JP2012205693A - Device, method, and program for analyzing breath sound - Google Patents

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Tadashi Nagasawa
正 長澤
Akane Yuki
茜 結城
Katsumasa Okawa
勝正 大川
Naoto Sugiyama
直人 杉山
Ichiro Fujishima
一郎 藤島
Takashi Shigematsu
孝 重松
Hiroshi Maeda
広士 前田
Yuri Sato
友里 佐藤
Kyoko Hojo
京子 北條
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device, method, and program for analyzing breath sound that has enhanced accuracy for detecting abnormal sound such as aspiration.SOLUTION: The device 11 for analyzing breath sound includes: a breath sound information acquiring part 31 for acquiring breath sound information presenting continuous breath sounds made by a subject for a predetermined period; a breath sound extracting part 35 for extracting each breath sound from the continuous breath sounds based on the breath sound information acquired by the breath sound acquisition part 31; a suspicious breath sound detecting part 36 for extracting one breath sound or a plurality of breath sounds as a reference from the breath sounds extracted by the breath sound extracting part 35, and detecting, based on the reference breath sound, a suspicious breath sound suspected of an abnormal breath sound made by the subject when not in a normal condition.

Description

本発明は、就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出する呼吸音解析装置、呼吸音解析方法、および呼吸音解析プログラムに関する。     The present invention relates to a respiratory sound analysis device for detecting at least one abnormality among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention that occurs in a sleeping subject based on a respiratory sound emitted by the subject, The present invention relates to a sound analysis method and a respiratory sound analysis program.

図7は、食べ物や唾液などが通過する器官を示す人体の側断面図である。   FIG. 7 is a side sectional view of a human body showing an organ through which food, saliva, and the like pass.

食べ物や唾液などを口腔91から咽頭部92に飲み込むと、その食べ物や唾液などを咽頭部92を経由して食道93に送り込もうとする嚥下の咽頭期の動作が行われる。このとき、嚥下機能が低下した高齢者などは、食べ物や唾液などが声門94を越えて気管95内に入り込んでしまう誤嚥を起こしやすい。また、誤嚥まで至らなくても、声門94の手前まで食べ物や唾液などが入り込んでしまう喉頭侵入、嚥下の咽頭期の動作を行っているのにもかかわらず咽頭部92に食べ物や唾液などが一時的に停滞してしまう咽頭残留、嚥下の咽頭期の動作が行われずに咽頭部92に食べ物や唾液などが一時的に停滞してしまう咽頭貯留を起こすこともある。喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留は、誤嚥につながる可能性がある。誤嚥を繰り返すと誤嚥性肺炎を発症する虞があるため、誤嚥の有無を検査し、誤嚥を起こしやすい場合は適切に対処する必要がある。また、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留を起こす人も、早めに適切に対処する必要がある。   When food or saliva is swallowed from the oral cavity 91 into the pharynx 92, an operation in the pharyngeal phase of swallowing is attempted to send the food or saliva or the like to the esophagus 93 via the pharynx 92. At this time, an elderly person whose swallowing function is lowered tends to cause aspiration in which food, saliva, and the like enter the trachea 95 beyond the glottis 94. In addition, food or saliva enters the pharynx 92 despite the laryngeal invasion and swallowing operation in the pharyngeal phase where food and saliva enter even before the glottis 94 even without aspiration. The pharynx remains temporarily stagnant, and the pharyngeal pool in which food, saliva and the like temporarily stagnate without performing the pharyngeal movement of swallowing may occur. Laryngeal intrusion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention can lead to aspiration. Since repeated aspiration may cause aspiration pneumonia, it is necessary to examine the presence or absence of aspiration and to take appropriate measures if aspiration is likely to occur. People who experience laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention also need to be appropriately addressed early.

従来、誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、または咽頭貯留のうち少なくとも一つの異常(以下、誤嚥などの異常と称する)の有無を検査する方法として、嚥下造影検査、嚥下内視鏡検査、頸部聴診が知られている。嚥下造影検査は、レントゲンを咽頭部92付近にあてながら、バリウムを混ぜた模疑食品を被験者に実際に食べてもらい、被験者が食べた模疑食品の流れを観察する検査である。嚥下内視鏡検査は、ファイバースコープを用いて、被験者が食べた食べ物の流れを観察する検査である。これらの検査は、食事中の誤嚥などの異常を検査する方法としては有効である。また、頸部聴診は、嚥下の際に生じる嚥下音ならびに嚥下前後の呼吸音を頸部において聴診し、誤嚥などの異常を判定する方法である。この頸部聴診は、上記2つの検査方法と比較してやや検査精度は落ちるものの、食べ物だけでなく唾液による誤嚥などの異常も検査可能であり、また簡便に検査ができるという点で有用な検査方法である。   Conventionally, as a method for examining the presence or absence of at least one abnormality (hereinafter referred to as abnormality such as aspiration) among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, or pharyngeal retention, swallowing contrast examination, swallowing endoscopy, neck Department of auscultation is known. The swallowing contrast examination is an examination in which the subject actually eats the suspected food mixed with barium while the X-ray is applied near the pharynx 92 and observes the flow of the suspected food eaten by the subject. Swallowing endoscopy is a test in which the flow of food eaten by a subject is observed using a fiberscope. These examinations are effective as a method for examining abnormalities such as aspiration during meals. Further, cervical auscultation is a method of auscultating a swallowing sound generated during swallowing and breathing sounds before and after swallowing in the cervix to determine abnormalities such as aspiration. Although this neck auscultation is slightly less accurate than the above two methods, it can be used to check not only food but also abnormalities such as aspiration caused by saliva, and can be easily tested. Is the method.

しかし、これらの検査方法は、何れも就寝中の誤嚥を検査する方法としては採用し難い検査方法である。すなわち、就寝中の誤嚥などの異常は、主に唾液が気管95内に入り込むことことで生ずるが、嚥下造影検査では唾液を撮影することができない。また、嚥下造影検査は、レントゲン設備のある施設で行なう必要があり、長時間続けて行うと被験者が被爆する虞があるため、長時間の検査を必要とする就寝中の誤嚥などの異常を検査する方法としては採用できない。嚥下内視鏡検査は、被験者の鼻からファイバースコープを挿入して行う検査であり、被験者の苦痛を伴うため、被験者が就寝している最中に検査することは難しい。頸部聴診は、被験者の負担は少ないものの、被験者が就寝している間、被験者に医師が長時間付き添って検査を行うことになる。このため、医師の負担が大きくなり過ぎてしまい現実的に実施は困難である。   However, none of these inspection methods can be adopted as a method for inspecting aspiration during sleep. In other words, abnormalities such as aspiration during sleep occur mainly when saliva enters the trachea 95, but saliva cannot be imaged by swallowing contrast examination. In addition, swallowing contrast examinations must be performed in a facility with X-ray equipment, and subjects may be exposed to exposure if performed for a long time. It cannot be adopted as an inspection method. The swallowing endoscopy is an inspection performed by inserting a fiberscope from the subject's nose, and is accompanied by the pain of the subject, so that it is difficult to inspect while the subject is sleeping. Although the neck auscultation is less burdensome on the subject, the doctor will follow the subject for a long time while the subject is sleeping. For this reason, a doctor's burden becomes too large and implementation is difficult.

また、就寝中の誤嚥を自動的に検出する診断システムとして、特許文献1に記載された診断システムが知られている。この診断システムは、就寝中の被験者の嚥下音を取得し、その嚥下音が発生した回数が健常者と比較して少ない場合には誤嚥を起こしていると判定するものである。この診断システムを用いれば、医師の負担を減らすことができる。   Further, a diagnostic system described in Patent Document 1 is known as a diagnostic system that automatically detects aspiration during sleep. This diagnostic system acquires a swallowing sound of a subject who is sleeping, and determines that aspiration has occurred when the number of times that the swallowing sound is generated is smaller than that of a healthy person. If this diagnostic system is used, a doctor's burden can be reduced.

WO2007/108322号公報WO2007 / 108322

しかしながら、嚥下音が発生するような嚥下の動作が行われていても結果として誤嚥を起こしていることがある。また、逆に嚥下音が発生していなくても、唾液が正常に食道を通過して胃に到達していることもある。このため、嚥下音の発生回数が少ないからといって一概に誤嚥が発生しているとは結論付けられず、特許文献1の診断システムでは、誤嚥の検出ができなかったり、誤って誤嚥を検出することが多くなってしまう。また、喉頭侵入、咽頭残留または咽頭貯留の有無も、嚥下音の有無と一致しないことがあるため、特許文献1の診断システムでは、これらも検出できないことがある。   However, even if a swallowing operation that generates a swallowing sound is performed, aspiration may occur as a result. Conversely, even if no swallowing sound is generated, saliva may normally pass through the esophagus and reach the stomach. For this reason, it can not be concluded that aspiration is generally occurring just because the number of occurrences of swallowing sounds is small, and the diagnosis system of Patent Document 1 cannot detect aspiration or mistakenly mistakenly. Detects swallowing more often. Moreover, since the presence or absence of laryngeal invasion, pharyngeal residue, or pharyngeal accumulation may not coincide with the presence or absence of swallowing sound, the diagnosis system of Patent Document 1 may not detect them.

本発明は上記事情に鑑み、誤嚥などの異常の検出精度を高めた呼吸音解析装置、呼吸音解析方法、および呼吸音解析プログラムを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a respiratory sound analysis device, a respiratory sound analysis method, and a respiratory sound analysis program that improve the detection accuracy of abnormalities such as aspiration.

上記目的を達成する本発明の呼吸音解析装置は、就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出する呼吸音解析装置において、
所定期間に被験者が発した連続した呼吸音を表す呼吸音情報を取得する呼吸音情報取得部と、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報に基づいて、連続した呼吸音それぞれのうちの各呼気音を抽出する呼気音抽出部と、
前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、基準となる1又は複数の基準呼気音を抽出し、前記異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を該基準呼気音に基づいて検出する疑呼気音検出部とを備えたことを特徴とする。
The respiratory sound analysis apparatus of the present invention that achieves the above-described object is characterized in that at least one abnormality among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal storage that occurs in a sleeping subject is detected by the respiratory sound generated by the subject. In the respiratory sound analysis device that detects based on
A respiratory sound information acquisition unit that acquires respiratory sound information representing continuous respiratory sounds emitted by the subject during a predetermined period;
Based on the breathing sound information acquired by the breathing sound information acquisition unit, a breathing sound extraction unit that extracts each breathing sound of each continuous breathing sound;
One or a plurality of reference exhalation sounds serving as a reference are extracted from the exhalation sounds extracted by the exhalation sound extraction unit, and an abnormal exhalation sound and a suspected exhalation sound generated in the event of the abnormality are based on the reference exhalation sounds. And a suspicious breath detection unit for detection.

本発明の呼吸音解析装置によれば、前記異常の際に変化が現れやすい呼気音を呼吸音の中から抽出し、その呼気音を基準呼気音と比較することで、誤嚥などの異常による変化の疑いがある呼気音を検出するので前記異常を高い精度で検出することができる。   According to the respiratory sound analysis apparatus of the present invention, the expiration sound that is likely to change in the case of the abnormality is extracted from the respiratory sound, and the expiration sound is compared with the reference expiration sound, thereby causing an abnormality such as aspiration. Since an expiratory sound suspected of changing is detected, the abnormality can be detected with high accuracy.

前記疑呼気音検出部は、前記基準呼気音を更新し、更新した基準呼気音に基づいて前記疑呼気音を検出するものであってもよい。   The suspected breath sound detection unit may update the reference breath sound and detect the suspected breath sound based on the updated reference breath sound.

また、前記疑呼気音検出部は、前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、前記疑呼気音でないと判定した呼気音を前記基準呼気音に加えるとともに該基準呼気音から所定の呼気音を取り除いて新たな基準呼気音として更新し、更新した基準呼気音に基づいて該疑呼気音を検出するものであってもよい。   The suspected breath sound detecting unit adds a breath sound determined to be not the suspected breath sound from the breath sounds extracted by the breath sound extracting unit to the reference breath sound and generates a predetermined breath from the reference breath sound. The sound may be removed and updated as a new reference expiratory sound, and the suspected expiratory sound may be detected based on the updated reference expiratory sound.

なお、前記基準呼気音には、たとえば嚥下の咽頭期の動作が良好に行われていると想定されているときに生じる呼気音の他、嚥下の咽頭期の動作を伴わない所定の呼気音が含まれる。一方、疑呼気音には、嚥下の咽頭期の動作に伴う異常が生じたときの呼気音の他、嚥下の咽頭期の動作を伴わないけれども異常が生じたときの呼気音も含まれる。   The reference exhalation sound includes, for example, a predetermined exhalation sound that is not accompanied by an operation in the pharyngeal phase of swallowing in addition to an exhalation sound that is generated when it is assumed that the operation in the pharyngeal phase of swallowing is performed well. included. On the other hand, the suspicious exhalation sound includes an exhalation sound when an abnormality accompanying the movement in the pharyngeal phase of swallowing and an expiratory sound when an abnormality occurs without an operation in the pharyngeal period of swallowing.

本発明の呼吸音解析装置において、前記疑呼気音検出部は、前記呼気音に占める、所定の周波数を含む所定周波数範囲の周波数成分の割合に基づいて、前記疑呼気音を検出するものであることを特徴とする。   In the respiratory sound analysis apparatus of the present invention, the suspected breath sound detecting unit detects the suspected breath sound based on a ratio of a frequency component in a predetermined frequency range including a predetermined frequency occupied in the exhaled sound. It is characterized by that.

