JP2010517660A - 肺機能の領域別評価システムおよびその方法 - Google Patents
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Abstract
患者の肺の2つ以上の領域で領域別評価を行う方法およびシステム。システムは、胸郭上に固定するように構成された複数のトランスジューサを含む。各トランスジューサは、トランスジューサの場所での圧力波を表す信号P(xi,t)を生成する。トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆う。エネルギー評価信号は、各信号P(xi,t)から計算される。各領域について、領域の評価は、その領域のエネルギー評価信号から計算される。
Description
(発明の分野)
本発明は、医療用の装置および方法に関するものであって、更に詳細には、身体の音を解析するためのそのような装置および方法に関する。
本発明は、医療用の装置および方法に関するものであって、更に詳細には、身体の音を解析するためのそのような装置および方法に関する。
(発明の背景)
肺生理機能の領域別評価は、「VQスキャン」としても知られる放射性ヌクレオチドかん流(radionucleotide perfusion)を用いて行われてきた。この方法では、放射性粒子を被験者の血流系に注入するか、あるいは、懸濁した放射性粒子を被験者に吸引させることが行われる。肺のX線画像を撮影して、画像中の肺の片側又は両側を2つ以上の領域に分割する。次に、各々の肺領域について別々の解析を実行する。ほとんどの領域別肺評価では、2つの肺の画像の各々を3つの部位(上部、中間および下部)に分割し、各領域で肺機能又は肺生理機能の領域別評価が得られる。典型的には、領域別評価には、各領域で検出された合計の検出放射能の比率を決定する工程が含まれる。各部位で検出された放射能の量が各部位における肺の状態と関連付けられる。
肺生理機能の領域別評価は、「VQスキャン」としても知られる放射性ヌクレオチドかん流(radionucleotide perfusion)を用いて行われてきた。この方法では、放射性粒子を被験者の血流系に注入するか、あるいは、懸濁した放射性粒子を被験者に吸引させることが行われる。肺のX線画像を撮影して、画像中の肺の片側又は両側を2つ以上の領域に分割する。次に、各々の肺領域について別々の解析を実行する。ほとんどの領域別肺評価では、2つの肺の画像の各々を3つの部位(上部、中間および下部)に分割し、各領域で肺機能又は肺生理機能の領域別評価が得られる。典型的には、領域別評価には、各領域で検出された合計の検出放射能の比率を決定する工程が含まれる。各部位で検出された放射能の量が各部位における肺の状態と関連付けられる。
身体の音は、日常的にいろんな疾患の診断において医師によって利用されている。医師は、患者の胸部又は背中に聴診器を置いて、患者の呼吸をモニターし、肺の副雑音(すなわち、異常又は予期しない音)を検出しようとする。肺の副雑音の同定および分類は、しばしば肺の異常に関する重要な情報を提供する。
被験者の胸部又は背中に1又は複数のマイクロフォンを固定して、肺の音を記録する方法も知られている。米国特許第6,139,505号は、患者の胸の周りに複数のマイクロフォンを設置するシステムを開示している。呼気および吸気の間のマイクロフォンの記録は、スクリーン上に表示されるか、あるいは、紙の上に印刷される。次に、医師は、目視により記録を調べて、患者の肺疾患を検出しようとする。Kompis等は、M個のマイクロフォンを患者の胸に設置して肺の音を記録するシステムを開示している(Chest 2001年、120巻、4号)。記録からM個の線形方程式が生成され、それらが最小二乗法近似を用いて解かれる。システムの解を用いて、記録中に検出された音源の肺中での位置が決定される。
Kushnir等に与えられた米国特許第6,887,208号は、気道で発生する音を記録および解析するシステムおよび方法を提供している。気道の音が、患者の胸郭上の複数の場所で記録され、記録された音を処理して気道の画像が生成される。この処理には、t1からt2までの期間にわたって胸郭上の複数の場所において、記録された信号から平均の音響エネルギーを決定する工程が含まれる。1つの場所における「音響エネルギー」という用語は、ここでは、その場所における圧力と質量伝播速度との積を近似又は表示するパラメータを意味する。画像を用いて、気道生理機能が解析され、病理状態が検出される。これに加えて、時間区間を複数の部分区間に分割し、部分区間の2つ以上について、胸郭上で平均の音響エネルギーが決定される。次にそのような部分区間の各々についての画像が決定され、逐次的に表示モニターに表示される。これにより、時間区間にわたって、気道で発生する音響エネルギーの動的変化を示す動画が得られる。
