類されることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。４０．呼吸音が胸壁呼吸音であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。４１．呼吸音が、振幅、コーナー周波数、勾配の各パラメータを有する低域フィルタ形状曲線に適合する場合に胸壁呼吸音として識別されることを特徴とする請求項４０に記載の方法。４２．呼吸音が、コーナー周波数が患者の年齢の通常の周波数よりも高い場合に気管支胸壁呼吸音として確認されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。４３．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、呼吸音に関する音を受け取り、受け取った音に応答して信号を生成する少なくとも１つの可聴呼吸センサと、前記信号を分析して最初に前記呼吸音をスクリーニングし、この初期スクリーニングが、所与の種類の呼吸音が第１の基準を満たす場合にこの呼吸音によって生成された信号として信号を暫定的に識別するように動作する、少なくとも１つの第１の音響信号分析器と、前記信号のうちの暫定的に識別された信号をさらに分析し、これらの信号が所与の種類の呼吸音によって生成されたかどうかを確認する、少なくとも１つの第２の音響信号分析器とを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ。４４．少なくとも１つの第１の音響分析器が複数の第１の音響分析器を備え、各音響分析器は、最初に前記呼吸音をスクリーニングするように動作し、それぞれの異なる種類の呼吸音を確定的に識別することを特徴とする請求項４３に記載のフォノニューモグラフ。４５．少なくとも１つの呼吸センサが、呼吸器系に対してそれぞれの異なる位置に配置された複数の呼吸センサから成ることを特徴とする請求項４３又は４４に記載のフォノニューモグラフ。４６．少なくとも１つの第２の音響分析器が複数の第２の音響分析器であり、各音響分析器は、暫定的に識別された種類の呼吸音を更にスクリーニングするように動作すると共に、呼吸音が第２の種類の特性基準を満たす場合に、暫定的に識別されたものと確認することを特徴とする請求項４３から４５のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。４７．所与の種類の呼吸音がクラックルを含むことを特徴とする請求項４３から４６のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。４８．所与の種類の呼吸音が咳を含むことを特徴とする請求項４３から４７のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。４９．所与の種類の呼吸音がいびきを含むことを特徴とする請求項４３から４８のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５０．所与の種類の呼吸音がいびき音を含むことを特徴とする請求項４３から４９のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年１０月３１日（１９９８．１０．３１）【補正内容】請求の範囲１．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析する方法であって、呼吸器系によって生成された呼吸音を測定すること、ある信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第１の基準を満たす場合に、この信号を、所与の種類の呼吸音によって生成された信号として暫定的に識別すること、および暫定的に識別された信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第２の基準を満たす場合に前記識別を確認することを含むことを特徴とする方法。２．前記呼吸音データをセグメントに分割することを含み、暫定的な識別および確認が、呼吸音データの時間セグメントに基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。３．前記識別の確認が、所与の種類の呼吸音として暫定的に識別された呼吸音を、各規準が暫定的に識別された種類の特性を示す複数の第２の基準のうちの少なくとも１つと比較することと、呼吸音が、所与の種類の特性を示す第２の基準を満たす場合に、暫定的に識別された種類のものであることを確認することを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。４．暫定的な識別が、呼吸音を複数の第１の基準と比較することを含み、前記各基準が、所与の種類の呼吸音として暫定的に識別し、前記呼吸音が、第１の基準を満たす種類の呼吸音としてのみ暫定的に識別されることを特徴とするいずれかの先行請求項に記載の方法。５．呼吸音が笛音を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。６．呼吸音を笛音として暫定的に識別することが、呼吸音のスペクトル内で幅の狭いピークを検出することと、幅の狭いピークが、いくつかの連続的な期間にわたって幅の狭い周波数範囲内のに位置しているかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。７．確認が、前記暫定的に識別された笛音の幅の狭いピークがそれぞれ、３つよりも少ない高調波を有するかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。８．前記連続期間が少なくとも１５０ｍｓであることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。５１．所与の種類の呼吸音が笛音を含むことを特徴とする請求項４３から５０のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５２．所与の種類の呼吸音が呼吸であることを特徴とする請求項４３から５１のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５３．