本発明の呼吸音解析装置は、本発明者が見いだした、前記所定周波数範囲の周波数成分の割合が前記異常の際に変化する特性を用いて前記疑呼気音を検出しているので、疑呼気音を高い精度で検出することができる。   The respiratory sound analysis apparatus of the present invention detects the suspicious breath sound by using the characteristic found by the present inventor that the ratio of the frequency components in the predetermined frequency range changes when the abnormality occurs. Sound can be detected with high accuracy.

本発明の呼吸音解析装置において、前記疑呼気音検出部は、前記基準呼気音の音圧を表す値に対する前記呼気音の音圧を表す値の比率に基づいて、前記疑呼気音を検出するものであることを特徴とする。   In the respiratory sound analysis apparatus of the present invention, the suspected breath sound detecting unit detects the suspected breath sound based on a ratio of a value representing the sound pressure of the expiratory sound to a value representing the sound pressure of the reference expiratory sound. It is characterized by being.

本発明の呼吸音解析装置は、本発明者が見いだした、前記比率が前記異常の際に変化する特性を用いて前記疑呼気音を検出しているので、前記疑呼気音を高い精度で検出することができる。   The respiratory sound analysis apparatus according to the present invention detects the suspicious breath sound with high accuracy because the ratio has been detected by the inventor using the characteristic that changes when the abnormality occurs. can do.

前記基準呼気音の音圧を表す値および前記呼気音の音圧を表す値は、所定期間における所定時間毎の音圧を表す値の二乗平均平方根の値であってもよく、相加平均の値であってもよい。   The value representing the sound pressure of the reference expiratory sound and the value representing the sound pressure of the expiratory sound may be a root mean square value of a value representing the sound pressure per predetermined time in a predetermined period, or an arithmetic average It may be a value.

本発明の呼吸音解析装置において、前記疑呼気音検出部は、前記呼気音の音圧を表す値と、前記呼気音における第1の周波数範囲の周波数成分に占める、第2の周波数範囲の周波数成分の割合と、該第1の周波数範囲の周波数成分に占める、該第2の周波数範囲とは異なる第3の周波数範囲の周波数成分の割合とを用いて、前記疑呼気音を検出するものであることを特徴とする。   In the respiratory sound analysis device of the present invention, the suspected breath sound detection unit includes a value representing a sound pressure of the breath sound and a frequency in a second frequency range occupying a frequency component of the first frequency range in the breath sound. The suspicious breath sound is detected by using a ratio of a component and a ratio of a frequency component in a third frequency range different from the second frequency range in a frequency component in the first frequency range. It is characterized by being.

本発明の呼吸音解析装置は、本発明者が見いだした、前記第2の周波数範囲の周波数成分の割合および前記第3の周波数範囲の周波数成分の割合が異常の際に変化する特性を用いて前記疑呼気音を検出しているので、前記疑呼気音をより高い精度で検出することができる。   The respiratory sound analysis apparatus of the present invention uses a characteristic that the inventor has found that the ratio of the frequency components in the second frequency range and the ratio of the frequency components in the third frequency range change when abnormal. Since the suspected breath sound is detected, the suspected breath sound can be detected with higher accuracy.

第3の周波数範囲は、第2の周波数範囲より高い周波数の範囲であってもよい。また、第3の周波数範囲は、第2の周波数範囲に含まれる最も高い周波数よりも高い周波数を含む範囲であってもよいし、さらに、第2の周波数範囲に含まれる最も低い周波数よりも高い周波数を最も低い周波数とした範囲であってもよい。   The third frequency range may be a higher frequency range than the second frequency range. Further, the third frequency range may be a range including a higher frequency than the highest frequency included in the second frequency range, and may be higher than the lowest frequency included in the second frequency range. It may be a range where the frequency is the lowest frequency.

本発明の呼吸音解析装置において、前記疑呼気音検出部は、   In the respiratory sound analysis apparatus of the present invention, the suspected breath sound detecting unit is

ただし、Lkは、検査対象になる前記呼気音の中のk番目の呼気音における第1の周波数範囲の周波数成分に占める、前記第2の周波数範囲の周波数成分の割合、Hkは、検査対象になる前記呼気音の中のk番目の呼気音における第1の周波数範囲の周波数成分に占める、前記第3の周波数範囲の周波数成分の割合、Skは、検査対象になる前記呼気音の中のk番目の呼気音における前記音圧を表す値、Lnは、n番目の基準呼気音における前記第1の周波数範囲の周波数成分に占める、前記第2の周波数範囲の周波数成分の割合、Hnは、n番目の基準呼気音における前記第1の周波数範囲の周波数成分に占める、第3の周波数範囲の周波数成分の割合、Snはn番目の基準呼気音の音圧を表す値、kおよびnは正の整数、mは前記基準呼気音の個数である。
上記式(1)で求められる算出値を所定の基準値と比較することによって疑呼気音を検出するものであることを特徴とする。
However, Lk is the ratio of the frequency component of the second frequency range in the frequency component of the first frequency range in the kth expiratory sound in the expiratory sound to be examined, and Hk is the examination target. The ratio of the frequency component of the third frequency range to the frequency component of the first frequency range in the kth expiratory sound in the expiratory sound, Sk is k in the expiratory sound to be examined A value representing the sound pressure in the th exhalation sound, Ln is a ratio of the frequency component in the second frequency range in the frequency component in the first frequency range in the n th reference expiratory sound, and Hn is n The ratio of the frequency component of the third frequency range to the frequency component of the first frequency range of the first reference expiratory sound, Sn is a value representing the sound pressure of the nth reference expiratory sound, and k and n are positive Integer, m is the reference call Is the number of sound.
A suspicious sound is detected by comparing the calculated value obtained by the above formula (1) with a predetermined reference value.

本発明者は、前記呼気音に占める、第2の周波数範囲の周波数成分の割合が前記異常の際に増加し、第3の周波数範囲の周波数成分の割合が前記異常の際に減少し、さらに音圧を表す値が前記異常の際に増加する特性を見いだした。本発明の呼吸音解析装置は、これらの特性を用い、増加する割合および値を乗算し、減少する割合で除算することで異常の際の特性をより顕在化させて前記疑呼気音を検出しているので、前記疑呼気音をより高い精度で検出することができる。   The inventor has a ratio of frequency components in the second frequency range that occupy the breath sound increases in the abnormality, a ratio of frequency components in the third frequency range decreases in the abnormality, A characteristic has been found in which the value representing the sound pressure increases when the abnormality occurs. The respiratory sound analysis apparatus of the present invention uses these characteristics, multiplies the increasing rate and value, and divides by the decreasing rate to make the characteristic at the time of abnormality more obvious and detect the suspicious breath sound. Therefore, the suspicious sound can be detected with higher accuracy.

本発明の呼吸音解析装置において、前記疑呼気音検出部は、前記呼気音抽出部が抽出した呼気音のうち、該呼気音の開始から該呼気音の終了までの呼気期間の前半部分における所定期間に生じた音を用いて、疑呼気音を検出するものであることを特徴とする。   In the respiratory sound analyzing apparatus of the present invention, the suspected expiratory sound detecting unit is a predetermined part in the first half of the expiratory period from the start of the expiratory sound to the end of the expiratory sound among the expiratory sounds extracted by the expiratory sound extracting unit. A suspicious breath sound is detected using a sound generated during a period.

本発明の呼吸音解析装置は、前記異常の際に最も顕著に変化する、呼気音の前半部分に生じた音を用いて検出しているので前記疑呼気音を高い精度で検出することができる。   The respiratory sound analysis apparatus of the present invention detects the suspicious breath sound with high accuracy because it detects using the sound generated in the first half of the expiratory sound, which changes most remarkably at the time of the abnormality. .

本発明の呼吸音解析装置において、前記就寝中の被験者の呼吸動作に基づく変化を表す変化情報を取得する変化情報取得部と、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報と前記変化情報取得部が取得した変化情報を対応させて呼吸音情報と変化情報を記憶する記憶部とを備え、
前記呼気音抽出部は、前記記憶部が記憶した呼吸音情報と変化情報に基づいて、呼気音を抽出するものであることを特徴とする。
In the respiratory sound analysis device of the present invention, a change information acquisition unit that acquires change information representing a change based on the breathing motion of the sleeping subject,
A storage unit that stores respiratory sound information and change information in association with the respiratory sound information acquired by the respiratory sound information acquisition unit and the change information acquired by the change information acquisition unit;
The exhalation sound extraction unit extracts an exhalation sound based on respiratory sound information and change information stored in the storage unit.

本発明の呼吸音解析装置は、呼吸音情報と変化情報の2つの情報に基づいて呼気音を抽出しているので、呼吸音の中から呼気音を正確に抽出することができる。   Since the breathing sound analysis apparatus of the present invention extracts the breathing sound based on the two information of the breathing sound information and the change information, the breathing sound can be accurately extracted from the breathing sound.

上記目的を達成する本発明の呼吸音解析方法は、就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出する呼吸音解析方法において、
所定期間に被験者が発した連続した呼吸音を表す呼吸音情報を取得する呼吸音情報取得工程と、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報に基づいて、連続した呼吸音それぞれのうちの各呼気音を抽出する呼気音抽出工程と、
前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、基準となる1又は複数の基準呼気音を抽出し、前記異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を該基準呼気音に基づいて検出する疑呼気音検出工程とを備えたことを特徴とする。
The respiratory sound analysis method of the present invention that achieves the above-described object is characterized in that at least one abnormality among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention that occurs in a sleeping subject is detected in the respiratory sound that the subject has emitted. In the respiratory sound analysis method to detect based on
A breathing sound information acquisition step for acquiring breathing sound information representing a continuous breathing sound emitted by the subject during a predetermined period;
Based on the breathing sound information acquired by the breathing sound information acquisition unit, a breathing sound extraction step of extracting each breathing sound of each continuous breathing sound;
One or a plurality of reference exhalation sounds serving as a reference are extracted from the exhalation sounds extracted by the exhalation sound extraction unit, and an abnormal exhalation sound and a suspected exhalation sound generated in the event of the abnormality are based on the reference exhalation sounds. A suspicious breath detection step for detecting.

本発明の呼吸音解析方法を呼吸音解析装置に用いることにより、前記異常を高い精度で検出する呼吸音解析装置を実現できる。   By using the respiratory sound analysis method of the present invention in the respiratory sound analysis apparatus, it is possible to realize a respiratory sound analysis apparatus that detects the abnormality with high accuracy.

上記目的を達成する本発明の呼吸音解析プログラムは、就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出するコンピュータに用いられる呼吸音解析プログラムであって、
所定期間に被験者が発した連続した呼吸音を表す呼吸音情報を取得する呼吸音情報取得部、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報に基づいて、連続した呼吸音それぞれのうちの各呼気音を抽出する呼気音抽出部、および、
前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、基準となる1又は複数の基準呼気音を抽出し、前記異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を該基準呼気音に基づいて検出する疑呼気音検出部、
としてコンピュータを機能させるための呼吸音解析プログラムである。
The respiratory sound analysis program of the present invention that achieves the above object is characterized in that at least one abnormality among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention that occurs in a sleeping subject is detected in the respiratory sound generated by the subject. A respiratory sound analysis program used in a computer that detects based on
A breathing sound information acquisition unit for acquiring breathing sound information representing a continuous breathing sound emitted by the subject during a predetermined period;
Based on the respiratory sound information acquired by the respiratory sound information acquisition unit, the exhalation sound extraction unit that extracts each exhalation sound of each continuous respiratory sound, and
One or a plurality of reference exhalation sounds serving as a reference are extracted from the exhalation sounds extracted by the exhalation sound extraction unit, and an abnormal exhalation sound and a suspected exhalation sound generated in the event of the abnormality are based on the reference exhalation sounds. Suspicious breath detection unit to detect,
Is a respiratory sound analysis program for causing a computer to function.

本発明の呼吸音解析プログラムをコンピュータにインストールして実行することにより、そのコンピュータを本発明の呼吸音解析装置として動作させることができる。   By installing and executing the respiratory sound analysis program of the present invention on a computer, the computer can be operated as the respiratory sound analysis apparatus of the present invention.

本発明によれば、誤嚥などの異常の検出精度を高めた呼吸音解析装置、呼吸音解析方法、および呼吸音解析プログラムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a breathing sound analysis apparatus, a breathing sound analysis method, and a breathing sound analysis program with improved detection accuracy of abnormalities such as aspiration.

本発明の呼吸音解析装置の一実施形態を含む呼吸音解析システム1の一例を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows an example of the respiratory sound analysis system 1 containing one Embodiment of the respiratory sound analyzer of this invention. 呼吸音解析プログラムがコンピュータ10にインストールされて実行されることにより実現する、本発明の一例としての呼吸音解析装置11の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the respiratory sound analysis apparatus 11 as an example of the present invention realized by installing and executing a respiratory sound analysis program in the computer 10. 呼気音抽出部による、呼気音の抽出動作を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the extraction operation | movement of the exhalation sound by the exhalation sound extraction part. (a)は、表示装置に表示された呼吸音解析装置の初期画面の一例であり、(b)は、解析が完了した後に表示される表示画面の一例である。(A) is an example of the initial screen of the respiratory sound analyzer displayed on the display device, and (b) is an example of a display screen displayed after the analysis is completed. 順次再生ボタンが押されたときに表示される呼吸音の波形を表す表示画面の一例である。It is an example of the display screen showing the waveform of the breathing sound displayed when the sequential playback button is pressed. 呼吸音解析装置の動作の一例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing an example of operation | movement of a respiratory sound analyzer. 食べ物や唾液などが通過する器官を示す人体の側断面図である。It is side sectional drawing of the human body which shows the organ through which food, saliva, etc. pass.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の呼吸音解析装置の一実施形態を含む呼吸音解析システム1の一例を示すハードウェア構成図である。   FIG. 1 is a hardware configuration diagram showing an example of a respiratory sound analysis system 1 including an embodiment of the respiratory sound analysis apparatus of the present invention.