Chest 2001年、120巻、4号
(発明の概要)
本発明は、肺機能の領域別評価のためのシステムおよび方法を提供する。発明に従えば、胸郭上の複数の場所で身体表面にマイクロフォンが固定され、各々のトランスジューサの場所において肺の音を表す信号が記録される。各信号は、解析され、各トランスジューサの場所におけるエネルギー評価信号が生成される。トランスジューサの組は、サブセットとしてグループ化される。各サブセットは、肺の特定の領域を覆って身体表面上に位置するトランスジューサで構成される。領域は、肺の解剖学的領域に対応するか、あるいは、肺組織とは独立的に決められる。各々のサブセットの場所に対して、エネルギー評価信号に基づいて下層の肺領域の領域別評価が得られる。領域別評価は、動的なもの、すなわち、呼吸サイクルの少なくとも一部分で変動する評価でよい。このケースでは、領域別評価は、例えば、各サブセットの場所における評価信号の総計、最大信号、最小信号又は平均信号として計算された信号でよい。領域別評価は、サブセット中の場所における(動的又は静的な)エネルギー評価の値の合計を、トランスジューサの組全体のエネルギー評価信号の値の合計で除したものでよい。領域別評価は、非動的なもの、あるいは、総体的評価でよい。このケースでは、領域別評価は、呼吸サイクルの少なくとも一部分にわたる動的領域別評価の平均値でよい。1つの実施の形態で、各々の肺は、3つの部位(上部、中間および下部)に分割され、領域別評価は、6つの部位の各々について上で述べたようにして得られる。別の実施の形態では、肺は、各領域が同じ数のマイクロフォンを搭載するように、領域に分割される。領域別評価は、表の形で提供される。あるいは、肺および肺領域の輪郭を示す図が生成され、各領域の領域別評価の値が図のその領域に示される。
本発明は、肺機能の領域別評価のためのシステムおよび方法を提供する。発明に従えば、胸郭上の複数の場所で身体表面にマイクロフォンが固定され、各々のトランスジューサの場所において肺の音を表す信号が記録される。各信号は、解析され、各トランスジューサの場所におけるエネルギー評価信号が生成される。トランスジューサの組は、サブセットとしてグループ化される。各サブセットは、肺の特定の領域を覆って身体表面上に位置するトランスジューサで構成される。領域は、肺の解剖学的領域に対応するか、あるいは、肺組織とは独立的に決められる。各々のサブセットの場所に対して、エネルギー評価信号に基づいて下層の肺領域の領域別評価が得られる。領域別評価は、動的なもの、すなわち、呼吸サイクルの少なくとも一部分で変動する評価でよい。このケースでは、領域別評価は、例えば、各サブセットの場所における評価信号の総計、最大信号、最小信号又は平均信号として計算された信号でよい。領域別評価は、サブセット中の場所における(動的又は静的な)エネルギー評価の値の合計を、トランスジューサの組全体のエネルギー評価信号の値の合計で除したものでよい。領域別評価は、非動的なもの、あるいは、総体的評価でよい。このケースでは、領域別評価は、呼吸サイクルの少なくとも一部分にわたる動的領域別評価の平均値でよい。1つの実施の形態で、各々の肺は、3つの部位(上部、中間および下部)に分割され、領域別評価は、6つの部位の各々について上で述べたようにして得られる。別の実施の形態では、肺は、各領域が同じ数のマイクロフォンを搭載するように、領域に分割される。領域別評価は、表の形で提供される。あるいは、肺および肺領域の輪郭を示す図が生成され、各領域の領域別評価の値が図のその領域に示される。
発明の1つの実施の形態で、呼吸サイクルは、2つ以上の時間区間に分割され、肺の領域別評価は、各々の時間区間について発明に従って得られる。
発明のシステムは、患者の胸郭上の患者の胸部又は背中の本質的に平坦な領域Rに付着されるように構成された複数のN個のトランスジューサ(マイクロフォン)を含む。トランスジューサは、典型的には、それらを患者の皮膚上に容易に固定できるように、マトリクス状に埋め込まれる。そのようなマトリクスは、典型的には、患者の胸郭上に容易に設置できるように、ベスト又はガーメントの形をしている。異なるサイズの患者、異なる年齢、性別等に合わせるように、異なるマトリクスを使用できることを理解されよう。