第１の音響分析器が音を時間セグメントに分割し、セグメントごとに分析することを特徴とする請求項４３から５２のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５４．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、患者の呼吸器系に隣接して配置され、呼吸関連活動を測定し、呼吸音データを生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、前記呼吸音データを複数の呼吸音テンプレートと突き合わせ、各呼吸音テンプレートが、ある種の呼吸音の特性を示し、かつこの呼吸音をパラメータ化し、前記呼吸音データが所定の適合度基準内で、１つまたは複数の前記呼吸音テンプレートに一致するときにのみ特定の通常の呼吸音または副雑呼吸音の存在を示す信号を生成する、呼吸分析器とを備えるものであって、呼吸音テンプレートが、特定の呼吸音の特定の基準の時間又は周波数ドメインパターン特性であること、を特徴とすることを特徴とするフォノニューモグラフ。５５．少なくとも１つの呼吸関連センサが、呼吸器系に対してそれぞれの異なる位置に配置されるようになっている複数のセンサを備える請求項５４に記載のフォノニューモグラフ。５６．前記複数の呼吸音テンプレートが、通常の胸壁呼吸音、通常の気道呼吸音、笛音、咳、いびき音、いびき、クラックルの各呼吸音から選択された呼吸音の特性を個別に示すことを特徴とする請求項５４又は５５に記載のフォノニューモグラフ。５７．前記システムが、さらに患者の周りの空聞中の大気雑音データを測定する大気雑音マイクロフォンも含むことを特徴とする請求項５４から５６のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５８．少なくとも１つのテンプレートが通常の胸壁呼吸音用のテンプレートを備え、前記通常の胸壁呼吸用のテンプレートが、低域フィルタの形状を有する曲線を前記呼吸音データの周波数ドメインに含み、パラメータが低域フィルタの振幅、カットオフ周波数、勾配であることを特徴とする請求項５４から５７のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５９．少なくとも１つのテンプレートが通常の気道呼吸音用のテンプレートを含み、前記通常の気道呼吸用のテンプレートが、１組の二次共鳴システムの曲線を前記呼吸音データの周波数ドメインに含み、記憶されるパラメータが、１組の振幅係数、１組の減衰係数、１組の共鳴周波数であることを特徴とする請求項５４から５８のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６０．少なくとも１つのテンプレートは笛音用のテンプレートを含み、前記笛音用テンプレートは、２分の１の高さでの幅が、所定の周波数幅よりも小さい幅の狭いピークを、前記呼吸音データの周波数ドメインに含み、所定の周波数幅が、３つよりも少ない高調波を有し、前記幅の狭いピークが、所定の期間を含む少なくとも３つの時間セグメント内で発生し、前記幅の狭いピークの周波数が、前記少なくとも３回の発生時に毎ミリ秒当たり１．５Ｈｚ未満だけ変動することを特徴とする請求項５４から５９に記載のフォノニューモグラフ。６１．少なくとも１つのテンプレートがいびき音用のテンプレートを含み、前記いびき音用テンプレートが、時間ドメインおよび周波数ドメインにほぼ等間隔で配置されたピークを有する前記呼吸音データに、時間ドメインおよび周波数ドメインにおいて大気雑音との相関関係が有意に欠如した反復音を含むことを特徴とする請求項５４から６０に記載のフォノニューモグラフ。６２．少なくとも１つのテンプレートはいびき用のテンプレートを備え、前記いびき用テンプレートは、ほぼ等間隔で配置された音響構造を時間ドメインに有し等間隔で配置されたピークを周波数ドメインに有する前記呼吸音データに、時間ドメイン中の各音響構造の間の平均間隔が周波数ドメイン中の各ピークの間の平均間隔の逆数にほぼ等しい反復音を含み、前記呼吸音データが、大気雑音と有意に相関することを特徴とする請求項５４から６１のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６３．少なくとも１つのテンプレートが咳用のテンプレートを含み、前記咳用テンプレートが、０．２秒から３秒間持続し、時間ドメインに２重ハンプ・エンべロープを有し、比較的平坦なスペクトルを有し、大気音と有意に相関する音を、急激な呼気胸部運動中に含むことを特徴とする請求項５４から６２に記載のフォノニューモグラフ。６４．少なくとも１つのテンプレートがクラックル用のテンプレートを含み、このテンプレートが、開始点が前記呼吸音データの急激な変化として始まり、以下の関数にほぼ一致する曲線を含み、ｙ＝Ａ*Ｂ(t)*Ｃ(t) 上式で、ｙが、前記開始点から始まる前記呼吸音データであり、ｔが前記開始点から測定された時間であり、Ａが振幅パラメータであり、Ｂ（ｔ）がエンベロープ関数であり、Ｃ（ｔ）が振動関数であることを特徴とする請求項５４から６３のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６５．次式が成立し、上式で、ｆ₀、Ｃ、ｎ、ｍ、ｋがパラメータであることを特徴とする請求項６４に記載のフォノニューモグラフ。６６．呼吸活動のタイミングと、前記通常の呼吸音と副雑呼吸音のうちの少なくとも一方の相対タイミングおよび持続時間を求めるタイミング分析器も備えることを特徴とする請求項５４から６５のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６７．少なくとも、検出された副雑呼吸音のパラメータと、この副雑音が発生した時間とを記憶する記憶ユニットも備えることを特徴とする請求項５４から６６のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６８．前記時間が呼吸サイクルに関係付けられることを特徴とする請求項６７に記載のフォノニューモグラフ。６９．前記呼吸分析器が、前記比較的長い期間にわたって前記呼吸音データ信号の傾向を分析する傾向分析器を備えることを特徴とする請求項５４から６８に記載のフォノニューモグラフ。７０．