この図1に示す呼吸音解析システム1は、本発明の呼吸音解析装置の一実施形態として動作するコンピュータ10と、データロガ51と、マイクロフォン52と、呼吸バンドセンサ53とにより構成されている。データロガ51は、マイクロフォン52および呼吸バンドセンサ53それぞれと通信ケーブルで接続されている。マイクロフォン52は、音を電気信号に変換し、その電気信号をデータロガ51に送信するものである。呼吸バンドセンサ53は、バンドの伸びを電気信号に変換するセンサである。データロガ51は、コンピュータ10と通信ケーブルで接続されている。マイクロフォン52および呼吸バンドセンサ53からデータロガ51に送信された各電気信号は、データロガ51の内部に設けられたメモリに記憶されるとともに、データロガ51からコンピュータ10に送信される。   The respiratory sound analysis system 1 shown in FIG. 1 includes a computer 10, a data logger 51, a microphone 52, and a respiratory band sensor 53 that operate as an embodiment of the respiratory sound analysis apparatus of the present invention. The data logger 51 is connected to each of the microphone 52 and the breathing band sensor 53 via a communication cable. The microphone 52 converts sound into an electric signal and transmits the electric signal to the data logger 51. The breathing band sensor 53 is a sensor that converts band elongation into an electrical signal. The data logger 51 is connected to the computer 10 by a communication cable. Each electrical signal transmitted from the microphone 52 and the breathing band sensor 53 to the data logger 51 is stored in a memory provided in the data logger 51 and is transmitted from the data logger 51 to the computer 10.

コンピュータ10の内部には、各種プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)12、RAM(Random Access Memory)からなる主メモリ13、各種プログラムや情報等が保存されたハードディスク装置14、CPU12からの指示に応じて表示画面上に画像や文字を表示する表示装置15、キーボードやマウスなどの入力装置16、光ディスク61に記録されたプログラムなどを読み出す光学ドライブ装置17、データロガ51などの外部機器が接続される外部I/F(インターフェイス)18、スピーカやヘッドフォンなどの音声出力装置19、およびタイマ20を備えている。これらの各種要素は、バスを介して相互に接続されている。   Inside the computer 10 are a CPU (Central Processing Unit) 12 for executing various programs, a main memory 13 comprising a RAM (Random Access Memory), a hard disk device 14 in which various programs and information are stored, and instructions from the CPU 12 Accordingly, an external device such as a display device 15 for displaying images and characters on the display screen, an input device 16 such as a keyboard and a mouse, an optical drive device 17 for reading a program recorded on the optical disc 61, and a data logger 51 are connected. An external I / F (interface) 18, a sound output device 19 such as a speaker or headphones, and a timer 20 are provided. These various elements are connected to each other via a bus.

光ディスク61には、コンピュータ10を呼吸音解析装置として動作させる呼吸音解析プログラムが記憶されている。この光ディスク61を光学ドライブ装置17に装填することで、光ディスク61に記憶された呼吸音解析プログラムがコンピュータ10にインストールされる。なお、呼吸音解析プログラムが記憶される媒体は、光ディスク61でなくてもよく、メモリカードなどの他の記録媒体でもよい。なお、メモリカードなどの他の記録媒体に呼吸音解析プログラムを記憶させた場合、その記録媒体を読み取る読み取り装置を外部I/F18に接続することでコンピュータ10にその呼吸音解析プログラムがインストールされる。   The optical disc 61 stores a respiratory sound analysis program that causes the computer 10 to operate as a respiratory sound analyzer. By loading this optical disc 61 into the optical drive device 17, the respiratory sound analysis program stored in the optical disc 61 is installed in the computer 10. Note that the medium for storing the breathing sound analysis program may not be the optical disc 61 but may be another recording medium such as a memory card. When the respiratory sound analysis program is stored in another recording medium such as a memory card, the respiratory sound analysis program is installed in the computer 10 by connecting a reading device that reads the recording medium to the external I / F 18. .

図2は、呼吸音解析プログラムがコンピュータ10にインストールされて実行されることにより実現する、本発明の一例としての呼吸音解析装置11の機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram of a respiratory sound analysis apparatus 11 as an example of the present invention, which is realized by installing and executing a respiratory sound analysis program in the computer 10.

呼吸音解析装置11は、インストールされた呼吸音解析プログラムをCPU12が読み出して実行することにより、就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常(以下、誤嚥などの異常と称する)を、被験者が発した呼吸音に基づいて検出する装置である。この呼吸音解析装置11は、表示装置15、入力装置16、音声出力装置19、呼吸音情報取得部31、変化情報取得部32、情報管理部33、記憶部34、呼気音抽出部35、および疑呼気音検出部36から構成されている。なお、これらのうち、呼吸音情報取得部31、変化情報取得部32、情報管理部33、呼気音抽出部35、および疑呼気音検出部36は、CPU12により実現される機能構成である。また、呼吸音解析装置11には、データロガ51が接続されており、そのデータロガ51にはマイクロフォン52と呼吸バンドセンサ53とが接続されている。   In the respiratory sound analysis device 11, when the CPU 12 reads and executes the installed respiratory sound analysis program, at least one abnormality among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention that has occurred in a sleeping subject is detected. (Hereinafter, referred to as an abnormality such as aspiration) is a device that detects a breath sound generated by a subject. The respiratory sound analysis device 11 includes a display device 15, an input device 16, an audio output device 19, a respiratory sound information acquisition unit 31, a change information acquisition unit 32, an information management unit 33, a storage unit 34, an exhalation sound extraction unit 35, and The suspicious breath detection unit 36 is configured. Of these, the respiratory sound information acquisition unit 31, the change information acquisition unit 32, the information management unit 33, the exhalation sound extraction unit 35, and the suspected exhalation sound detection unit 36 are functional configurations realized by the CPU 12. In addition, a data logger 51 is connected to the respiratory sound analyzer 11, and a microphone 52 and a respiratory band sensor 53 are connected to the data logger 51.

マイクロフォン52は、被験者の輪状軟骨直下気管外側上皮膚面に貼り付けられることで、被験者が就寝している時の呼吸音を取り込み、その呼吸音を電気信号に変換するものである。マイクロフォン52によって変換された電気信号は、データロガ51に送信され、さらにデータロガ51から呼吸音解析装置11に送信される。呼吸バンドセンサ53は、たとえば被験者の胸部を巻くように取り付けられることで、呼吸動作に伴う胸部の膨張と収縮の変化を測定し、その変化を電気信号に変換するものである。本実施形態における胸部の膨張と収縮の変化は、本発明の呼吸動作に基づく変化の一例に相当する。呼吸バンドセンサ53によって変換された電気信号は、データロガ51に送信され、さらにデータロガ51によって電気信号が増幅されて呼吸音解析装置11に送信される。なお、本実施形態では呼吸バンドセンサ53を用いたが、被験者の呼吸動作に基づく変化を測定するセンサであれば、たとえば鼻孔に取り付けられ、呼吸による空気の流れの変化を検出するセンサなど、他のセンサを用いてもよい。   The microphone 52 is affixed to the outer skin of the trachea directly below the cricoid cartilage of the subject, thereby capturing the respiratory sound when the subject is sleeping and converting the respiratory sound into an electrical signal. The electrical signal converted by the microphone 52 is transmitted to the data logger 51 and further transmitted from the data logger 51 to the respiratory sound analyzer 11. The breathing band sensor 53 is attached, for example, so as to wrap the subject's chest, and measures changes in expansion and contraction of the chest associated with the breathing motion, and converts the changes into electrical signals. Changes in the expansion and contraction of the chest in the present embodiment correspond to an example of changes based on the breathing motion of the present invention. The electrical signal converted by the breathing band sensor 53 is transmitted to the data logger 51, and the electrical signal is further amplified by the data logger 51 and transmitted to the respiratory sound analyzer 11. In this embodiment, the breathing band sensor 53 is used. However, as long as it is a sensor that measures a change based on the breathing motion of the subject, for example, a sensor that is attached to the nostril and detects a change in the air flow due to breathing, etc. These sensors may be used.

呼吸音情報取得部31は、マイクロフォン52から送信された電気信号をデータロガ51を経由して受信し、その受信した電気信号に基づいて、呼吸音を表す呼吸音情報を取得する。呼吸音情報取得部31は、呼吸音情報を取得する際に、図1に示すタイマ20から得られた時間情報を呼吸音情報に追加しながら主メモリ13に呼吸音情報を記憶していく。図2に示す変化情報取得部32は、呼吸バンドセンサ53から送信された電気信号をデータロガ51を経由して受信し、その受信した電気信号に基づいて、胸部の膨張と収縮の変化を表す変化情報を取得する。変化情報取得部32は、変化情報を取得する際に、図1に示すタイマ20から得られた時間情報を変化情報に追加しながら主メモリ13に変化情報を記憶していく。呼吸音情報の取得と変化情報の取得が完了した後、呼吸音解析装置11の操作者が入力装置16を用いて所定の入力を行うと、情報管理部33は、取得した呼吸音情報と変化情報それぞれに保存日時などを書き込み、対応する情報として記憶部34に記憶させる。なお、呼吸音情報と変化情報とを情報管理部33がマージし、一つの情報として記憶部34に記憶させてもよい。   The respiratory sound information acquisition unit 31 receives the electrical signal transmitted from the microphone 52 via the data logger 51, and acquires respiratory sound information representing the respiratory sound based on the received electrical signal. When acquiring respiratory sound information, the respiratory sound information acquiring unit 31 stores the respiratory sound information in the main memory 13 while adding the time information obtained from the timer 20 shown in FIG. 1 to the respiratory sound information. The change information acquisition unit 32 shown in FIG. 2 receives the electrical signal transmitted from the breathing band sensor 53 via the data logger 51, and based on the received electrical signal, the change indicating the change in the expansion and contraction of the chest. Get information. When acquiring the change information, the change information acquisition unit 32 stores the change information in the main memory 13 while adding the time information obtained from the timer 20 illustrated in FIG. 1 to the change information. After the acquisition of the respiratory sound information and the acquisition of the change information are completed, when the operator of the respiratory sound analysis device 11 performs a predetermined input using the input device 16, the information management unit 33 changes the acquired respiratory sound information and the change. The storage date and time are written in each piece of information and stored in the storage unit 34 as corresponding information. Note that the breathing sound information and the change information may be merged by the information management unit 33 and stored in the storage unit 34 as one piece of information.

情報管理部33は、呼吸音解析装置11の各構成部から伝達された情報を管理し、適宜必要な情報を記憶部34から取り出して呼吸音解析装置11を構成する各構成部に伝達し、また記憶が必要な情報を記憶部34に記憶させるものである。記憶部34は、情報管理部33からの指示に基づいて各種情報を記憶するものであり、具体的なハードウェアとしては図1に示すハードディスク装置14が相当する。なお、主メモリ13は、呼吸音解析装置11を構成する各構成部が、情報の一時的な保存や計算過程の保存を行う場合など必要に応じて利用する一時的なメモリである。図2に示す呼気音抽出部35は、呼吸音情報と変化情報に基づいて、呼吸音の中から呼気音を抽出するものである。本発明者が研究したところ、誤嚥などの異常が発生すると、特に呼気音が変化することが判明した。そこで、本実施形態の呼吸音解析装置11では、呼吸音の中から呼気音を抽出し、その呼気音を解析することで誤嚥などの異常を検出する。   The information management unit 33 manages information transmitted from each component of the respiratory sound analyzer 11, appropriately retrieves necessary information from the storage unit 34, and transmits the necessary information to each component constituting the respiratory sound analyzer 11, In addition, information that needs to be stored is stored in the storage unit 34. The storage unit 34 stores various types of information based on instructions from the information management unit 33. The specific hardware corresponds to the hard disk device 14 shown in FIG. Note that the main memory 13 is a temporary memory that is used as necessary by each component constituting the respiratory sound analyzer 11 when temporarily storing information or storing a calculation process. The expiratory sound extraction unit 35 shown in FIG. 2 extracts an expiratory sound from the respiratory sound based on the respiratory sound information and the change information. As a result of researches by the present inventor, it has been found that when an abnormality such as aspiration occurs, the exhalation sound changes in particular. Therefore, in the respiratory sound analysis apparatus 11 of the present embodiment, an exhalation sound is extracted from the respiratory sound, and an abnormality such as aspiration is detected by analyzing the exhalation sound.

図3は、呼気音抽出部35による、呼気音の抽出動作を説明するための概念図である。   FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the extraction operation of the expiration sound by the expiration sound extraction unit 35.