1つの実施の形態で、複数の場所の各々で計算されるパラメータは、平均の音響エネルギーである。1つの場所における「音響エネルギー」という用語は、ここでは、その場所における圧力と質量伝播速度との積を表示又は近似するパラメータを意味する。発明の多くの好適な実施の形態で、計算された平均の音響エネルギーから肺の画像が生成される。画像は、表示装置に表示され、画像中の肺は、肺領域に分割されている。肺領域の領域別評価は、肺の画像と一緒に表示される。
発明のシステムに従うシステムは、適切にプログラミングされたコンピュータでよいということも理解されよう。同様に、発明は、発明の方法を実行するための、コンピュータが読み出し可能なコンピュータ・プログラムを意図する。発明は、更に、発明の方法を実行するためのマシンによって実行可能な命令のプログラムを明白に具現化するマシン読み取り可能なメモリを意図する。
このように、発明の態様の1つにおいて、発明は、患者の肺の2つ以上の領域において領域別評価を行うためのシステムを提供する。それは、
(a)複数のN個のトランスジューサであって、ここでnは、2に等しいかそれより大きい整数であり、各トランスジューサは、胸郭上の患者の表面に固定されるように構成されており、i番目のトランスジューサは、i=1からNについて、場所xiに固定されて、場所xiにおける圧力波を表示する信号P(xi,t)を生成し、トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆っている、複数のN個のトランスジューサと、
(b)プロセッサであって、
(i)時間区間にわたって得られた信号P(xi,t)を受信して、各信号P(xi,t)から場所xiにおけるエネルギー評価信号を計算し、
(ii)2つ以上の領域の各々について、その領域を覆うトランスジューサによって得られたエネルギー評価信号を含む計算のなかで肺の評価を計算する
ように構成されたプロセッサと、
を含む。
(a)複数のN個のトランスジューサであって、ここでnは、2に等しいかそれより大きい整数であり、各トランスジューサは、胸郭上の患者の表面に固定されるように構成されており、i番目のトランスジューサは、i=1からNについて、場所xiに固定されて、場所xiにおける圧力波を表示する信号P(xi,t)を生成し、トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆っている、複数のN個のトランスジューサと、
(b)プロセッサであって、
(i)時間区間にわたって得られた信号P(xi,t)を受信して、各信号P(xi,t)から場所xiにおけるエネルギー評価信号を計算し、
(ii)2つ以上の領域の各々について、その領域を覆うトランスジューサによって得られたエネルギー評価信号を含む計算のなかで肺の評価を計算する
ように構成されたプロセッサと、
を含む。
発明の態様の別の1つで、発明は、患者の肺の2つ以上の領域で領域別評価を行う方法を提供する。それは、
(a)複数のN個の信号P(xi,t)を受信する工程であって、ここでNは、2に等しいかそれより大きい整数であり、各信号は、患者の胸郭上の表面に固定されたトランスジューサによって生成され、i番目のトランスジューサは、i=1からNについて、場所xiに固定されて、場所xiにおける圧力波を表示する信号P(xi,t)を生成し、トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆っており、信号P(xi,t)は、時間区間にわたって得られる、複数のN個の信号P(xi,t)を受信する工程と、
(b)各信号P(xi,t)から場所xiにおけるエネルギー評価信号を計算する工程と、
(c)2つ以上の領域の各々について、その領域を覆うトランスジューサによって得られたエネルギー評価信号を含む計算のなかで肺の評価を計算する工程と、
を含む。