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、患者の呼吸器系に隣接して配置された時、呼吸音に応答して呼吸音データ信号を生成するようになっている、少なくとも１つの呼吸関連センサと、患者の近くに配置された時、大気雑音に応答して大気雑音信号を生成するようになっている、大気雑音マイクロフォンと、大気雑音信号のレベルを定量化する大気雑音レベル検出器と、前記大気雑音レベル検出器が同時に、大気雑音信号に基づいて大きな大気雑音を検出したときに、前記呼吸音データ中のいびきまたは咳の存在を示す高雑音検出器と、大気雑音レベル検出器が低レベルの雑音を検出したときに前記呼吸音データ信号中の通常の呼吸活動および／または副雑呼吸音を判定するように動作する呼吸分析器とを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ。７１．副雑呼吸音が、笛音、咳、いびき音、いびき、クラックルの各音のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７０に記載のフォノニューモグラフ。７２．呼吸活動のタイミングと、前記通常の呼吸音および副雑呼吸音のうちの少なくとも一方の相対タイミングおよび持続時間を判定するタイミング分析器を備えることを特徴とする請求項７０または７１に記載のフォノニューモグラフ。７３．ディスプレイを含み、このディスプレイが、通常の呼吸を示し、かつ呼吸サイクル中のいつ副雑呼吸音が発生したかを示すことを特徴とする請求項５４から７２のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。７４．患者の呼吸器系に近接して配置された時、呼吸音に応答して呼吸音データ信号を生成するようになっている、少なくとも１つの呼吸関連センサと、前記呼吸音データ信号を連続的に分析し、呼吸の存在と、前記呼吸音データ中の副雑呼吸音の存在を判定するように動作する呼吸分析器と、前記呼吸音分析器によって異常な呼吸音または副雑呼吸音の存在が判定されたことに応答して表示を与えるインディケータとを備えると共に、前記呼吸分析器が、テンプレート・マッチャを備え、このテンプレート・マッチャが、前記呼吸関連センサによって生成された呼吸音データを複数の呼吸音テンプレートと突き合わせ、各呼吸音テンプレートが、ある種の呼吸音の特性を示し、かつこの呼吸音をパラメータ化し、前記呼吸音データが所定の適合度基準内で、１つまたは複数の呼吸音テンプレートに一致するときにのみ特定の通常の呼吸音または副雑呼吸音の存在を示す信号を生成し、且つ呼吸音テンプレートが、特定の呼吸音の特定の基準の時間又は周波数ドメインパターン特性であり、パラメータがそのパターンの特定の変化を定義するものである、ことを特徴とする呼吸音モニタ。７５．少なくとも１つの呼吸関連センサが、胸部の対向する側部に配置された一対のセンサを備え、前記呼吸分析器が、一対のセンサから出力された呼吸音データの非対称性および不均衡を検出し、アラームが、分析器によって非対称性が判定されたことに応答して警告を与えることを特徴とする請求項７４に記載のモニタ。７６．ディスプレイも備え、このディスプレイは、呼吸活動を示し、かつ少なくとも１つの前記副雑呼吸音の発生、識別、程度を示すことを特徴とする請求項７４または７５に記載のモニタ。７７．前記呼吸分析器が、少なくとも前記検出された副雑音のテンプレート・パラメータを記憶するメモリを備えることを特徴とする請求項７４から７６のいずれか一項に記載のモニタ。７８．傾向分析器を含み、この分析器が、前記記憶されている複数のテンプレート・パラメータを分析し、前記検出された副雑音の傾向を判定することを特徴とする請求項７７に記載のモニタ。７９．前記呼吸分析器が、所与の時間よりも長い時間にわたって呼吸がないことを判定する無呼吸モニタを備え、そのように呼吸がないときにはいつでもアラームが作動することを特徴とする請求項７４から７８のいずれか一項に記載のモニタ。８０．呼吸分析器が、患者の初期呼吸状態を定義する訓練ユニットと、現在の呼吸状態が前記初期呼吸状態とは有意に異なることを判定する変化ユニットとを備えることを特徴とする請求項７４から７９のいずれか一項に記載のモニタ。８１．少なくともチャネル・セレクタと少なくとも１つのスピーカを備える聴診器変換器を備え、このスピーカが、前記呼吸音データ信号を受信し、音響形態でオペレータの耳に与えることを特徴とする請求項７４から８０のいずれか一項に記載のモニタ。８２．前記呼吸音データ信号を記録する生データ・レコーダを含むことを特徴とする請求項７４から８１のいずれか一項に記載のモニタ。８３．患者の呼吸状態を判定する方法であって、胸部運動データから呼吸の吸息相／呼気相を判定し、この相から呼吸相変数を定義すること、気道呼吸音データが有意であり、外部雑音が低い場合に、気道呼吸音データがほぼ通常の形状を有するかどうかを判定し、そうである場合は、前記気道呼吸音データおよび前記呼吸相変数から呼吸流量データを生成し、気道呼吸音データが有意ではなく、外部雑音が高い場合に、流量がないことが無呼吸状態の存在を示すかどうかを判定し、そうである場合は、無呼吸アラームを設定することとを含むことを特徴とする方法。８４．ａ）大気雑音が高いか、あるいはｂ）呼吸形状が正常ではないか、あるいはｃ）気道音が高すぎる場合に高雑音表示を生成することを含むことを特徴とする請求項８３に記載の方法。８５．呼吸流量データが気道音データの０．４５から０．６７の範囲の累乗として定義され、流れの方向が前記呼吸相変数によって定義されることを特徴とする請求項８３または８４に記載の方法。８６．患者の呼吸器系の周りに配置された時、呼吸関連活動を測定するようになっている、複数の圧電センサと、前記センサに動作可能に接続され、個別にセンサを作動させて音を生成し、前記センサのうちの作動されないセンサを用いて前記音を検出し、検証モードで、測定された音を訓練モード中に受け取った音と比較する、検証ユニットとを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ・システム。８７．対象の周りに配置された複数の音響トランスジューサを有するシステム用のハードウェア検証方法であって、訓練モードでは、少なくともいくつかのトランスジューサを個別に作動させて音を生成し、生成された各音ごとに、前記トランスジューサのうちの作動されないトランスジューサを用いて前記音を測定し、前記測定された音を記憶し、検証モードでは、少なくともいくつかの前記トランスジューサを個別に作動させて音を生成し、生成された各音ごとに、前記トランスジューサのうちの作動されないトランスジューサを用いて前記音を測定し、測定された音を、前記訓練モード中に受け取った音と比較することによって、誤動作中のトランスジューサを識別することを含むことを特徴とする方法。