呼気音抽出部35は、図3を用いて説明する抽出動作により呼気音を抽出する。図3に示す上段のグラフには、呼吸音を表す波形W1と、波形W1を、300Hz〜500Hzを通過させるバンドパスフィルタで処理した呼吸音の音圧に基づく値を表した波形W2が示されている。波形W1をバンドパスフィルタで処理するのは、300Hz〜500Hzの周波数範囲で呼気音の抽出が容易になるからである。図3に示す下段のグラフには、胸部の膨張と収縮の変化を表す波形W3が示されている。この波形W3の縦軸は胸部の膨張量を表しており、胸部が膨張すると高い値になり、胸部が収縮すると低い値になる。なお、波形W3および波形W2は区間平均をとることで平滑化処理を施した波形である。図3に示すグラフの横軸は、左から右に向かって流れる時間を表す時間軸である。呼気音抽出部35は、呼吸音情報と変化情報それぞれに書き込まれた時間情報から、各波形の時間軸を一致させ、発生タイミングの早い呼吸音から順に呼気音抽出処理を行うことで呼気音を抽出していく。   The exhalation sound extraction unit 35 extracts an exhalation sound by an extraction operation described with reference to FIG. The upper graph shown in FIG. 3 shows a waveform W1 representing a respiratory sound and a waveform W2 representing a value based on the sound pressure of the respiratory sound obtained by processing the waveform W1 with a bandpass filter that passes 300 Hz to 500 Hz. ing. The reason why the waveform W1 is processed by the band-pass filter is that it is easy to extract the expiration sound in the frequency range of 300 Hz to 500 Hz. The lower graph shown in FIG. 3 shows a waveform W3 representing changes in the expansion and contraction of the chest. The vertical axis of the waveform W3 represents the amount of expansion of the chest, and becomes a high value when the chest is inflated and becomes a low value when the chest is contracted. Note that the waveform W3 and the waveform W2 are waveforms that have been subjected to smoothing processing by taking a section average. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 3 is a time axis representing the time flowing from left to right. The exhalation sound extraction unit 35 matches the time axis of each waveform from the time information written in each of the respiration sound information and the change information, and performs the exhalation sound extraction process in order from the respiration sound with the earlier generation timing. Extract.

呼気音抽出部35は、まず、一呼吸毎における波形W3のピーク時間Pを検出する。ここで、ピーク時間Pの検出動作について説明する。呼気音抽出部35は、波形W3において胸部が膨張から収縮に変化する仮ピーク時間をサーチする。その仮ピーク時間を見つけたら、その前後1.5秒の期間に胸部が膨張から収縮に変化する別の仮ピーク時間が存在していないかサーチし、存在していなければ、仮ピーク時間をピーク時間Pとして決定する。また、別の仮ピーク時間が存在していても、仮ピーク時間と別の仮ピーク時間のうち、最も胸部が膨張している時間が仮ピーク時間であれば、その仮ピーク時間をピーク時間Pとして決定する。別の仮ピーク時間の方が仮ピーク時間よりも胸部が膨張していれば、その別の仮ピーク時間を新たな仮ピーク時間として再度その前後1.5秒のサーチを行い、ピーク時間Pが決定されるまでこの作業を繰り返す。   The exhalation sound extraction unit 35 first detects the peak time P of the waveform W3 for each breath. Here, the detection operation of the peak time P will be described. The exhalation sound extraction unit 35 searches for a temporary peak time during which the chest changes from expansion to contraction in the waveform W3. When the temporary peak time is found, a search is made for another temporary peak time during which the chest changes from expansion to contraction for a period of 1.5 seconds before and after that, and if not, the temporary peak time is peaked. Determine as time P. In addition, even if another provisional peak time exists, if the time when the chest is inflated is the provisional peak time among the provisional peak time and another provisional peak time, the provisional peak time is set to the peak time P. Determine as. If another tentative peak time expands the chest more than the tentative peak time, another tentative peak time is used as a new tentative peak time, and a 1.5 second search is performed again. Repeat this process until it is determined.

次に、呼気音抽出部35は、ピーク時間Pから前後0.2秒の期間における波形W2の最小値が存在する時間B(音圧に基づく値が最も小さな値となっている時間)をサーチし、その時間Bを呼気音の開始時間として決定する。吸気音と呼気音の切り換えは、胸部が収縮を開始する直前に起こることから、ピーク時間Pの直前直後で呼吸音の音圧が最も弱まる時間を探すことで呼気音の開始時間を見つけ出すことができる。最後に、時間Bを始点として波形W2の時間経過の方向にサーチしていき、時間Bと同一値(音圧に基づく値が時間Bと同一の値)になっている時間Eを見つけ出して呼気音の終了時間として決定する。ただし、時間Bの後3秒以内に同一値になっている時間がなければ、3秒以内で音圧に基づく値が最も小さな値となっている時間を時間Eとして決定する。呼気の開始時と終了時では、音圧がほぼ同一になることから、時間Bよりも後で音圧に基づく値が時間Bと同一の値となる最初の時間を探すことで呼気の終了時間を見つけ出すことができる。ただし、呼気が3秒よりも長く続くことは通常考えられないので、3秒以内に時間Bの音圧に基づく値と同一の値になる時間がなければ、その3秒の中で音圧に基づく値が最も小さくなった時間を呼気音の終了時間として決定している。以上の抽出動作を繰り返すことにより、呼気音抽出部35は、全ての呼吸音の中から呼気音を抽出する。全ての呼吸音に対する呼気音の抽出が完了したら、呼気音抽出部35は、被験者が最初に発した呼気音から順に番号を付け、抽出した全ての呼気音の、番号、開始時間(時間B)、終了時間(時間E)、および時間Bから時間Eまでの時間(呼気期間T)を情報管理部33に伝達する。情報管理部33は、呼気音抽出部35から伝達された、番号、開始時間、終了時間、呼気期間Tに関する情報を記憶部34に記憶させる。   Next, the expiratory sound extraction unit 35 searches for a time B (a time when the value based on the sound pressure is the smallest value) in which the minimum value of the waveform W2 exists in a period of 0.2 seconds before and after the peak time P. Then, the time B is determined as the start time of the exhalation sound. Since the switching between the inspiratory sound and the expiratory sound occurs immediately before the chest starts to contract, the start time of the expiratory sound can be found by searching for the time when the sound pressure of the respiratory sound is weakest immediately before and after the peak time P. it can. Finally, the search is performed in the direction of time passage of the waveform W2 starting from the time B, and a time E having the same value as the time B (the value based on the sound pressure is the same value as the time B) is found and the expiration is performed. Determined as the end time of the sound. However, if there is no time that is the same value within 3 seconds after time B, the time when the value based on the sound pressure is the smallest value within 3 seconds is determined as time E. Since the sound pressure is almost the same at the start and end of expiration, the expiration time ends by searching for the first time after which the value based on the sound pressure becomes the same value as time B after time B. Can find out. However, since it is normally not considered that exhalation lasts longer than 3 seconds, if there is no time within 3 seconds that is the same as the value based on the sound pressure of time B, the sound pressure is adjusted within that 3 seconds. The time when the base value becomes the smallest is determined as the expiration time of the expiration sound. By repeating the above extraction operation, the exhalation sound extraction unit 35 extracts an exhalation sound from all breathing sounds. When extraction of exhalation sounds for all breath sounds is completed, the exhalation sound extraction unit 35 assigns numbers sequentially from the exhalation sounds that the subject first emitted, and numbers and start times (time B) of all the exhalation sounds extracted. The end time (time E) and the time from time B to time E (expiration period T) are transmitted to the information management unit 33. The information management unit 33 causes the storage unit 34 to store information regarding the number, start time, end time, and expiration period T transmitted from the expiration sound extraction unit 35.

疑呼気音検出部36は、呼気音の、番号、開始時間、終了時間、呼気期間Tに関する情報を情報管理部33から受け取り、呼気音の中から、基準となる基準呼気音を抽出し、誤嚥などの異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を基準呼気音に基づいて検出するものである。本発明者が研究したところ、異常呼気音は、誤嚥などの異常が生じていない呼気音(以下、正常呼気音と称する)に対して呼気音の音圧が強くなる傾向があることが判明した。また、異常呼気音は、0Hzよりも大きく1000Hz以下の周波数範囲の周波数成分に占める、0Hzよりも大きく100Hz以下の周波数範囲の周波数成分の割合(以下、低周波数成分割合と称する)が正常呼気音に対して増加する傾向があることが判明した。さらに、異常呼気音は、0Hzよりも大きく1000Hz以下の周波数範囲(以下、基準周波数範囲と称する)の周波数成分に占める、450Hz以上800Hz以下の周波数範囲の周波数成分の割合(以下、高周波数成分割合と称する)が正常呼気音に対して減少する傾向があることが判明した。また、これらの傾向は、特に女性において顕著に現れることも判明した。本実施形態における0Hzよりも大きく1000Hz以下の周波数範囲は、本発明の第1周波数範囲の一例に相当し、本実施形態における0Hzよりも大きく100Hz以下の周波数範囲は、本発明の第2周波数範囲の一例に相当し、本実施形態における450Hz以上800Hz以下の周波数範囲は、本発明の第3周波数範囲の一例に相当する。本実施形態の疑呼気音検出部36は、これらの傾向をふまえて異常呼気音と疑わしき疑呼気音の検出を行っている。なお、基準周波数範囲は、計測機器などの性能に応じて適宜設定すればよく、たとえば0Hzよりも大きく2000Hz以下の周波数範囲としてもよい。また、低周波数成分割合は、0Hzよりも大きく100Hz以下の周波数範囲の一部を含んだ周波数成分の割合であれば、たとえば100Hzよりも高い周波数を含んだ周波数範囲の周波数成分の割合でもよい。また、高周波数成分割合は、450Hz以上800Hz以下の周波数範囲の一部を含んだ周波数成分の割合であれば、たとえば450Hz未満或いは800Hzよりも高い周波数を含んだ周波数範囲の周波数成分の割合でもよい。また、特定の疾患のある被験者などに適用する場合、低周波数成分割合は、0Hzよりも大きく100Hz以下の周波数範囲以外の周波数範囲の周波数成分の割合としてもよく、高周波数成分割合も、450Hz以上800Hz以下の周波数範囲以外の周波数範囲の周波数成分の割合としてもよい。たとえば、低周波数成分割合を、300Hz以上400Hz以下の周波数範囲の周波数成分の割合とし、高周波数成分割合を、250Hz以上450Hz以下の周波数範囲の周波数成分の割合としてもよい。また、たとえば、低周波数成分割合を、250Hz以上400Hz以下の周波数範囲の周波数成分の割合とし、高周波数成分割合を、300Hz以上450Hz以下の周波数範囲の周波数成分の割合としてもよい。   The suspicious expiratory sound detection unit 36 receives information on the number, start time, end time, and expiratory period T of the expiratory sound from the information management unit 33, extracts a reference expiratory sound as a reference from the expiratory sound, An abnormal exhalation sound and a suspicious suspected exhalation sound generated in the case of an abnormality such as swallowing are detected based on the reference exhalation sound. As a result of research conducted by the present inventor, it has been found that an abnormal exhalation sound tends to have a stronger sound pressure than an exhalation sound in which an abnormality such as aspiration has not occurred (hereinafter referred to as a normal exhalation sound). did. The abnormal expiratory sound is a normal expiratory sound in which the ratio of frequency components in the frequency range greater than 0 Hz and less than or equal to 100 Hz occupying the frequency components in the frequency range greater than 0 Hz and less than or equal to 1000 Hz (hereinafter referred to as low frequency component ratio). It turned out that there is a tendency to increase. Furthermore, the abnormal expiratory sound is a ratio of frequency components in a frequency range of 450 Hz to 800 Hz (hereinafter referred to as a high frequency component ratio) in a frequency component in a frequency range of greater than 0 Hz and equal to or less than 1000 Hz (hereinafter referred to as a reference frequency range). It has been found that there is a tendency to decrease with respect to normal breath sounds. It has also been found that these trends are particularly prominent in women. The frequency range greater than 0 Hz and less than or equal to 1000 Hz in the present embodiment corresponds to an example of the first frequency range of the present invention, and the frequency range greater than 0 Hz and less than or equal to 100 Hz in the present embodiment is the second frequency range of the present invention. The frequency range of 450 Hz to 800 Hz in this embodiment corresponds to an example of the third frequency range of the present invention. The suspected breath sound detection unit 36 of the present embodiment detects abnormal breath sounds and suspected breath sounds based on these tendencies. Note that the reference frequency range may be set as appropriate according to the performance of the measuring device or the like, and may be a frequency range greater than 0 Hz and less than or equal to 2000 Hz, for example. Further, the low frequency component ratio may be a frequency component ratio in a frequency range including a frequency higher than 100 Hz, for example, as long as it is a ratio of a frequency component including a part of a frequency range higher than 0 Hz and not higher than 100 Hz. Further, the high frequency component ratio may be a ratio of frequency components in a frequency range including a frequency less than 450 Hz or higher than 800 Hz as long as it is a ratio of frequency components including a part of a frequency range of 450 Hz to 800 Hz. . In addition, when applied to a subject having a specific disease, the low frequency component ratio may be a ratio of frequency components in a frequency range other than a frequency range greater than 0 Hz and not greater than 100 Hz, and a high frequency component ratio is also 450 Hz or more. It is good also as a ratio of the frequency component of frequency ranges other than the frequency range of 800 Hz or less. For example, the low frequency component ratio may be a frequency component ratio in a frequency range of 300 Hz to 400 Hz, and the high frequency component ratio may be a frequency component ratio in a frequency range of 250 Hz to 450 Hz. For example, the low frequency component ratio may be a ratio of frequency components in a frequency range of 250 Hz to 400 Hz, and the high frequency component ratio may be a ratio of frequency components in a frequency range of 300 Hz to 450 Hz.