(a)複数のN個の信号P(xi,t)を受信する工程であって、ここでNは、2に等しいかそれより大きい整数であり、各信号は、患者の胸郭上の表面に固定されたトランスジューサによって生成され、i番目のトランスジューサは、i=1からNについて、場所xiに固定されて、場所xiにおける圧力波を表示する信号P(xi,t)を生成し、トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆っており、信号P(xi,t)は、時間区間にわたって得られる、複数のN個の信号P(xi,t)を受信する工程と、
(b)各信号P(xi,t)から場所xiにおけるエネルギー評価信号を計算する工程と、
(c)2つ以上の領域の各々について、その領域を覆うトランスジューサによって得られたエネルギー評価信号を含む計算のなかで肺の評価を計算する工程と、
を含む。
発明を理解し、それが実際にどのように実行されるかを見るために、ここで好適な実施の形態について、非限定的な意図で添付図面を参照しながら説明する。
(発明の詳細な説明)
図1は、発明の1つの実施の形態に従う、肺の領域別評価を実行するための一般に100で示されるシステムを模式的に示す。システム100は、複数のN個の音響トランスジューサを含み、ここでNは、2に等しいかそれより大きい整数である。図1には、4つのトランスジューサ105a、105b、105cおよび105dが示されている。これは、ほんの一例であって、発明のシステムおよび方法は、2に等しいかそれより多い数のトランスジューサを有するトランスジューサ・アレイを用いて実行される。トランスジューサ105は、マイクロフォン又はドップラー・シフト検出器などの任意のタイプの音響トランスジューサでよい。
図1は、発明の1つの実施の形態に従う、肺の領域別評価を実行するための一般に100で示されるシステムを模式的に示す。システム100は、複数のN個の音響トランスジューサを含み、ここでNは、2に等しいかそれより大きい整数である。図1には、4つのトランスジューサ105a、105b、105cおよび105dが示されている。これは、ほんの一例であって、発明のシステムおよび方法は、2に等しいかそれより多い数のトランスジューサを有するトランスジューサ・アレイを用いて実行される。トランスジューサ105は、マイクロフォン又はドップラー・シフト検出器などの任意のタイプの音響トランスジューサでよい。
トランスジューサ105の組は、患者の肺を覆って患者110の背中又は胸部の本質的に平坦な領域Rに付着されるように構成されている。トランスジューサ105は、当該分野で既知の任意の手段、例えば、接着剤、吸引又は締め付けストラップを用いて患者に貼り付けられる。トランスジューサは、それらを患者の皮膚に容易に付着させることができるように、マトリクス状に埋め込まれる。そのようなマトリクスは、患者の胸郭上に容易に設置できるように、ベスト又はガーメントの形をしている。異なるサイズの患者、異なる年齢、性別等に合わせるように異なるマトリクスを使用できることを理解されよう。
領域R中の位置は、平坦な領域R中で定義された二次元座標系で二次元位置信号x=(x1,x2)によって指定される。i=1からNについて、i番目のトランスジューサは、領域R中の位置xiに固定されて、ここでは、位置xiで身体に達する圧力波を表すP(xi,t)によって示される、対応するアナログ電圧信号115を生成する。
トランスジューサ105は、少なくとも2つのサブセットに分割される。各サブセットは、肺の特定領域を覆うトランスジューサで構成される。例えば、トランスジューサは、2つのサブセットに分割され、1つのサブセットが左肺を覆い、他方のサブセットが右肺を覆う。別の例として、各肺は、3つの部位(上部、中間および下部)に分割され、トランスジューサは、6つのサブセット(左肺の上部領域、左肺の中間領域、左肺の下部領域、右肺の上部領域、右肺の中間領域および右肺の下部領域)に分割される。
アナログ信号115は、マルチチャネルのアナログ−デジタル変換器120によってデジタル化され、対応するデジタル・データ信号S(xi,t)125を発生させる。データ信号125は、メモリ130に入力される。メモリ130へ入力されたデータは、データ信号125を処理するように構成されたプロセッサ135によってアクセスされる。
コンピュータ・キーボード140又はマウス145などの入力装置を用いて、患者110の個人的詳細など検査に関連する関連情報が入力される。入力装置140は、また信号S(xi,t)を解析すべき時間を指定し、あるいは、信号S(xi,t)の解析を行わない1又は複数の時間区間を指定する1又は複数の時刻t1およびt2の値を入力するためにも用いられる。システム100は、更に領域別評価の結果を表示するための表示装置150を含む。