８８．呼吸データを分析する方法であって、呼吸音データを時間セグメントに分割すること、現在のセグメントのスペクトルを生成すること、現在のセグメントが、バックグラウンド雑音を表すバックグラウンド・セグメントであるか、それとも呼吸音を表す呼吸セグメントであるかを判定すること、各種類のセグメントのスペクトルを平均し、平均バックグラウンド・スペクトルおよび平均呼吸音スペクトルを生成すること、前記平均呼吸音スペクトルについて、このスペクトルから前記平均バックグラウンド・スペクトルを減じ、比較的雑音の少ない呼吸スペクトルを生成すること、前記比較的雑音の少ない呼吸スペクトルを所定の正常曲線にあてはめ、適合度を求めること、および前記適合度が不十分である場合に不規則呼吸音検出器を作動させることを含むことを特徴とする方法。８９．前記所定の正常スペクトルが、患者が属する群によって定義される複数の所定の正常スペクトルから選択され、前記群が、男性、女性、幼児のうちの１つであることを特徴とする請求項８８に記載の方法。９０．正常スペクトルが、但し：Ａは低周波数プラトーの振幅；ｆは周波数；ｆ₀及びｓは曲線の適合パラメータの形である、請求項８８又は８９に記載の方法。９１．呼吸音データを分析する方法であって、呼吸音データ中の第１の呼吸音の存在を判定すること、呼吸音データ中の第１の呼吸音の効果を低減することによって呼吸音データを調整すること、および調整された呼吸音データ中の第２の呼吸音の存在を判定することを含むことを特徴とする方法。９２．第１の呼吸音が笛音であることを特徴とする請求項９１に記載の方法。９３．第２の呼吸音が笛音であることを特徴とする請求項９１または９２に記載の方法。９４．第１の呼吸音がクラックルであることを特徴とする請求項９１に記載の方法。９５．第２の呼吸音がクラックルであることを特徴とする請求項９１又は９４に記載の方法。９６．第１の呼吸音の効果を低減することが、第１の呼吸音の効果をほぼ除去することを含むことを特徴とする請求項９１から９５のいずれか一項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析する方法であって、呼吸器系によって生成された呼吸音を測定すること、ある信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第１の基準を満たす場合に、この信号を、所与の種類の呼吸音によって生成された信号として暫定的に識別すること、および暫定的に識別された信号が、所与の種類の呼吸音の特性を示す第２の基準を満たす場合に前記識別を確認することを含むことを特徴とする方法。２．暫定的な識別が、呼吸音を複数の第１の基準と比較することを含み、前記各基準が、所与の種類の呼吸音の特徴を示し、前記呼吸音が、第１の基準を満たす種類の呼吸音として暫定的に識別されることを特徴とする請求項１に記載の方法。３．前記識別の確認が、所与の種類の呼吸音として暫定的に識別された呼吸音を、各規準が所与の種類の特性を示す複数の第２の基準のうちの１つと比較することと、呼吸音が、所与の種類の特性を示す第２の基準を満たす場合に第２の種類の呼吸音であることを確認することを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。４．前記呼吸音データをセグメントに分割することを含み、暫定的な識別および確認が、呼吸音データの時間セグメントに基づくことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。５．所与の呼吸タイプが笛音を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。６．呼吸音を笛音として暫定的に識別することが、呼吸音のスペクトル内で幅の狭いピークを検出することと、幅の狭いピークが、いくつかの連続的な期間にわたって幅の狭い周波数範囲内のに位置しているかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。７．確認が、前記暫定的に識別された笛音の幅の狭いピークがそれぞれ、３つよりも少ない高調波を有するかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。８．前記連続期間が少なくとも１５０ｍｓであることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。９．前記幅の狭い周波数範囲が、２つの連続期間において６４Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。１０．前記連続期間が８０ｍｓから１５９ｍｓであるとき、呼吸音はスクィーク・タイプとして確認されることを特徴とする請求項６または７に記載の方法。１１．呼吸音が、幅の狭いピークの周波数が４００Ｈｚ未満であるときに低周波数笛音として分類されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。１２．呼吸音が、幅の狭いピークの周波数が４００Ｈｚから１６００Ｈｚであるときに高周波数笛音として分類されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。１３．呼吸音が、幅の狭いピークの周波数が１６００Ｈｚを超えるときに超高周波数笛音として分類されることを特徴とする請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。１４．所与の呼吸タイプがいびき音であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１５．暫定的な識別が、前記セグメントのスペクトル内で幅の狭いピークを検出することと、前記幅の狭いピークが連続期間にわたって所定の小さな周波数範囲内に位置するかどうかを判定することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。１６．