また、本発明者が研究したところ、上述の傾向は、呼気音の開始から呼気音の終了までの呼気期間Tのうち、前半部分における期間に生じた音に最も顕著に現れることが判明した。そこで、本実施形態の呼吸音解析装置11の疑呼気音検出部36は、疑呼気音の検出の際に、呼気期間Tの開始から呼気期間Tの25%までの期間に生じた呼気音を用いて各種の計算を行っている。ただし、呼気音における前半部分の期間に生じた音であれば最初から25%の部分でなくてもよく、たとえば、25%から50%までの期間に生じた呼気音を用いて各種の計算を行ってもよい。また、疑呼気音の検出精度は落ちるものの、呼気音全体を用いて各種の計算を行ってもよい。   Further, as a result of research by the present inventor, it has been found that the above-mentioned tendency appears most significantly in the sound generated during the first half of the expiration period T from the start of the expiration sound to the end of the expiration sound. Therefore, the suspicious breath detection unit 36 of the respiratory sound analysis apparatus 11 of the present embodiment detects the sigh breath generated during the period from the start of the expiration period T to 25% of the expiration period T when detecting the suspicious expiration sound. Various calculations are performed. However, if the sound is generated during the first half of the exhalation sound, it may not be 25% from the beginning. For example, various calculations are performed using the exhalation sound generated during the period from 25% to 50%. You may go. Further, although the detection accuracy of the suspicious exhalation sound is lowered, various calculations may be performed using the entire exhalation sound.

ここで、疑呼気音検出部36が行う基準呼気音の抽出動作について説明する。疑呼気音検出部36は、呼気音抽出部35が抽出した呼気音の中から、被験者が最初に発した呼気音から所定回目(ここでは7回目)に発した呼気音までの所定回数(ここでは7つ)の呼気音を仮の基準呼気音として抽出する。なお、本実施形態では仮の基準呼気音および後述する基準呼気音として7つの呼気音を抽出しているが、仮の基準呼気音および基準呼気音として抽出する呼気音の個数はいくつでも構わない。ただし、検出精度を高めるためには5つ以上の呼気音を用いることが好ましい。疑呼気音検出部36は、7つの仮の基準呼気音それぞれにおける、低周波数成分割合L’、高周波数成分割合H’、および音圧を表す値S’を算出する。なお、各周波数成分割合は、FFT(Fast Fourier Transform)アナライザを用いることで求めることができる。本実施形態では、0Hzよりも大きく1000Hz以下の周波数範囲の周波数成分に占める、50Hz毎の周波数範囲の周波数成分の割合をFFTアナライザを用いて求めている。そして、その50Hz毎の周波数範囲の周波数成分の割合を加算することで、低周波数成分割合および高周波数成分割合を算出している。また、音圧を表す値は、呼気期間Tの開始から呼気期間Tの25%までの期間における1/16000sec毎の音圧を表す値を二乗して相加平均し、平方根をとった二乗平均平方根の値である。この基準呼気音の音圧を表す値は、単なる相加平均の値としてもよいが、二乗平均平方根の値を用いると、より呼気音と疑呼気音との違いが明確になるという利点がある。 Here, the extraction operation of the reference expiration sound performed by the suspicious expiration sound detection unit 36 will be described. The suspicious exhalation sound detection unit 36 is a predetermined number of times from the exhalation sound extracted by the exhalation sound extraction unit 35 to the exhalation sound that the subject first emitted to the exhalation sound (here, the seventh time). Then, 7) exhalation sounds are extracted as temporary reference exhalation sounds. In the present embodiment, seven expiratory sounds are extracted as temporary reference expiratory sounds and reference expiratory sounds to be described later, but any number of temporary expiratory sounds can be extracted as temporary reference expiratory sounds and reference expiratory sounds. . However, in order to increase detection accuracy, it is preferable to use five or more exhalation sounds. The suspicious expiratory sound detection unit 36 calculates a low frequency component ratio L n ′, a high frequency component ratio H n ′, and a value S n ′ representing sound pressure in each of the seven temporary reference expiratory sounds. In addition, each frequency component ratio can be calculated | required by using a FFT (Fast Fourier Transform) analyzer. In this embodiment, the ratio of the frequency component in the frequency range for every 50 Hz that occupies the frequency component in the frequency range of greater than 0 Hz and 1000 Hz or less is obtained using an FFT analyzer. And the ratio of the frequency component of the frequency range for every 50 Hz is added, and the low frequency component ratio and the high frequency component ratio are calculated. In addition, the value representing the sound pressure is an arithmetic average obtained by squaring the value representing the sound pressure every 1/16000 sec in the period from the start of the expiration period T to 25% of the expiration period T, and the square average taking the square root. Square root value. The value representing the sound pressure of the reference exhalation sound may be a simple arithmetic mean value, but using the root mean square value has the advantage that the difference between the exhalation sound and the suspected exhalation sound becomes clearer. .

疑呼気音検出部36は、7つの仮の基準呼気音それぞれについて、被験者が最初に発した呼気音から順に、下記式(a)で得られる仮算出値をもとめる。   The suspicious expiratory sound detection unit 36 obtains, for each of the seven provisional reference expiratory sounds, the provisional calculation value obtained by the following equation (a) in order from the expiratory sound that the subject first emitted.

ただし、L’は、7つの仮の基準呼気音のうちのn番目の呼気音における低周波数成分割合、H’は、7つの仮の基準呼気音のうちのn番目の呼気音における高周波数成分割合、S’は、7つの仮の基準呼気音のうちのn番目の呼気音における音圧を表す値、nは正の整数、mは仮の基準呼気音の個数であり本実施形態では7である。 However, L n ′ is a low frequency component ratio in the n th exhalation sound of the seven temporary reference exhalation sounds, and H n ′ is a high frequency in the n th exhalation sound of the seven temporary reference exhalation sounds. The frequency component ratio, S n ′, is a value representing the sound pressure in the nth expiratory sound of the seven temporary reference expiratory sounds, n is a positive integer, and m is the number of temporary reference expiratory sounds. 7 in form.

式(a)で得られた仮算出値が全て所定値(ここでは2.08)未満であれば、被験者が最初に発した呼気音から7回目に発した呼気音までの7つの呼気音を基準呼気音として定める。仮の基準呼気音の中に、式(a)で得られる仮算出値が2.08以上になる呼気音が存在していた場合、その2.08以上になる呼気音を仮の基準呼気音から除くとともに、仮の基準呼気音として用いた呼気音の中で被験者が最も後に発した呼気音の次に存在する呼気音を新たに加えた7つの呼気音を新たな仮の基準呼気音とする。そして、その新たな仮の基準呼気音における低周波数成分割合L’、高周波数成分割合H’、および音圧を表す値S’を新たに算出し、式(a)を用い、基準呼気音から除いた(仮算出値が2.08以上になる)呼気音の次に存在する呼気音から引き続き式(a)で仮算出値を求めていく。7つの仮の基準呼気音の仮算出値全てが2.08未満となる呼気音を抽出できたら、その7つの呼気音を基準呼気音と定める。 If all the temporary calculated values obtained by the formula (a) are less than a predetermined value (2.08 in this case), the seven exhalation sounds from the first exhalation sound that the subject emitted to the seventh exhalation sound are obtained. Set as reference breath sound. If there is an expiratory sound in which the temporary calculated value obtained by the equation (a) is 2.08 or higher in the temporary reference expiratory sound, the expiratory sound that is 2.08 or higher is set as the temporary reference expiratory sound. In addition, the seven exhalation sounds that are newly added to the exhalation sound that is next to the exhalation sound that the test subject uttered most recently among the exhalation sounds used as the temporary reference exhalation sound are defined as new temporary reference exhalation sounds. To do. Then, a low frequency component ratio L n ′, a high frequency component ratio H n ′, and a value S n ′ representing the sound pressure in the new temporary reference exhalation sound are newly calculated, and using the formula (a), the reference The temporary calculated value is continuously obtained by the equation (a) from the exhaled sound that exists after the exhaled sound that is excluded from the exhaled sound (the temporary calculated value becomes 2.08 or more). If an exhalation sound in which all the provisional calculated values of the seven temporary reference exhalation sounds are less than 2.08 can be extracted, the seven exhalation sounds are determined as the reference exhalation sounds.

基準呼気音が定まったら、疑呼気音検出部36は、被験者が最初に発した呼気音(k=1)から順に疑呼気音の検出動作を行う。疑呼気音検出部36は、呼気音全てについて、一呼気音づつ下記式(b)で得られる算出値をもとめる。   When the reference expiratory sound is determined, the suspicious expiratory sound detection unit 36 performs the suspicious expiratory sound detection operation in order from the expiratory sound (k = 1) first emitted by the subject. The suspected expiratory sound detection unit 36 obtains a calculated value obtained by the following expression (b) for each expiratory sound for each expiratory sound.

ただし、Lkは、被験者がk回目に発した呼気音における低周波数成分割合、Hkは、被験者がk回目に発した呼気音における高周波数成分割合、Skは、被験者がk回目に発した呼気音における音圧を表す値、Lnは、7つの基準呼気音のうちのn番目の呼気音における低周波数成分割合、Hnは、7つの基準呼気音のうちのn番目の呼気音における高周波数成分割合、Snは、7つの基準呼気音のうちのn番目の呼気音における音圧を表す値、kおよびnは正の整数、mは基準呼気音の個数であり本実施形態では7である。 However, Lk is the low frequency component ratio in the exhalation sound emitted by the subject k times, Hk is the high frequency component ratio in the exhalation sound emitted by the subject k times, Sk is the exhalation sound emitted by the subject k times Ln is a value representing the sound pressure at L, n is the low frequency component ratio of the nth expiratory sound of the seven reference expiratory sounds, and Hn is the high frequency component ratio of the nth expiratory sound of the seven reference expiratory sounds , Sn is a value representing the sound pressure in the nth expiratory sound among the seven reference expiratory sounds, k and n are positive integers, m is the number of reference expiratory sounds, and is 7 in this embodiment.

疑呼気音検出部36は、式(b)で得られる呼気音の算出値が、仮の基準呼気音を求める際に用いた所定値と同じ値である基準値(ここでは2.08)未満になる呼気音は正常呼気音と判定する。一方、基準値である2.08以上の算出値になる呼気音は、疑呼気音と判定する。被験者が最初に発した呼気音から、基準呼気音の中で被験者が最も後に発した呼気音までは、算出値が2.08未満であれば、次の呼気音について順に算出値を求めていく。基準呼気音の中に疑呼気音と判定した呼気音が存在していた場合、その疑呼気音と判定した呼気音を基準呼気音から除くとともに、基準呼気音の中で被験者が最も後に発した呼気音の次に存在する呼気音を新たに加えた7つの呼気音を新たな基準呼気音とする。そして、その新たな基準呼気音を用いて、基準呼気音から除いた(算出値が2.08以上になる)呼気音の次に存在する呼気音から引き続き式(b)で算出値を求めていく。   The suspected expiratory sound detection unit 36 is less than a reference value (here, 2.08) where the calculated value of the expiratory sound obtained by the equation (b) is the same value as the predetermined value used when obtaining the temporary reference expiratory sound. The exhalation sound which becomes becomes the normal exhalation sound. On the other hand, an expiratory sound having a calculated value equal to or greater than the reference value of 2.08 is determined as a suspected expiratory sound. If the calculated value is less than 2.08 from the first expiratory sound emitted by the subject to the expiratory sound emitted most recently by the subject among the reference expiratory sounds, the calculated values are sequentially obtained for the next expiratory sound. . If there is an expiratory sound determined to be a suspected expiratory sound in the reference expiratory sound, the expiratory sound determined to be the suspected expiratory sound is removed from the reference expiratory sound, and the subject emitted the latest among the reference expiratory sounds Seven expiratory sounds obtained by newly adding the expiratory sound that exists next to the expiratory sound are set as new reference expiratory sounds. Then, using the new reference expiratory sound, the calculated value is continuously obtained by the equation (b) from the expiratory sound that exists after the exhaled sound that is removed from the reference expiratory sound (the calculated value becomes 2.08 or more). Go.

式(a)を用いて最初に定めた基準呼気音の中で被験者が最も後に発した呼気音の次の呼気音からは、その次の呼気音以降の呼気音を正常呼気音であると判定した場合、その呼気音を基準呼気音に新たに加えるとともに、基準呼気音の中で被験者が最も前に発した(古い)呼気音を基準呼気音から除いた新たな7つの呼気音を基準呼気音として式(b)で算出値を求めていく。すなわち、正常呼気音と判定した呼気音を基準呼気音に加えて古い呼気音を基準呼気音から除くことで基準呼気音を順次更新し、間近に発生した正常呼気音から構成される基準呼気音を用いた算出値で疑呼気音を検出している。間近に発生した正常呼気音を基準呼気音とすることで、呼気音の変化がより明確に算出値として現れるので、疑呼気音の検出精度を高めることができる。たとえば、就寝からの時間経過に応じて徐々に呼気音が変化する場合であっても、基準呼気音を順次更新しているので誤嚥などの異常を正確に検出できる。ただし、検出精度は下がるものの、正常呼気音と判定した呼気音を基準呼気音に加えることなく、一旦定めた基準呼気音に基づいて全ての呼気音を解析してもよい。   From the expiratory sound next to the expiratory sound that the subject most recently uttered among the reference expiratory sounds initially determined using the formula (a), it is determined that the expiratory sound after the next expiratory sound is a normal expiratory sound In this case, the expiratory sound is newly added to the reference expiratory sound, and the seven new expiratory sounds obtained by removing the earliest (old) expiratory sound from the reference expiratory sound among the reference expiratory sounds from the reference expiratory sound. The calculated value is obtained as a sound by the equation (b). In other words, the reference expiratory sound is composed of normal expiratory sounds that have been generated in the near future by sequentially adding the expiratory sound determined to be a normal expiratory sound to the reference expiratory sound and removing the old expiratory sound from the reference expiratory sound to update the reference expiratory sound in sequence. A suspected expiratory sound is detected by a calculated value using. By making the normal expiratory sound that has occurred in the near future a reference expiratory sound, the change in the expiratory sound appears more clearly as a calculated value, so that the detection accuracy of the suspicious expiratory sound can be increased. For example, even when the exhalation sound gradually changes with the passage of time since going to bed, since the reference exhalation sound is sequentially updated, an abnormality such as aspiration can be accurately detected. However, although the detection accuracy is lowered, all the expiratory sounds may be analyzed based on the reference expiratory sound once determined without adding the expiratory sound determined to be the normal expiratory sound to the reference expiratory sound.