図2は、発明の1つの実施の形態に従ってプロセッサ135によって実行される、信号S(xi,t)125から肺機能の領域別評価を実行する方法を示す。工程200では、心臓血管の音など気道音から生じない信号の1又は複数の成分を取り除くために、信号S(xi,t)125がフィルタリングされて、対応する濾過された信号S(xi,t)が生成される。気道音は、典型的には、100から2000Hzの範囲にあり、他方、心臓音は、8から70Hzの範囲にある。このように、心臓音は、180−350Hzの範囲の帯域通過フィルタを通すことによって信号から除去できる。この帯域通過フィルタリングは、またアーチファクトおよび肺の副雑音も除去する。
ここで、kは、区間の数、tjは、区間中の時間サンプルで、nは、区間中のサンプル数である。工程206では、差分信号
が計算される。工程208では、差分信号
を含む計算のなかでエネルギー評価信号が計算される。エネルギー評価信号の計算は、pを予め定められた定数としたとき代数的表現
又は表現
を含む。ここに取り上げた好適な実施の形態では、p=2である。より最適な実施の形態では、後述のように、各区間kのなかで信号Sf(xi,t)の標準偏差を使用してエネルギー信号が計算される。工程210では、各々の肺領域について、その領域を覆うトランスジューサ・サブセットのエネルギー評価信号の合計が計算される。
上で説明したように、最も好適な実施の形態では、信号Sf(xi,t)の標準偏差を用いてエネルギー評価信号が計算される。図3は、この実施の形態に従って、図2の工程208でエネルギー評価信号を計算する方法を示す。工程215で、各区間について標準偏差σ(xi,k)が計算される。ここで、
ここで、上のように、kは、区間の数であり、tjは、区間中の時間サンプルで、nは、区間中のサンプルの数、
は、区間中の信号の平均値である。
次に工程216で、正規化された標準偏差信号σnorm(xi,k)が計算される。ここで
次に、工程217で、信号σnorm(xi,k)は、好ましくは、フィルタを通される。このフィルタリングは、例えば、MATLAB(R)のアルゴリズム「medfilt」を使用して実行されるような一次元の中央値フィルタリングであることが好ましい。これによって、k=1からnkについて、濾過された正規化標準偏差信号
が生成される。工程218では、例えば、MATLAB(R)のアルゴリズム「filtfilt」を用いて、信号
に対して拡張されたスムージングを実行することが好ましい。これによって、濾過され、スムージングされた正規化シーケンス
が生成される。これは、雰囲気雑音によって信号中に導入されたインパルスアーチファクト(「clicks」)を取り除く傾向がある。
が生成される。工程218では、例えば、MATLAB(R)のアルゴリズム「filtfilt」を用いて、信号
に対して拡張されたスムージングを実行することが好ましい。これによって、濾過され、スムージングされた正規化シーケンス
が生成される。これは、雰囲気雑音によって信号中に導入されたインパルスアーチファクト(「clicks」)を取り除く傾向がある。
対応する濾過され雑音除去された信号
からエネルギー評価信号を計算する任意の方法が、図3のアルゴリズムの工程220で使用される。図4は、濾過され雑音除去された信号
からエネルギー評価信号を計算するためのここでの好適な方法を示す。工程230で、信号
は、nsサンプルを有するスライド・ウインドウによって1又は複数の部分区間に分割される。工程232で、各部分区間の各信号
の平均値
が計算される。ここで、
は、区間kの部分区間sにおける信号
の平均値である。
からエネルギー評価信号を計算する任意の方法が、図3のアルゴリズムの工程220で使用される。図4は、濾過され雑音除去された信号
からエネルギー評価信号を計算するためのここでの好適な方法を示す。工程230で、信号
は、nsサンプルを有するスライド・ウインドウによって1又は複数の部分区間に分割される。工程232で、各部分区間の各信号
の平均値
が計算される。ここで、
は、区間kの部分区間sにおける信号
の平均値である。
最後に、工程234では、各信号
の区間kの各部分区間sについてエネルギー評価信号が計算される。この実施の形態では、各トランスジューサについてのエネルギー評価信号Rσ(xi,k)は、
の分散として計算される。