呼吸音のいびき音としての識別の確認は、各連続期間中に２つよりも多くの高調波がある場合に、前記呼吸音データと患者の周りの空間中の測定された大気音との間の、周波数ドメインの伝達関数を生成すること、前記伝達関数のコヒーレンス・グラフを生成すること、および前記コヒーレンス・グラフの高コヒーレンスの周波数範囲が幅の狭い各ピークの周波数範囲に対応しない場合に前記幅の狭いピークをいびき音として確認することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。１７．呼吸音が咳であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。１８．暫定的な識別が、突然の大きな大気雑音、突然の大きな呼吸音、急激な胸部運動を同時に検出することを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。１９．呼吸音が咳であることを確認することが、前記呼吸音データのエンベロープを生成し、前記エンベロープの持続時間を求めること、この音が、ａ）呼吸音が呼息中に発生すること、ｂ）呼吸音ピークが大気雑音ピークにほぼ一致すること、ｃ）呼吸音データのエンベロープが２重ハンプ形状を有すること、ｄ）エンベロープの持続期間が所定の時間範囲内であること、ｅ）音の周波数スペクトルが、大気音と呼吸音の間に少なくとも所定の高いコヒーレンス・レベルを有する幅の広い帯域であると判定すること、の各条件を満たす場合に、この音を咳と判定することを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。２０．前記所定の時間範囲が０．２秒から３．０秒であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。２１．前記所定のコヒーレンス・レベルが０．７以上であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。２２．咳が、第２のハンプが４０ｍｓｅｃを超える分散を有し、遅い時間にスキューされている場合に湿性咳として分類されることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。２３．咳が、分散が４０ｍｓｅｃ未満であり、ほぼスキューされていない場合に乾性咳として分類されることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。２４．咳が、持続時間が２００ｍｓｅｃから３５０ｍｓｅｃであり、ハンプ同士の間の値より１０％から２５％高い第２のハンプを有する場合に犬吠咳として分類されることを特徴とする請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法２５．呼吸音がクラックルであることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。２６．呼吸音をクラックルとして暫定的に識別することが、前記呼吸音データの急激な変化の位置を見つけることを含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。２７．呼吸音がクラックルであることを確認することが、前記急激な変化の後に続く呼吸音データを以下の曲線にあてはめることを含み、ｙ＝Ａ^*Ｂ(t)^*Ｃ(t) 上式で、ｙが、ｔが開始する急激な変化から開始する前記呼吸音データであり、Ａが振幅パラメータであり、Ｂ（ｔ）がエンベロープ関数であり、Ｃ（ｔ）が振動関数であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。２８．次式が成立し、上式で、ｆ₀、Ｃ、ｎ、ｍ、ｋがパラメータであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。２９．前記パラメータの値からクラックル・タイプを識別することを含む請求項２８に記載の方法。３０．クラックルが、ｆ₀が６００Ｈｚを超える場合に捻髪音として識別されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。３１．クラックルが、Ｃ、すなわちクラックル内部周波数の変化率が１００よりも大きい場合に水泡音として定義されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。３２．クラックルが起こった呼吸サイクルの部分を識別することを含む請求項２６から３１のいずれか一項に記載の方法。３３．所与の呼吸音がいびきであることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。３４．呼吸音をいびきとして暫定的に識別することが、呼吸音が吸息期間中に発声したと判定すること、および呼吸音と患者の周りの領域内の大気雑音との相関関係が強いと判定することを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。３５．暫定的に識別された呼吸音がいびきであると判定することが、吸息期間中のピークを識別し、平均最高最低時間デルタ＿ｔを求めること、吸息期間のパワー・スペクトル中の有意に大きな少なくとも３つのピークを識別し、平均最高最低周波数デルタ＿ｆを求めること、前記呼吸音データと、前記呼吸音データを収集した空間の実測大気雑音との間の、周波数ドメインの伝達関数のコヒーレンス・グラフを生成すること、デルタ＿ｔがデルタ＿ｆの逆数に近く、かつ前記コヒーレンス・グラフの高コヒーレンスの周波数範囲が前記幅の狭いピークの周波数範囲に対応する場合に、いびきを識別することを含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。３６．吸息期間中のピークを識別することが、吸息期間の前記パワー・スペクトルの逆フーリエ変換を計算し、それによってクリーンにされたデータを生成すること、前記セグメントの開始位置から５ｍｓから２５ｍｓの点から始まる前記クリーン・データ中の第１のピークを探索すること、および前記第１のピークの後に続くピークを探索することを含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。３７．パワー・スペクトル中の３つのピークを識別することが、パワー・スペクトルのヒストグラムを計算すること、ヒストグラムの分散を求めること、およびｋ分散以上である値を有する点をピークとして定義する（ｋは少なくとも３である）ことを含むことを特徴とする請求項３５または３６に記載の方法。３８．