なお、式(a)を用いて最初に定めた基準呼気音の中で被験者が最も後に発した呼気音の次の呼気音からは、呼気音が疑呼気音であると判定した場合(疑呼気音を検出した場合)、基準呼気音は更新しない。全ての呼気音について疑呼気音の検出を行ったら、疑呼気音検出部36は、何回目の呼気音が疑呼気音であるかを情報管理部33に伝達する。情報管理部33は、疑呼気音検出部36から伝達された疑呼気音の情報を記憶部34に記憶する。また、情報管理部33は、表示装置15に疑呼気音の情報を表示させる。   In addition, when it is determined that the expiratory sound is the suspicious expiratory sound from the expiratory sound next to the expiratory sound that the subject has most recently emitted among the reference expiratory sounds first determined using the formula (a) (suspected expiratory sound) If a sound is detected), the reference expiration sound is not updated. When the suspected expiratory sound is detected for all the expiratory sounds, the suspected expiratory sound detecting unit 36 transmits to the information managing unit 33 how many times the expiratory sound is the suspected expiratory sound. The information management unit 33 stores the information on the suspected breath sound transmitted from the suspected breath sound detecting unit 36 in the storage unit 34. In addition, the information management unit 33 causes the display device 15 to display information on the suspicious sound.

図4(a)は、表示装置15に表示された呼吸音解析装置11の初期画面の一例である。   FIG. 4A is an example of an initial screen of the respiratory sound analysis device 11 displayed on the display device 15.

この初期画面は、呼吸音解析装置11の電源が投入されたときに表示される画面であり、疑呼気音算出部33による算出が完了した後は、後述する図4(b)の画面が表示される。初期画面には、ファイル読出ボタン71、呼気解析ボタン72、順次再生ボタン73、拡大表示ボタン74、範囲指定表示ボタン75、コメント表示ボタン76、除外指定ボタン77、ヘルプボタン78、呼吸音の再生順や再生長さを指定する再生条件指定部79、疑呼気位置表示部81、拡大表示部82、解析した結果を表す結果表示部83が表示される。   This initial screen is a screen that is displayed when the respiratory sound analyzer 11 is turned on. After the calculation by the suspicious breath sound calculation unit 33 is completed, a screen of FIG. 4B described later is displayed. Is done. The initial screen includes a file read button 71, a breath analysis button 72, a sequential playback button 73, an enlarged display button 74, a range specification display button 75, a comment display button 76, an exclusion specification button 77, a help button 78, and a respiratory sound playback order. And a reproduction condition designation unit 79 for designating the reproduction length, a suspected breath position display unit 81, an enlarged display unit 82, and a result display unit 83 representing the analysis result.

ファイル読出ボタン71は、記憶部34に記憶された呼吸音情報を指定する画面の呼び出しを指示する操作ボタンである。呼吸音解析装置11の操作者がファイル読出ボタン71を押すと、記憶部34に記憶されている呼吸音情報を表示する図示しない情報選択画面が呼び出される。呼吸音解析装置11の操作者が、その情報選択画面において、呼吸音情報を1つ指定することで、解析対象とする呼吸音情報とその呼吸音情報と対応して記憶部34に記憶された変化情報が指定される。なお、呼吸音情報および変化情報が記憶部34に記憶されていないときには、上述した呼吸音情報取得部31と変化情報取得部32による呼吸音情報と変化情報の取得を行った後、記憶部34に呼吸音情報と変化情報を記憶させる必要がある。呼気解析ボタン72は、選択された呼吸音情報および変化情報の解析開始を呼吸音解析装置11に指示する操作ボタンである。呼気解析ボタン72が押されると、図2に示す呼気音抽出部35と疑呼気音検出部36が順に動作して疑呼気音が検出される。疑呼気音の検出が完了すると、解析結果が疑呼気位置表示部81および結果表示部83に表示される。   The file read button 71 is an operation button for instructing to call a screen for designating respiratory sound information stored in the storage unit 34. When the operator of the respiratory sound analyzer 11 presses the file read button 71, an information selection screen (not shown) that displays the respiratory sound information stored in the storage unit 34 is called. The operator of the breathing sound analyzer 11 specifies one piece of breathing sound information on the information selection screen, and is stored in the storage unit 34 corresponding to the breathing sound information to be analyzed and the breathing sound information. Change information is specified. When the breathing sound information and the change information are not stored in the storage unit 34, the breathing sound information and the change information are acquired by the breathing sound information acquisition unit 31 and the change information acquisition unit 32, and then the storage unit 34. It is necessary to memorize respiratory sound information and change information. The breath analysis button 72 is an operation button for instructing the breathing sound analyzer 11 to start analysis of selected breathing sound information and change information. When the exhalation analysis button 72 is pressed, the exhalation sound extraction unit 35 and the suspected exhalation sound detection unit 36 shown in FIG. When the detection of the suspected breath sound is completed, the analysis result is displayed on the suspected breath position display unit 81 and the result display unit 83.

図4(b)は、解析が完了した後に表示される表示画面の一例である。   FIG. 4B is an example of a display screen displayed after the analysis is completed.

疑呼気位置表示部81の横軸は、左から右に向かって流れる時間を表す時間軸である。この疑呼気位置表示部81には、解析した呼吸音全体の中で、疑呼気音が存在する部分に黒色の縦線が表示され、正常呼気音が存在する部分は白色で表示される。また、結果表示部83には、解析した呼吸音全体における、呼吸音の数、検出した疑呼気音の数、および呼気時間の平均値(秒)が表示される。   The horizontal axis of the suspected expiratory position display unit 81 is a time axis representing the time flowing from the left to the right. The suspected expiratory position display unit 81 displays a black vertical line in a portion where the suspected expiratory sound is present in the entire analyzed breathing sound, and displays a portion where a normal expiratory sound is present in white. In addition, the result display unit 83 displays the number of respiratory sounds, the number of detected suspicious sounds, and the average value (seconds) of the expiration time in the entire analyzed respiratory sounds.

順次再生ボタン73は、解析が完了した呼吸音の表示を呼吸音解析装置11に指示する操作ボタンである。この順次再生ボタン73が押されると、再生条件指定部79によって指定された呼吸音が画面に表示される。再生条件指定部79は、ソート条件指定部791、順位入力部792、番号入力部793、再生呼吸数指定部794、および演奏指定ボックス795から構成されている。   The sequential playback button 73 is an operation button for instructing the respiratory sound analyzer 11 to display the respiratory sound that has been analyzed. When the sequential playback button 73 is pressed, the breathing sound specified by the playback condition specifying unit 79 is displayed on the screen. The reproduction condition designation unit 79 includes a sort condition designation unit 791, a rank input unit 792, a number input unit 793, a reproduction respiratory rate designation unit 794, and a performance designation box 795.

ソート条件指定部791には、5つのラジオボタンと1つのチェックボックスが表示されている。5つのラジオボタンは、順次再生ボタンを押されたときに表示される呼吸音の波形の表示順を指定するためのものである。「なし」のラジオボタンは、順次再生ボタンを押す毎に、時間順に呼吸音の波形を表示することを指定するものである。この「なし」が指定されている場合、順次再生ボタンを押す毎に、最も古い呼吸音から順に呼吸音の波形が表示される。「指標」のラジオボタンは、順次再生ボタンを押す毎に、上述の式(b)で計算した算出値の高い順に呼吸音の波形を表示することを指定するものである。「強度」のラジオボタンは、順次再生ボタンを押す毎に、音圧を表す値Skの高い呼吸音から順に呼吸音の波形を表示することを指定するものである。「周波」のラジオボタンは、順次再生ボタンを押す毎に、呼気音における低周波数成分割合Lkを呼気音における高周波数成分割合Hkで除算した値、すなわち、各呼気音におけるLk÷Hkの値が高い呼吸音から順に呼吸音の波形を表示することを指定するものである。「強周」のラジオボタンは、順次再生ボタンを押す毎に、呼気音における低周波数成分割合Lkに呼気音における音圧を表す値Skを乗算した値を呼気音における高周波数成分割合Hkで除算した値、すなわち、各呼気音におけるLk×Sk÷Hkの値が高い呼吸音から順に呼吸音の波形を表示することを指定するものである。チェックボックスは、順次再生する順番の反転を指定するものである。このチェックボックスにチェックが入っていると、順次再生ボタンを押す毎に、ラジオボタンによって指定された順番とは逆の順で呼吸音の波形が表示される。   The sort condition designating portion 791 displays five radio buttons and one check box. The five radio buttons are for designating the display order of the waveform of the respiratory sound displayed when the playback button is sequentially pressed. The “None” radio button specifies that the waveform of the breathing sound is displayed in time order each time the sequential playback button is pressed. When “None” is designated, the waveform of the respiratory sound is displayed in order from the oldest respiratory sound every time the playback button is pressed. The radio button of “index” designates that the waveform of the respiratory sound is displayed in descending order of the calculated value calculated by the above formula (b) each time the playback button is sequentially pressed. The “strength” radio button designates that the waveform of the respiratory sound is displayed in order from the respiratory sound having the highest value Sk representing the sound pressure each time the playback button is sequentially pressed. Each time the “Frequency” radio button is sequentially pressed, the value obtained by dividing the low frequency component ratio Lk in the expiratory sound by the high frequency component ratio Hk in the expiratory sound, that is, the value of Lk ÷ Hk in each expiratory sound is calculated. This specifies that the waveform of the respiratory sound is displayed in order from the highest respiratory sound. The radio button for “strong cycling” divides the value obtained by multiplying the low-frequency component ratio Lk in the expiratory sound by the value Sk representing the sound pressure in the expiratory sound by the high-frequency component ratio Hk in the expiratory sound each time the play button is sequentially pressed. That is, it is designated that the waveform of the respiratory sound is displayed in order from the respiratory sound having the highest value of Lk × Sk ÷ Hk in each exhalation sound. The check box designates inversion of the order of sequential reproduction. When this check box is checked, every time the playback button is sequentially pressed, the waveform of the respiratory sound is displayed in the reverse order to the order specified by the radio button.

順位入力部792は、ソート条件指定部791において指定された順番に呼吸音を並べたときの何番目の呼吸音を表示するかを入力する部分である。この部分に数値を入力して順次再生ボタンを押すと、ソート条件指定部791において指定された順において、入力された順位になる呼吸音の波形が表示される。番号入力部793は、被験者が最初に発した呼気音から順に時間順で呼吸音を並べたときの何番目の呼吸音を表示するかを指定する部分である。この部分に数値を入力して順次再生ボタンを押すと、ソート条件指定部791において指定された順番にかかわらず、時間順において、入力された順位になる呼吸音の波形が表示される。再生呼吸数指定部794は、順次再生ボタンが押されたときに表示される呼吸数を指定する部分である。演奏指定ボックス795は、順次再生ボタン73が押されたときに、呼吸音の波形を表す表示画面の表示と併せて、その呼吸音を音声出力装置19から出力することを指定するチェックボックスである。   The rank input unit 792 is a part for inputting the number of breathing sounds to be displayed when the breathing sounds are arranged in the order specified by the sort condition specifying unit 791. When a numerical value is input to this portion and the playback button is pressed sequentially, the waveforms of respiratory sounds that are in the input order are displayed in the order specified by the sort condition specifying unit 791. The number input unit 793 is a part that designates which number of breathing sounds to be displayed when the breathing sounds are arranged in time order in order from the exhalation sound that the subject first emitted. When a numerical value is input to this portion and the playback button is pressed sequentially, the waveform of the respiratory sound having the input order is displayed in time order regardless of the order specified in the sort condition specifying unit 791. The respiration rate designation section 794 is a portion that designates the respiration rate displayed when the replay button is sequentially pressed. The performance designation box 795 is a check box for designating output of the breathing sound from the sound output device 19 together with the display of the display screen showing the waveform of the breathing sound when the playback button 73 is sequentially pressed. .

図5は、順次再生ボタン73が押されたときに表示される呼吸音の波形を表す表示画面の一例である。   FIG. 5 is an example of a display screen showing the waveform of the breathing sound displayed when the playback button 73 is sequentially pressed.

この図5に示される表示画面において、疑呼気音の波形は矩形731で囲まれて示され、正常呼気音の波形の上方にはハッチングが施された帯状の目印732が表示される。各呼気音の波形の上方に記載された数値は、上段が時間順に並べた場合の順位を示す数値であり、下段が上述の式(b)で計算した算出値である。たとえば、図5の中央に示された矩形731で囲まれた波形は、1143番目の波形であり、その波形によって示される呼気音における算出値は2.6であることが示されている。   In the display screen shown in FIG. 5, the waveform of the suspicious exhalation sound is surrounded by a rectangle 731, and a hatched band mark 732 is displayed above the waveform of the normal exhalation sound. The numerical value described above the waveform of each breath sound is a numerical value indicating the ranking when the upper part is arranged in time order, and the lower part is a calculated value calculated by the above-described equation (b). For example, the waveform surrounded by the rectangle 731 shown in the center of FIG. 5 is the 1143th waveform, and the calculated value of the expiratory sound indicated by the waveform is 2.6.