の区間kの各部分区間sについてエネルギー評価信号が計算される。この実施の形態では、各トランスジューサについてのエネルギー評価信号Rσ(xi,k)は、
の分散として計算される。
領域別評価は、各トランスジューサ・サブセットについて、呼吸サイクルの少なくとも一部分にわたるサブセット中の各トランスジューサについてのエネルギー評価信号の合計を計算することによって実行される。これは、呼吸サイクルの少なくとも一部分にわたって変動する動的な領域別評価を生成する。
図5は、発明に従って、エネルギー評価信号Rσ(xi,k)を使用して呼吸機能の動的な領域別評価を計算する方法を示す。工程240では、各区間kについて、すべてのトランスジューサについてのエネルギー評価信号の総計が次のように計算される。
次に、工程242で、肺の各領域について、領域を覆うトランスジューサ・サブセット中の各トランスジューサのエネルギー評価信号の合計を計算することによって領域別評価信号が得られる。工程244では、工程242で得られた領域の領域別評価信号を、工程240で計算された合計信号Rσ(k)で除することによって各領域についての相対的領域別評価信号が得られる。
例えば、トランスジューサの組を2つのサブセットに分割して、1つのサブセットが左肺を覆い(「L」サブセット)、他方のサブセットが右肺を覆う(「R」サブセット)場合、左肺および右肺のエネルギー評価信号の合計は、次のように得られる。
ここで、ベクトルKL(k,s)およびKR(k,s)は、長さndを有し、1に等しいステップでスライドするスライド・ウインドウによって区間に分割される。ベクトルKL(k,s)およびKR(k,s)のグラジエントの平均が計算される。
左肺の領域別評価に関しては、KLd(k)の値がベクトルKLd(k,s)の中央値よりも小さい部分領域Sが見出される。中央値よりも小さい、区間kの最も長い連続した領域は、各端にある数個のブランキング・サンプルによって拡張されることが好ましい。この領域は、安定した領域であって、呼吸を特徴付ける。この区間について
の平均、
が計算される。
の平均、
が計算される。
もしこの平均
が、例えば55といった予め決められた数より大きけば、RLxは、この区間での
の最大値として定義される。そうでなければ、RLxが、この区間での
の最小値として定義される。左肺についての全体的な領域別評価PLは、次のように定義される。
が、例えば55といった予め決められた数より大きけば、RLxは、この区間での
の最大値として定義される。そうでなければ、RLxが、この区間での
の最小値として定義される。左肺についての全体的な領域別評価PLは、次のように定義される。
(例)
発明の方法によって実行される領域別評価に関して、患者の背中に二次元座標系が定義された。図6に示されたように、円300によって示される場所に、肺を覆って患者の背中に48個のトランスジューサが設置された。曲線305は、被験者の肺の推定輪郭を示している。トランスジューサは、規則的な直交格子状に配置され、水平方向および垂直方向でのトランスジューサの区間は5cmであった。次に信号P(xi,t)が記録された。各信号は、280−350Hzの帯域通過フィルタを用いて濾過された。
発明の方法によって実行される領域別評価に関して、患者の背中に二次元座標系が定義された。図6に示されたように、円300によって示される場所に、肺を覆って患者の背中に48個のトランスジューサが設置された。曲線305は、被験者の肺の推定輪郭を示している。トランスジューサは、規則的な直交格子状に配置され、水平方向および垂直方向でのトランスジューサの区間は5cmであった。次に信号P(xi,t)が記録された。各信号は、280−350Hzの帯域通過フィルタを用いて濾過された。
第1の解析で、トランスジューサの組を2つのサブセットに分割して領域別評価が実行された。1つのサブセットは、左肺を覆い、1つのサブセットは、右肺を覆っている。結果は、図7から図10に示されている。
図7は、左肺を覆うトランスジューサ(図7a)および右肺を覆うトランスジューサ(図7b)についての関数
を示す。
図8は、左肺を覆うトランスジューサ(図8a)および右肺を覆うトランスジューサ(図8b)についての関数Rσ(xi,k)を示す。
図9は、関数
を示す。関数
は
に等しい。
図10は、関数KL(k)(曲線(a))およびKLd(k)(曲線(b))を示す。