いびきが、スペクトルが３つまたは４つの共鳴ピークを含む場合に単純ないびきとして分類されることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。３９．いびきが、スペクトルが５つ以上の共鳴ピークを含む場合に複雑ないびきとして分類されることを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。４０．呼吸音が胸壁呼吸音であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の方法。４１．呼吸音が、振幅、コーナー周波数、勾配の各パラメータを有する低域フィルタ形状曲線に適合する場合に胸壁呼吸音として識別されることを特徴とする請求項４０に記載の方法。４２．呼吸音が、コーナー周波数が患者の年齢の通常の周波数よりも高い場合に気管支胸壁呼吸音として確認されることを特徴とする請求項４１に記載の方法。４３．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、呼吸音に関する音を受け取り、受け取った音に応答して信号を生成する少なくとも１つの可聴呼吸センサと、前記信号を分析して最初に前記呼吸音をスクリーニングし、この初期スクリーニングが、所与の種類の呼吸音が第１の基準を満たす場合にこの呼吸音によって生成された信号として信号を暫定的に識別するように動作する、少なくとも１つの第１の音響信号分析器と、前記信号のうちの暫定的に識別された信号をさらに分析し、これらの信号が所与の種類の呼吸音によって生成されたかどうかを確認する、少なくとも１つの第２の音響信号分析器とを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ。４４．少なくとも１つの呼吸センサが、呼吸器系に対してそれぞれの異なる位置に配置された複数の呼吸センサを備えることを特徴とする請求項４３に記載のフォノニューモグラフ。４５．少なくとも１つの第１の音響分析器が複数の第１の音響分析器を備え、各音響分析器は、最初に前記呼吸音をスクリ−ニングするように動作し、それぞれの異なる種類の呼吸音を確定的に識別することを特徴とする請求項４３または４４に記載のフォノニューモグラフ。４６．少なくとも１つの第２の音響分析器が複数の第２の音響分析器を備え、各音響分析器は、最初に前記呼吸音をスクリーニングするように動作し、それぞれの異なる種類の呼吸音を確定的に識別することを特徴とする請求項４３から４５のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。４７．所与の種類の呼吸音がクラックルを含むことを特徴とする請求項４３から４６のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。４８．所与の種類の呼吸音が咳を含むことを特徴とする請求項４３から４７のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。４９．所与の種類の呼吸音がいびきを含むことを特徴とする請求項４３から４８のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５０．所与の種類の呼吸音がいびき音を含むことを特徴とする請求項４３から４９のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５１．所与の種類の呼吸音が笛音を含むことを特徴とする請求項４３から５０のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５２．所与の種類の呼吸音が呼吸であることを特徴とする請求項４３から５１のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５３．第１の音響分析器が音を時間セグメントに分割し、セグメントごとに分析することを特徴とする請求項４３から５２のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５４．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、患者の呼吸器系に隣接して配置され、呼吸関連活動を測定し、呼吸音データを生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、前記呼吸音データを複数の呼吸音テンプレートと突き合わせ、各呼吸音テンプレートが、ある種の呼吸音の特性を示し、かつこの呼吸音をパラメータ化し、前記呼吸音データが所定の適合度基準内で、１つまたは複数の前記呼吸音テンプレートに一致するときにのみ特定の通常の呼吸音または副雑呼吸音の存在を示す信号を生成する、呼吸分析器とを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ。５５．少なくとも１つの呼吸関連センサが、呼吸器系に対してそれぞれの異なる位置に配置された複数のセンサを備えることを特徴とする請求項５４に記載のフォノニューモグラフ。５６．少なくとも１つのセンサが、胸部拡張センサ、呼吸音センサ、気道音センサ、流量計、肺活量計の各センサ・タイプのうちの少なくとも１種類の少なくとも１つのセンサを含むことを特徴とする請求項５４または５５に記載のフォノニューモグラフ。５７．前記複数の呼吸音テンプレートが、通常の胸壁呼吸音、通常の気道呼吸音、笛音、咳、いびき音、いびき、クラックルの各呼吸音から選択された呼吸音の特性を個別に示すことを特徴とする請求項５４から５６のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５８．前記システムが、さらに患者の周りの空間中の大気雑音データを測定する大気雑音マイクロフォンも含むことを特徴とする請求項５４から５７のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。５９．少なくとも１つのテンプレートが通常の胸壁呼吸音用のテンプレートを備え、前記通常の胸壁呼吸用のテンプレートが、低域フィルタの形状を有する曲線を前記呼吸音データの周波数ドメインに含み、パラメータが低域フィルタの振幅、カットオフ周波数、勾配であることを特徴とする請求項５４から５８のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６０．