図4(a)および図4(b)に示される拡大表示ボタン74は、疑呼気位置表示部81において選択された呼気音を拡大して拡大表示部82に表示することを指定する操作ボタンである。また、範囲指定表示ボタン75は、疑呼気位置表示部81において選択された範囲を拡大表示部82に表示することを指定する操作ボタンである。コメント表示ボタン76は、疑呼気位置表示部81において選択された呼気音にコメントを付与する場合や既に付与されたコメントを表示することを指定する操作ボタンである。このコメント表示ボタン76が押されると、図示しないコメント入力用の別画面が表示される。呼吸音解析装置11の操作者は、その別画面でコメントを記入したり、既に付与されたコメントがあれば、そのコメントを編集することができる。除外指定ボタン77は、疑呼気位置表示部81において選択された呼気音が疑呼気音として判定されている呼気音であっても、正常呼気音として処理することを指定する操作ボタンである。たとえば、選択された呼気音が、いびきや寝言などである場合、呼吸音解析装置11の操作者が除外指定ボタン77を押すことで、その呼気音に対する疑呼気音の判定を取り消すことができる。ヘルプボタン78は、ヘルプ画面を表示することを指定する操作ボタンである。   The enlarged display button 74 shown in FIGS. 4A and 4B is an operation button for designating that the expiratory sound selected in the suspected expiratory position display unit 81 is enlarged and displayed on the enlarged display unit 82. is there. The range designation display button 75 is an operation button for designating that the range selected in the suspicious breath position display unit 81 is displayed on the enlarged display unit 82. The comment display button 76 is an operation button for designating that a comment is given to the exhalation sound selected in the suspected expiratory position display unit 81 or that a comment already given is displayed. When the comment display button 76 is pressed, another screen for comment input (not shown) is displayed. The operator of the breathing sound analyzer 11 can enter a comment on the separate screen or edit the comment if there is a comment already given. The exclusion designation button 77 is an operation button for designating that even if the exhalation sound selected in the suspected exhalation position display unit 81 is an exhalation sound determined as the suspected exhalation sound, it is processed as a normal exhalation sound. For example, when the selected exhalation sound is snoring or sleeping, the operator of the breathing sound analyzer 11 can cancel the determination of the suspected exhalation sound for the exhalation sound by pressing the exclusion designation button 77. The help button 78 is an operation button for designating display of a help screen.

次に、図6を用いて本発明の一例としての呼吸音解析装置11の動作を説明する。   Next, the operation of the respiratory sound analyzer 11 as an example of the present invention will be described with reference to FIG.

図6は、呼吸音解析装置11の動作の一例を表すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the respiratory sound analyzer 11.

呼吸音解析装置11の電源が投入されると、呼吸音解析プログラムをCPU12が読み出して実行し、呼吸音解析装置11の各構成部は呼吸音解析プログラムに基づいて動作する。呼吸音解析プログラムが実行されると、先ず情報管理部33は、図4(a)に示す初期画面を表示装置15に表示させる。   When the breathing sound analyzer 11 is turned on, the CPU 12 reads and executes a breathing sound analysis program, and each component of the breathing sound analyzer 11 operates based on the breathing sound analysis program. When the breathing sound analysis program is executed, the information management unit 33 first displays the initial screen shown in FIG.

マイクロフォン52および呼吸バンドセンサ53からの電気信号が呼吸音解析装置11に送信されてくると、呼吸音情報取得部31および変化情報取得部32は、送信された電気信号に基づいて呼吸音情報および変化情報をそれぞれ取得する(ステップS1)。そして、呼吸音解析装置11の操作者による所定の入力に応じて、呼吸音情報取得部31と呼吸音情報取得部31はそれぞれ呼吸音情報と変化情報を情報管理部33に伝達する。情報管理部33は、呼吸音情報と変化情報を対応させて記憶部34に記憶させる。   When the electrical signals from the microphone 52 and the respiratory band sensor 53 are transmitted to the respiratory sound analyzer 11, the respiratory sound information acquisition unit 31 and the change information acquisition unit 32 are configured to transmit the respiratory sound information and the respiratory information based on the transmitted electrical signals. Change information is acquired (step S1). Then, in response to a predetermined input by the operator of the respiratory sound analysis device 11, the respiratory sound information acquisition unit 31 and the respiratory sound information acquisition unit 31 transmit the respiratory sound information and the change information to the information management unit 33, respectively. The information management unit 33 stores the respiratory sound information and the change information in the storage unit 34 in association with each other.

ステップS2では、呼吸音解析装置11の操作者によって、呼吸音情報が指定された後、呼気解析ボタン72が押されるまで繰り返し実行する。呼気解析ボタン72が押されると(ステップS2でYes)、情報管理部33は、指定された呼吸音情報および変化情報を記憶部34から読み出して呼気音抽出部35に伝達する。呼気音抽出部35では、伝達された呼吸音情報および変化情報を用いて上述した抽出動作により呼気音を抽出する(ステップS3)。呼気音抽出部35は、抽出した呼気音の情報を情報管理部33に伝達する。情報管理部33は、その呼気音の情報を疑呼気音検出部36に伝達するとともに記憶部34に記憶させる。次に、疑呼気音検出部36が、呼気音抽出部35によって抽出された呼気音の中から基準呼気音を抽出し、上述した検出動作により疑呼気音の検出を行なう(ステップS4)。疑呼気音の検出が完了したら、疑呼気音検出部36は、検出した情報を情報管理部33に伝達する。情報管理部33は、疑呼気音検出部36が検出した情報を記憶部34に記憶させるとともに、その検出した情報に基づいて解析結果を表示装置15に表示させる(ステップS5)。そして、解析結果を表す表示画面(図4(b)に示す表示画面)において、順次再生ボタン73が押されなければ(ステップS6でNo)、ステップS10に進む。順次再生ボタン73が押されたら(ステップS6でYes)、演奏指定ボックス795のチェックの有無を確認し(ステップS7)、チェックが有れば、再生条件指定部79によって指定された条件に従って呼吸音の波形を表示装置15に表示させるとともに、その呼吸音を音声出力装置19から出力する(ステップS8)。演奏指定ボックス795のチェックが無ければ、再生条件指定部79によって指定された条件に従って呼吸音の波形を表示装置15に表示させる(ステップS9)。なお、ステップS8およびステップS9において表示される呼吸音の波形は、ソート条件指定部791に指定された順番に従って、順次再生ボタン73が押される毎に順次切り替わっていく。ステップS10では、終了指示がなければステップS6に戻り、終了指示があれば呼吸音解析装置11の動作を終了する。   In step S2, after the breathing sound information is designated by the operator of the breathing sound analysis apparatus 11, it is repeatedly executed until the breath analysis button 72 is pressed. When the exhalation analysis button 72 is pressed (Yes in step S2), the information management unit 33 reads the designated breathing sound information and change information from the storage unit 34 and transmits them to the exhalation sound extraction unit 35. The exhalation sound extraction unit 35 extracts an exhalation sound by the above-described extraction operation using the transmitted breathing sound information and change information (step S3). The exhalation sound extraction unit 35 transmits the extracted exhalation sound information to the information management unit 33. The information management unit 33 transmits the exhalation sound information to the suspicious exhalation sound detection unit 36 and causes the storage unit 34 to store the information. Next, the suspected expiratory sound detection unit 36 extracts the reference expiratory sound from the expiratory sound extracted by the expiratory sound extracting unit 35, and detects the suspected expiratory sound by the above-described detection operation (step S4). When the detection of the suspicious sound is completed, the suspicious sound detection unit 36 transmits the detected information to the information management unit 33. The information management unit 33 stores the information detected by the suspicious sound detection unit 36 in the storage unit 34 and displays the analysis result on the display device 15 based on the detected information (step S5). If the playback button 73 is not sequentially pressed on the display screen (the display screen shown in FIG. 4B) representing the analysis result (No in step S6), the process proceeds to step S10. When the sequential playback button 73 is pressed (Yes in step S6), whether or not the performance designation box 795 is checked is checked (step S7). If there is a check, the breathing sound is determined according to the condition designated by the reproduction condition designation unit 79. Is displayed on the display device 15 and the breathing sound is output from the sound output device 19 (step S8). If the performance designation box 795 is not checked, the breathing sound waveform is displayed on the display device 15 in accordance with the condition designated by the reproduction condition designation unit 79 (step S9). Note that the waveform of the breathing sound displayed in step S8 and step S9 is sequentially switched every time the playback button 73 is pressed in accordance with the order specified in the sort condition specifying unit 791. In step S10, if there is no end instruction, the process returns to step S6, and if there is an end instruction, the operation of the respiratory sound analyzer 11 is ended.

本実施形態の呼吸音解析装置11によれば、誤嚥などの異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を検出できる。また、就寝中の被験者に医師が付き添わなくても、医師は呼吸音解析装置11によって検出された疑呼気音を聞くことで、短時間で就寝中に生じた誤嚥などの異常の有無を診断することができる。また、疑呼気音の再生順序などを再生条件指定部79で指定できるので、医師が診断に必要な呼吸音を容易に選択することができる。また、本実施形態の呼吸音解析装置11によれば、誤嚥だけでなく、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留も検出できる。すなわち、これらのうち少なくとも一つの異常が発生すると、食べ物または唾液などが気道の一部に存在することになるため、気道の一部が狭くなり呼吸音が変化する。本実施形態の呼吸音解析装置11は、この呼吸音を解析しているので、誤嚥だけでなく、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留も検出できる。また、嚥下の咽頭期の動作を伴う誤嚥などの異常だけでなく、嚥下の咽頭期の動作を伴わない誤嚥などの異常も検出することができる。また、本実施形態の呼吸音解析装置11は、誤嚥などの異常の際に変化が現れやすい呼気音を呼吸音の中から抽出し、その呼気音を基準呼気音と比較することで、誤嚥などの異常による変化の疑いがある呼気音を検出するので、誤嚥などの異常の検出精度を高めることができる。また、異常呼気音において高い値を示しやすい2つの要素(呼気音の低周波数成分割合Lおよび呼気音の音圧を表す値S)を乗算し、さらに異常呼気音において低い値を示しやすい要素(呼気音の高周波数成分割合H)で除算した値を用いて疑呼気音を検出しているので、誤嚥などの異常を高い精度で検出できる。また、本実施形態の呼吸音解析装置11によれば、誤嚥などの異常が就寝中のどの時間に発生したかが分かるので、誤嚥などの異常を起こしやすい人に適切な対処をすることができる。   According to the respiratory sound analysis apparatus 11 of the present embodiment, it is possible to detect an abnormal exhalation sound and a suspicious exhalation sound that are generated when an abnormality such as aspiration occurs. Further, even if the doctor does not accompany the sleeping subject, the doctor can diagnose the presence or absence of abnormalities such as aspiration occurring during sleeping in a short time by listening to the suspicious breath sound detected by the respiratory sound analyzer 11. can do. Further, since the reproduction order of the suspicious breath sounds can be designated by the reproduction condition designating unit 79, the doctor can easily select the respiratory sounds necessary for the diagnosis. Moreover, according to the respiratory sound analyzer 11 of this embodiment, not only aspiration but also laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal accumulation can be detected. That is, when at least one of these abnormalities occurs, food or saliva is present in a part of the airway, so that a part of the airway becomes narrow and the breathing sound changes. Since the respiratory sound analysis device 11 of the present embodiment analyzes this respiratory sound, it can detect not only aspiration but also laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal accumulation. Moreover, not only abnormalities such as aspiration accompanied by movement in the pharyngeal phase of swallowing but also abnormalities such as aspiration not accompanied by movement in the pharyngeal phase of swallowing can be detected. In addition, the respiratory sound analysis apparatus 11 of the present embodiment extracts an expiratory sound that is likely to change when an abnormality such as aspiration occurs from the respiratory sound, and compares the expiratory sound with a reference expiratory sound to detect an erroneous sound. Since an expiratory sound that is suspected of being changed due to an abnormality such as swallowing is detected, the detection accuracy of an abnormality such as aspiration can be increased. In addition, two elements that tend to show high values in abnormal exhalation sounds (value S representing the low-frequency component ratio L of expiratory sounds and sound pressure of expiratory sounds) are multiplied, and further elements that tend to show low values in abnormal exhalation sounds ( Since the suspected expiratory sound is detected using the value divided by the high frequency component ratio H) of the expiratory sound, an abnormality such as aspiration can be detected with high accuracy. In addition, according to the respiratory sound analysis apparatus 11 of the present embodiment, it is possible to know at what time during sleep the abnormality such as aspiration occurred, and therefore appropriate measures are taken for a person who is likely to cause an abnormality such as aspiration. Can do.