図7から10に示された結果に関する全体的な領域別評価は、左肺について0.55で、右肺について0.45である。
を示す。
図8は、左肺を覆うトランスジューサ(図8a)および右肺を覆うトランスジューサ(図8b)についての関数Rσ(xi,k)を示す。
図9は、関数
を示す。関数
は
に等しい。
図10は、関数KL(k)(曲線(a))およびKLd(k)(曲線(b))を示す。
図7から10に示された結果に関する全体的な領域別評価は、左肺について0.55で、右肺について0.45である。
Claims (30)
- 患者の肺の2つ以上の領域で領域別評価を行うシステムであって、
(a)複数のN個のトランスジューサであって、ここでnは、2に等しいかそれより大きい整数であり、各トランスジューサは、患者の胸郭上の表面に固定されるように構成されており、i番目のトランスジューサは、i=1からNについて、場所xiに固定されて、場所xiにおける圧力波を表示する信号P(xi,t)を生成し、トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆っている、複数のN個のトランスジューサと、
(b)プロセッサであって、
(i)時間区間にわたって得られた信号P(xi,t)を受信して、各信号P(xi,t)から場所xiにおけるエネルギー評価信号を計算し、
(ii)2つ以上の領域の各々について、その領域を覆うトランスジューサによって得られたエネルギー評価信号を含む計算のなかで各領域の評価を計算する
ように構成されたプロセッサと、
を含むシステム。 - 請求項1に記載のシステムであって、プロセッサは、更に信号P(xi,t)を濾過して、気道音から生じない信号の1又は複数の成分を除去する目的で、対応する濾過された信号Sf(xi,t)を生成するように構成されている前記システム。
- 請求項2に記載のシステムであって、心臓血管音がフィルタで除去される前記システム。
- 請求項6に記載のシステムであって、p=2である前記システム。
- 請求項7に記載のシステムであって、エネルギー評価信号は、各区間kにおける信号Sf(xi,t)の標準偏差σ(xi,k)である前記システム。
- 請求項1に記載のシステムであって、1つの領域の評価は、その領域を覆うトランスジューサ・サブセットのエネルギー評価信号の合計として計算される前記システム。
- 請求項10に記載のシステムであって、エネルギー評価信号の計算は、更に信号σnorm(xi,k)をフィルタリングする工程を含む前記システム。
- 患者の肺の2つ以上の領域で領域別評価を行う方法であって、
(a)複数のN個の信号P(xi,t)を受信する工程であって、ここでNは、2に等しいかそれより大きい整数であり、各信号は、患者の胸郭上の表面に固定されたトランスジューサによって生成され、i番目のトランスジューサは、i=1からNについて、場所xiに固定されて、場所xiにおける圧力波を表示する信号P(xi,t)を生成し、トランスジューサは、サブセットに分割され、各サブセットは、2つ以上の領域の特定領域を覆っており、信号P(xi,t)は、時間区間にわたって得られる、複数のN個の信号P(xi,t)を受信する工程と、
(b)各信号P(xi,t)から、場所xiにおけるエネルギー評価信号を計算する工程と、
(c)2つ以上の領域の各々について、その領域を覆うトランスジューサによって得られたエネルギー評価信号を含む計算のなかで各領域の評価を計算する工程と、
を含む方法。 - 請求項16に記載の方法であって、更に信号P(xi,t)をフィルタリングして、気道音から生じない信号の1又は複数の成分を取り除くために、対応する濾過された信号Sf(xi,t)を生成する工程を含む前記方法。
- 請求項17に記載の方法であって、心臓血管音がフィルタで除去される前記方法。
- 請求項21に記載の方法であって、p=2である前記方法。
- 請求項22に記載の方法であって、エネルギー評価信号は、各区間kにおける信号Sf(xi,t)の標準偏差σ(xi,k)である前記方法。
- 請求項16に記載の方法であって、1つの領域の評価は、その領域を覆うトランスジューサ・サブセットのエネルギー評価信号の合計として計算される前記方法。
- 請求項25に記載の方法であって、エネルギー評価信号の計算は、更に信号σnorm(xi,k)をフィルタリングする工程を含む前記方法。
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