少なくとも１つのテンプレートが通常の気道呼吸音用のテンプレートを含み、前記通常の気道呼吸用のテンプレートが、１組の二次共鳴システムの曲線を前記呼吸音データの周波数ドメインに含み、記憶されるパラメータが、１組の振幅係数、１組の減衰係数、１組の共鳴周波数であることを特徴とする請求項５４から５９のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６１．少なくとも１つのテンプレートは笛音用のテンプレートを含み、前記笛音用テンプレートは、２分の１の高さでの幅が、所定の周波数幅よりも小さい幅の狭いピークを、前記呼吸音データの周波数ドメインに含み、所定の周波数幅が、３つよりも少ない高調波を有し、前記幅の狭いピークが、所定の期間を含む少なくとも３つの時間セグメント内で発生し、前記幅の狭いピークの周波数が、前記少なくとも３回の発生時に毎ミリ秒当たり１．５Ｈｚ未満だけ変動することを特徴とする請求項５４から６０に記載のフォノニューモグラフ。６２．少なくとも１つのテンプレートがいびき音用のテンプレートを含み、前記いびき音用テンプレートが、時間ドメインおよび周波数ドメインにほぼ等間隔で配置されたピークを有する前記呼吸音データに、時間ドメインおよび周波数ドメインにおいて大気雑音との相関関係が有意に欠如した反復音を含むことを特徴とする請求項５４から６１に記載のフォノニューモグラフ。６３．少なくとも１つのテンプレートはいびき用のテンプレートを備え、前記いびき用テンプレートは、ほぼ等間隔で配置された音響構造を時間ドメインに有し等間隔で配置されたピークを周波数ドメインに有する前記呼吸音データに、時間ドメイン中の各音響構造の間の平均間隔が周波数ドメイン中の各ピークの間の平均間隔の逆数にほぼ等しい反復音を含み、前記呼吸音データが、大気雑音と有意に相関することを特徴とする請求項５４から６２のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６４．少なくとも１つのテンプレートが咳用のテンプレートを含み、前記咳用テンプレートが、０．２秒から３秒間持続し、時間ドメインに２重ハンプ・エンベロープを有し、比較的平坦なスペクトルを有し、大気音と有意に相関する音を、急激な呼気胸部運動中に含むことを特徴とする請求項５４から６３に記載のフォノニューモグラフ。６５．少なくとも１つのテンプレートがクラックル用のテンプレートを含み、このテンプレートが、開始点が前記呼吸音データの急激な変化として始まり、以下の関数にほぼ一致する曲線を含み、ｙ＝Ａ^*Ｂ(t)^*Ｃ(t) 上式で、ｙが、前記開始点から始まる前記呼吸音データであり、ｔが前記開始点から測定された時間であり、Ａが振幅パラメータであり、Ｂ（ｔ）がエンベロープ関数であり、Ｃ（ｔ）が振動関数であることを特徴とする請求項５４から６４のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６６．次式が成立し、上式で、ｆ₀、Ｃ、ｎ、ｍ、ｋがパラメータであることを特徴とする請求項６５に記載のフォノニューモグラフ。６７．呼吸活動のタイミングと、前記通常の呼吸音と副雑呼吸音のうちの少なくとも一方の相対タイミングおよび持続時間を求めるタイミング分析器も備えることを特徴とする請求項５４から６６のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６８．少なくとも、検出された副雑呼吸音のパラメータと、この副雑音が発生した時間とを記憶する記憶ユニットも備えることを特徴とする請求項５４から６７のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。６９．前記時間が呼吸サイクルに関係付けられることを特徴とする請求項６８に記載のフォノニューモグラフ。７０．前記呼吸分析器が、前記比較的長い期間にわたって前記呼吸音データ信号の傾向を分析する傾向分析器を備えることを特徴とする請求項５４から６９に記載のフォノニューモグラフ。７１．呼吸器系によって生成された呼吸音を分析するフォノニューモグラフであって、患者の呼吸器系に隣接して配置され、呼吸音に応答して呼吸音データ信号を生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、患者の近くに配置され、大気雑音に応答して大気雑音信号を生成する、大気雑音マイクロフォンと、大気雑音信号のレベルを定量化する大気雑音レベル検出器と、前記大気雑音レベル検出器が同時に、大気雑音信号に基づいて大きな大気雑音を検出したときに、前記呼吸音データ中のいびきまたは咳の存在を示す高雑音検出器と、大気雑音レベル検出器が低レベルの雑音を検出したときに前記呼吸音データ信号中の通常の呼吸活動および／または副雑呼吸音を判定するように動作する呼吸分析器とを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ。７２．副雑呼吸音が、笛音、咳、いびき音、いびき、クラックルの各音のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７２に記載のフォノニューモグラフ。７３．呼吸活動のタイミングと、前記通常の呼吸音および副雑呼吸音のうちの少なくとも一方の相対タイミングおよび持続時間を判定するタイミング分析器を備えることを特徴とする請求項７１または７２に記載のフォノニューモグラフ。７４．ディスプレイを含み、このデイスプレイが、通常の呼吸を示し、かつ呼吸サイクル中のいつ副雑呼吸音が発生したかを示すことを特徴とする請求項５４から７３のいずれか一項に記載のフォノニューモグラフ。７５．患者の呼吸器系に近接して配置され、呼吸音に応答して呼吸音データ信号を生成する、少なくとも１つの呼吸関連センサと、前記呼吸音データ信号を連続的に分析し、呼吸の存在と、前記呼吸音データ中の副雑呼吸音の存在を判定するように動作する呼吸分析器と、前記呼吸音分析器によって異常な呼吸音または副雑呼吸音の存在が判定されたことに応答して警告表示を与えるアラームとを備えることを特徴とする呼吸音モニタ。７６．少なくとも１つの呼吸関連センサが、胸部の対向する側部に配置された一対のセンサを備え、前記呼吸分析器が、一対のセンサから出力された呼吸音データの非対称性および不均衡を検出し、アラームが、分析器によって非対称性が判定されたことに応答して警告を与えることを特徴とする請求項７５に記載のモニタ。