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、上述の実施形態では、疑呼気音検出部36は、式(b)を用いることで高い検出精度で疑呼気音を検出しているが、基準呼気音の音圧を表す値の平均値{Σ(S+S+・・・S)÷m}に対する呼気音の音圧を表す値Skの比率を所定の基準値と比較することで簡便に疑呼気音を検出してもよい。また、基準呼気音の高周波数成分割合の平均値{Σ(H+H+・・・H)÷m}に対する呼気音の高周波数成分割合Hkの比率を所定の基準値と比較することで簡便に疑呼気音を検出してもよい。また、基準呼気音の低周波数成分割合{Σ(L+L+・・・L)÷m}に対する呼気音の低周波数成分割合Lkの比率を所定の基準値と比較することで簡便に疑呼気音を検出してもよい。また、呼気音の音圧を表す値Sk、呼気音の高周波数成分割合Hk、呼気音の低周波数成分割合Lkのうちの2つを用いて疑呼気音を検出してもよい。また、本実施形態では、呼吸音から呼気音を抽出する精度を高めるために、変化情報を用いたが、呼吸音のみから呼気音を検出してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. For example, in the above-described embodiment, the suspected breath sound detecting unit 36 detects the suspected breath sound with high detection accuracy by using the formula (b), but the average value of the values representing the sound pressure of the reference breath sound By comparing the ratio of the value Sk representing the sound pressure of the expiratory sound with respect to {Σ (S 1 + S 2 +... S m ) ÷ m} with a predetermined reference value, the suspected expiratory sound may be detected easily. . Further, the ratio of the high frequency component ratio Hk of the expiratory sound to the average value {Σ (H 1 + H 2 +... H m ) ÷ m} of the high frequency component ratio of the reference expiratory sound is compared with a predetermined reference value. A simple expiratory sound may be detected. Further, the ratio of the low frequency component ratio Lk of the expiratory sound to the low frequency component ratio {Σ (L 1 + L 2 +... L m ) / m} of the reference expiratory sound is simply compared with a predetermined reference value. A suspected breath sound may be detected. Alternatively, the suspected expiratory sound may be detected using two of the value Sk representing the sound pressure of the expiratory sound, the high frequency component ratio Hk of the expiratory sound, and the low frequency component ratio Lk of the expiratory sound. Further, in the present embodiment, change information is used to improve the accuracy of extracting exhalation sounds from breath sounds, but exhalation sounds may be detected only from breath sounds.

11 呼吸音解析装置
15 表示装置
16 入力装置
18 外部I/F
19 音声出力装置
31 呼吸音情報取得部
32 変化情報取得部
33 情報管理部
34 記憶部
35 呼気音抽出部
36 疑呼気音算出部
51 データロガ
52 マイクロフォン
53 呼吸バンドセンサ
11 Respiratory Sound Analysis Device 15 Display Device 16 Input Device 18 External I / F
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Audio | voice output device 31 Respiratory sound information acquisition part 32 Change information acquisition part 33 Information management part 34 Storage part 35 Expiratory sound extraction part 36 Suspicious expiratory sound calculation part 51 Data logger 52 Microphone 53 Respiration band sensor

Claims (9)

就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出する呼吸音解析装置において、
所定期間に被験者が発した連続した呼吸音を表す呼吸音情報を取得する呼吸音情報取得部と、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報に基づいて、連続した呼吸音それぞれのうちの各呼気音を抽出する呼気音抽出部と、
前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、基準となる1又は複数の基準呼気音を抽出し、前記異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を該基準呼気音に基づいて検出する疑呼気音検出部とを備えたことを特徴とする呼吸音解析装置。
In a respiratory sound analysis device that detects at least one abnormality among aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal storage that occurred in a sleeping subject, based on the respiratory sound emitted by the subject,
A respiratory sound information acquisition unit that acquires respiratory sound information representing continuous respiratory sounds emitted by the subject during a predetermined period;
Based on the breathing sound information acquired by the breathing sound information acquisition unit, a breathing sound extraction unit that extracts each breathing sound of each continuous breathing sound;
One or a plurality of reference exhalation sounds serving as a reference are extracted from the exhalation sounds extracted by the exhalation sound extraction unit, and an abnormal exhalation sound and a suspected exhalation sound generated in the event of the abnormality are based on the reference exhalation sounds. A respiratory sound analysis device comprising a suspicious breath detection unit for detection.
前記疑呼気音検出部は、前記呼気音に占める、所定の周波数を含む所定周波数範囲の周波数成分の割合に基づいて、前記疑呼気音を検出するものであることを特徴とする請求項1に記載の呼吸音解析装置。   The suspected breath sound detecting unit is configured to detect the suspected breath sound based on a ratio of a frequency component in a predetermined frequency range including a predetermined frequency occupied in the expiratory sound. The respiratory sound analysis device described. 前記疑呼気音検出部は、前記基準呼気音の音圧を表す値に対する前記呼気音の音圧を表す値の比率に基づいて、前記疑呼気音を検出するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の呼吸音解析装置。   The suspected expiratory sound detecting unit detects the suspected expiratory sound based on a ratio of a value representing a sound pressure of the expiratory sound to a value representing a sound pressure of the reference expiratory sound. Item 3. The respiratory sound analysis device according to item 1 or 2. 前記疑呼気音検出部は、前記呼気音の音圧を表す値と、前記呼気音における第1の周波数範囲の周波数成分に占める、第2の周波数範囲の周波数成分の割合と、該第1の周波数範囲の周波数成分に占める、該第2の周波数範囲とは異なる第3の周波数範囲の周波数成分の割合とを用いて、前記疑呼気音を検出するものであることを特徴とする請求項1に記載の呼吸音解析装置。   The suspicious expiratory sound detection unit includes a value representing a sound pressure of the expiratory sound, a ratio of a frequency component in a second frequency range to a frequency component in the first frequency range in the expiratory sound, and the first 2. The suspicious sound is detected using a ratio of a frequency component in a third frequency range different from the second frequency range in a frequency component in the frequency range. Respiratory sound analyzer described in 1. 前記疑呼気音検出部は、
ただし、Lkは、検査対象になる前記呼気音の中のk番目の呼気音における第1の周波数範囲の周波数成分に占める、前記第2の周波数範囲の周波数成分の割合、Hkは、検査対象になる前記呼気音の中のk番目の呼気音における第1の周波数範囲の周波数成分に占める、前記第3の周波数範囲の周波数成分の割合、Skは、検査対象になる前記呼気音の中のk番目の呼気音における前記音圧を表す値、Lnは、n番目の基準呼気音における前記第1の周波数範囲の周波数成分に占める、前記第2の周波数範囲の周波数成分の割合、Hnは、n番目の基準呼気音における前記第1の周波数範囲の周波数成分に占める、第3の周波数範囲の周波数成分の割合、Snはn番目の基準呼気音の音圧を表す値、kおよびnは正の整数、mは前記基準呼気音の個数である。
上記式(1)で求められる算出値を所定の基準値と比較することによって疑呼気音を検出するものであることを特徴とする請求項4に記載の呼吸音解析装置。
The suspicious breath detection unit is
However, Lk is the ratio of the frequency component of the second frequency range in the frequency component of the first frequency range in the kth expiratory sound in the expiratory sound to be examined, and Hk is the examination target. The ratio of the frequency component of the third frequency range to the frequency component of the first frequency range in the kth expiratory sound in the expiratory sound, Sk is k in the expiratory sound to be examined A value representing the sound pressure in the th exhalation sound, Ln is a ratio of the frequency component in the second frequency range in the frequency component in the first frequency range in the n th reference expiratory sound, and Hn is n The ratio of the frequency component of the third frequency range to the frequency component of the first frequency range of the first reference expiratory sound, Sn is a value representing the sound pressure of the nth reference expiratory sound, and k and n are positive Integer, m is the reference call Is the number of sound.
The respiratory sound analysis device according to claim 4, wherein a suspected expiratory sound is detected by comparing the calculated value obtained by the formula (1) with a predetermined reference value.
前記疑呼気音検出部は、前記呼気音抽出部が抽出した呼気音のうち、該呼気音の開始から該呼気音の終了までの呼気期間の前半部分における所定期間に生じた音を用いて、疑呼気音を検出するものであることを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1項に記載の呼吸音解析装置。   The suspicious expiratory sound detection unit uses a sound generated in a predetermined period in the first half of the expiratory period from the start of the expiratory sound to the end of the expiratory sound among the expiratory sounds extracted by the expiratory sound extracting unit, The respiratory sound analysis device according to any one of claims 1 to 5, wherein the respiratory sound analysis device detects a suspicious breath sound. 就寝中の被験者の呼吸動作に基づく変化を表す変化情報を取得する変化情報取得部と、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報と前記変化情報取得部が取得した変化情報を対応させた状態で呼吸音情報と変化情報を記憶する記憶部とを備え、
前記呼気音抽出部は、前記記憶部が記憶した呼吸音情報と変化情報に基づいて、呼気音を抽出するものであることを特徴とする請求項1から6のうちいずれか1項に記載の呼吸音解析装置。
A change information acquisition unit for acquiring change information representing a change based on the breathing motion of the sleeping subject;
A storage unit that stores the respiratory sound information and the change information in a state in which the respiratory sound information acquired by the respiratory sound information acquisition unit is associated with the change information acquired by the change information acquisition unit;
The expiratory sound extraction unit is configured to extract an expiratory sound based on respiratory sound information and change information stored in the storage unit, according to any one of claims 1 to 6. Respiratory sound analyzer.
就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出する呼吸音解析方法において、
所定期間に被験者が発した連続した呼吸音を表す呼吸音情報を取得する呼吸音情報取得工程と、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報に基づいて、連続した呼吸音それぞれのうちの各呼気音を抽出する呼気音抽出工程と、
前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、基準となる1又は複数の基準呼気音を抽出し、前記異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を該基準呼気音に基づいて検出する疑呼気音検出工程とを備えたことを特徴とする呼吸音解析方法。
In a respiratory sound analysis method for detecting at least one abnormality of aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention occurring in a sleeping subject based on the respiratory sound emitted by the subject,
A breathing sound information acquisition step for acquiring breathing sound information representing a continuous breathing sound emitted by the subject during a predetermined period;
Based on the breathing sound information acquired by the breathing sound information acquisition unit, a breathing sound extraction step of extracting each breathing sound of each continuous breathing sound;
One or a plurality of reference exhalation sounds serving as a reference are extracted from the exhalation sounds extracted by the exhalation sound extraction unit, and an abnormal exhalation sound and a suspected exhalation sound generated in the event of the abnormality are based on the reference exhalation sounds. A breathing sound analysis method comprising: a suspicious breath detection step for detecting.
就寝中の被験者に生じた誤嚥、喉頭侵入、咽頭残留、および咽頭貯留のうちの少なくとも一つの異常を、該被験者が発した呼吸音に基づいて検出するコンピュータに用いられる呼吸音解析プログラムであって、
所定期間に被験者が発した連続した呼吸音を表す呼吸音情報を取得する呼吸音情報取得部、
前記呼吸音情報取得部が取得した呼吸音情報に基づいて、連続した呼吸音それぞれのうちの各呼気音を抽出する呼気音抽出部、および、
前記呼気音抽出部が抽出した呼気音の中から、基準となる1又は複数の基準呼気音を抽出し、前記異常の際に生ずる異常呼気音と疑わしき疑呼気音を該基準呼気音に基づいて検出する疑呼気音検出部、
としてコンピュータを機能させるための呼吸音解析プログラム。
A respiratory sound analysis program used in a computer that detects at least one abnormality of aspiration, laryngeal invasion, pharyngeal residue, and pharyngeal retention that occurs in a sleeping subject based on the respiratory sound produced by the subject. And
A breathing sound information acquisition unit for acquiring breathing sound information representing a continuous breathing sound emitted by the subject during a predetermined period;
Based on the respiratory sound information acquired by the respiratory sound information acquisition unit, the exhalation sound extraction unit that extracts each exhalation sound of each continuous respiratory sound, and
One or a plurality of reference exhalation sounds serving as a reference are extracted from the exhalation sounds extracted by the exhalation sound extraction unit, and an abnormal exhalation sound and a suspected exhalation sound generated in the event of the abnormality are based on the reference exhalation sounds. Suspicious breath detection unit to detect,
Breathing sound analysis program to make the computer function as.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015011923A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 パナソニック株式会社 Biometric sound testing device and biometric sound testing method
KR20160053719A (en) * 2014-11-05 2016-05-13 아주대학교산학협력단 Method and apparatus for respiration rate detection using adaptive double threshold
WO2017210053A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Cardiac Pacemakers, Inc. Systems to detect respiratory diseases using respiratory sounds
JP2020069113A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 パイオニア株式会社 Processing device, system, processing method, and program
CN114126498A (en) * 2019-07-22 2022-03-01 麦克赛尔株式会社 Detection device and detection method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015011923A1 (en) * 2013-07-26 2015-01-29 パナソニック株式会社 Biometric sound testing device and biometric sound testing method
JP2015171544A (en) * 2013-07-26 2015-10-01 パナソニック株式会社 Biological sound examination device and biological sound examination method
JPWO2015011923A1 (en) * 2013-07-26 2017-03-02 パナソニック株式会社 Body sound inspection apparatus and body sound inspection method
US11096652B2 (en) 2013-07-26 2021-08-24 Panasonic Corporation Bioacoustic sound testing device and bioacoustic sound testing method
KR20160053719A (en) * 2014-11-05 2016-05-13 아주대학교산학협력단 Method and apparatus for respiration rate detection using adaptive double threshold
KR101627581B1 (en) 2014-11-05 2016-06-07 아주대학교산학협력단 Method and apparatus for respiration rate detection using adaptive double threshold
WO2017210053A1 (en) * 2016-06-01 2017-12-07 Cardiac Pacemakers, Inc. Systems to detect respiratory diseases using respiratory sounds
US11864928B2 (en) 2016-06-01 2024-01-09 Cardiac Pacemakers, Inc. Systems and methods to detect respiratory diseases using respiratory sounds
JP2020069113A (en) * 2018-10-31 2020-05-07 パイオニア株式会社 Processing device, system, processing method, and program
JP7122225B2 (en) 2018-10-31 2022-08-19 エア・ウォーター・バイオデザイン株式会社 Processing device, system, processing method, and program
CN114126498A (en) * 2019-07-22 2022-03-01 麦克赛尔株式会社 Detection device and detection method

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