７７．ディスプレイも備え、このディスプレイは、呼吸活動を示し、かつ少なくとも１つの前記副雑呼吸音の発生、識別、程度を示すことを特徴とする請求項７５または７６に記載のモニタ。７８．前記呼吸分析器が、テンプレート・マッチャを備え、このテンプレート・マッチャが、前記呼吸関連センサによって生成された呼吸音データを複数の呼吸音テンプレートと突き合わせ、各呼吸音テンプレートが、ある種の呼吸音の特性を示し、かつこの呼吸音をパラメータ化し、前記呼吸音データが所定の適合度基準内で、１つまたは複数の呼吸音テンプレートに一致するときにのみ特定の通常の呼吸音または副雑呼吸音の存在を示す信号を生成することを特徴とする請求項７５から７７のいずれか一項に記載のモニタ。７９．前記呼吸分析器が、少なくとも前記検出された副雑音のテンプレート・パラメータを記憶するメモリを備えることを特徴とする請求項７８に記載のモニタ。８０．傾向分析器を含み、この分析器が、前記記憶されている複数のテンプレート・パラメータを分析し、前記検出された副雑音の傾向を判定することを特徴とする請求項７９に記載のモニタ。８１．前記呼吸分析器が、所与の時間よりも長い時間にわたって呼吸がないことを判定する無呼吸モニタを備え、そのように呼吸がないときにはいつでもアラームが作動することを特徴とする請求項７５から８０のいずれか一項に記載のモニタ。８２．呼吸分析器が、患者の初期呼吸状態を定義する訓練ユニットと、現在の呼吸状態が前記初期呼吸状態とは有意に異なることを判定する変化ユニットとを備えることを特徴とする請求項７５から８１のいずれか一項に記載のモニタ。８３．少なくともチャネル・セレクタと少なくとも１つのスピーカを備える聴診器変換器を備え、このスピーカが、前記呼吸音データ信号を受信し、音響形態でオペレータの耳に与えることを特徴とする請求項７５から８２のいずれか一項に記載のモニタ。８４．前記呼吸音データ信号を記録する生データ・レコーダを含むことを特徴とする請求項７５から８３のいずれか一項に記載のモニタ。８５．呼吸音データ信号を測定するために患者の呼吸器系の周りに配置された少なくとも１つの呼吸関連センサと、前記少なくとも呼吸関連センサによって生成された呼吸音データ信号を少なくとも通常呼吸音テンプレートと連続的に突き合わせて、呼吸の存在を判定し、所与の期間よりも長い期間にわたって呼吸が存在しないときに警告表示を与える、呼吸分析器とを備えることを特徴とする無呼吸モニタ。８６．患者の呼吸状態を判定する方法であって、胸部運動データから呼吸の吸息相／呼気相を判定し、この相から呼吸相変数を定義すること、気道呼吸音データが有意であり、外部雑音が低い場合に、気道呼吸音データがほぼ通常の形状を有するかどうかを判定し、そうである場合は、前記気道呼吸音データおよび前記呼吸相変数から呼吸流量データを生成し、気道呼吸音データが有意ではなく、外部雑音が高い場合に、流量がないことが無呼吸状態の存在を示すかどうかを判定し、そうである場合は、無呼吸アラームを設定することとを含むことを特徴とする方法。８７．ａ）大気雑音が高いか、あるいはｂ）呼吸形状が正常ではないか、あるいはｃ）気道音が高すぎる場合に高雑音表示を生成することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。８８．呼吸流量データが気道音データの０．４５から０．６７の範囲の累乗として定義され、流れの方向が前記呼吸相変数によって定義されることを特徴とする請求項８６または８７に記載の方法。８９．患者の呼吸器系の周りに配置され、呼吸関連活動を測定する、複数の圧電センサと、前記センサに動作可能に接続され、個別にセンサを作動させて音を生成し、前記センサのうちの作動されないセンサを用いて前記音を検出し、検証モードで、測定された音を訓練モード中に受け取った音と比較する、検証ユニットとを備えることを特徴とするフォノニューモグラフ・システム。９０．対象の周りに配置された複数の音響トランスジューサを有するシステム用のハードウェア検証方法であって、訓練モードでは、少なくともいくつかのトランスジューサを個別に作動させて音を生成し、生成された各音ごとに、前記トランスジューサのうちの作動されないトランスジューサを用いて前記音を測定し、前記測定された音を記憶し、検証モードでは、少なくともいくつかの前記トランスジューサを個別に作動させて音を生成し、生成された各音ごとに、前記トランスジューサのうちの作動されないトランスジューサを用いて前記音を測定し、測定された音を、前記訓練モード中に受け取った音と比較することによって、誤動作中のトランスジューサを識別することを含むことを特徴とする方法。９１．呼吸データを分析する方法であって、現在のセグメントのスペクトルを生成すること、現在のセグメントが、バックグラウンド雑音を表すバックグラウンド・セグメントであるか、それとも呼吸音を表す呼吸セグメントであるかを判定すること、各種類のセグメントのスペクトルを平均し、平均バックグラウンド・スペクトルおよび平均呼吸音スペクトルを生成すること、前記平均呼吸音スペクトルについて、このスペクトルから前記平均バックグラウンド・スペクトルを減じ、比較的雑音の少ない呼吸スペクトルを生成すること、前記比較的雑音の少ない呼吸スペクトルを所定の正常曲線にあてはめ、適合度を求めること、および前記適合度が不十分である場合に不規則呼吸音検出器を作動させることを含むことを特徴とする方法。９２．前記所定の正常スペクトルが、患者が属する群によって定義される複数の所定の正常スペクトルから選択され、前記群が、男性、女性、幼児のうちの１つであることを特徴とする請求項９１に記載の方法。９３．呼吸音データを分析する方法であって、呼吸音データ中の第１の呼吸音の存在を判定すること、呼吸音データ中の第１の呼吸音の効果を低減することによって呼吸音データを調整すること、および調整された呼吸音データ中の第２の呼吸音の存在を判定することを含むことを特徴とする方法。９４．第１の呼吸音が笛音であることを特徴とする請求項９３に記載の方法。９５．第２の呼吸音が笛音であることを特徴とする請求項９３または９４に記載の方法。９６．第１の呼吸音がクラックルであることを特徴とする請求項９３に記載の方法。９７．第２の呼吸音がクラックルであることを特徴とする請求項９３から９６のいずれか一項に記載の方法。９８．第１の呼吸音の効果を低減することが、第１の呼吸音の効果をほぼ除去することを含むことを特徴とする請求項９３から９７のいずれか一項に記載の方法。