JP2020199293A - Shunt murmur analyzing device - Google Patents

Shunt murmur analyzing device Download PDF

Info

Publication number
JP2020199293A
JP2020199293A JP2020147333A JP2020147333A JP2020199293A JP 2020199293 A JP2020199293 A JP 2020199293A JP 2020147333 A JP2020147333 A JP 2020147333A JP 2020147333 A JP2020147333 A JP 2020147333A JP 2020199293 A JP2020199293 A JP 2020199293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shunt
volume
shunt sound
degree
sound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020147333A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
太郎 中島
Taro Nakajima
太郎 中島
真一 莪山
Shinichi Gazan
真一 莪山
祐介 曽我
Yusuke Soga
祐介 曽我
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Electronic Corp filed Critical Pioneer Electronic Corp
Priority to JP2020147333A priority Critical patent/JP2020199293A/en
Publication of JP2020199293A publication Critical patent/JP2020199293A/en
Priority to JP2022047006A priority patent/JP7303921B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

To appropriately support shunt stenosis diagnosis by analyzing shunt murmurs acquired from a subject.SOLUTION: A shunt murmur analyzing device includes acquisition means (110) for acquiring shunt murmur information on shunt murmurs from the periphery of a shunt formation site of a subject, and output means (160) for outputting information indicating an intermittence degree in an acoustic feeling of the shunt murmurs based on the shunt murmur information acquired by the acquisition part. The output information indicating the intermittence degree indicates the possibility of a stenosis occurrence in the shunt formation site quantitatively. Thus, the shunt murmur analyzing device can appropriately support the stenosis diagnosis.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被測定者から取得したシャント音を解析するシャント音解析装置、シャント音解析方法、コンピュータプログラム及び記録媒体の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a shunt sound analyzer for analyzing a shunt sound acquired from a subject, a shunt sound analysis method, a computer program, and a recording medium.

この種の装置として、被測定者から取得したシャント音を解析して、シャント狭窄等に関する医師の診断を支援する装置が知られている。例えば特許文献1では、アレイ状採音センサを被測定者の腕に固定して複数箇所からシャント音を取得し、取得したサンプルデータと、予め用意した多種多様なシャント狭窄音を含む指標サンプルとについて、STMEM法等による解析を行うシャント音解析装置が開示されている。 As a device of this type, a device that analyzes a shunt sound acquired from a subject and supports a doctor's diagnosis regarding shunt stenosis or the like is known. For example, in Patent Document 1, an array-shaped sound collection sensor is fixed to the arm of a person to be measured to acquire shunt sounds from a plurality of locations, and the acquired sample data and an index sample including a wide variety of shunt shunt sounds prepared in advance are used. Discloses a shunt sound analyzer that performs analysis by the STMEM method or the like.

特開2014−8263号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-8263

しかしながら、上述した特許文献1に記載されているようなシャント音解析装置では、解析を行うに際し、予め膨大な量の指標サンプルを用意することが要求されてしまうだけでなく、被測定者固有の情報等が考慮されないために、正確な解析結果が得られないおそれがあるという技術的問題点が生ずる。また、解析処理も複雑であり、処理負荷が極めて大きくなってしまうという技術的問題点も生ずる。 However, in the shunt sound analyzer as described in Patent Document 1 described above, not only is it required to prepare a huge amount of index samples in advance when performing analysis, but also it is unique to the person to be measured. Since information and the like are not taken into consideration, there arises a technical problem that accurate analysis results may not be obtained. In addition, the analysis process is complicated, and there is a technical problem that the processing load becomes extremely large.

本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、被測定者から取得したシャント音を解析して、シャント狭窄診断を好適に支援することが可能なシャント音解析装置を提供することを課題とする。 Examples of the problems to be solved by the present invention include the above. An object of the present invention is to provide a shunt sound analysis device capable of analyzing a shunt sound acquired from a subject to be measured and suitably supporting a shunt stenosis diagnosis.

上記課題を解決するためのシャント音解析装置は、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得手段と、前記取得部が取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力手段とを備える。 The shunt sound analyzer for solving the above problems is based on an acquisition means for acquiring shunt sound information related to the shunt sound from the vicinity of the shunt formation site of the person to be measured and the shunt sound information acquired by the acquisition unit. It is provided with an output means for outputting information indicating the degree of audible intermittentness of the shunt sound.

上記課題を解決するためのシャント音解析方法は、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得工程と、前記取得工程で取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力工程とを備える。 The shunt sound analysis method for solving the above problems is based on an acquisition step of acquiring shunt sound information related to the shunt sound from the vicinity of the shunt formation site of the person to be measured and the shunt sound information acquired in the acquisition step. It includes an output step of outputting information indicating the degree of audible intermittentness of the shunt sound.

上記課題を解決するためのコンピュータプログラムは、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得工程と、前記取得工程で取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力工程とをコンピュータに実行させる。 A computer program for solving the above problems includes an acquisition step of acquiring shunt sound information regarding a shunt sound from the vicinity of a shunt formation site of a subject, and the shunt sound information acquired in the acquisition step. Have the computer perform an output process that outputs information indicating the degree of audible discontinuity of sound.

上記課題を解決するための記録媒体は、上述したコンピュータプログラムが記録されている。 The computer program described above is recorded as a recording medium for solving the above problems.

実施例に係るシャント音解析装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the shunt sound analysis apparatus which concerns on Example. 時間周波数波形の一例を示すスペクトログラム(その1)である。It is a spectrogram (No. 1) showing an example of a time-frequency waveform. 音量解析波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of a volume analysis waveform. 時間周波数波形の一例を示すスペクトログラム(その2)である。It is a spectrogram (No. 2) showing an example of a time-frequency waveform. 周波数重心解析波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency center of gravity analysis waveform. 個人差入力部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation of the individual difference input part. 被測定者の過去から蓄積されたシャント音の最小値の分布を示すヒストグラムである。It is a histogram which shows the distribution of the minimum value of the shunt sound accumulated from the past of the subject. 被測定者の過去から蓄積されたシャント音の最大値の分布を示すヒストグラムである。It is a histogram which shows the distribution of the maximum value of the shunt sound accumulated from the past of the subject. 正常時における1心拍区間の時間周波数波形の一例を示すスペクトログラムである。It is a spectrogram which shows an example of the time frequency waveform of one heartbeat section in a normal state. 正常時における1心拍区間の周波数重心解析波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency centroid analysis waveform of one heartbeat section in a normal state. 狭窄発生時における1心拍区間の時間周波数波形の一例を示すスペクトログラムである。It is a spectrogram which shows an example of the time frequency waveform of one heartbeat section at the time of stenosis occurrence. 狭窄発生時における1心拍区間の周波数重心解析波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency center of gravity analysis waveform of one heartbeat section at the time of stenosis occurrence. 正常時における1心拍区間の音量変化量の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume change amount of one heartbeat section in a normal state. 狭窄発生時における1心拍区間の音量変化量の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume change amount of one heartbeat section at the time of stenosis occurrence. 正常時における1心拍区間の音量最小値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume minimum value of one heartbeat section in a normal state. 狭窄発生時における1心拍区間の音量最小値の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume minimum value of one heartbeat section at the time of stenosis occurrence. 正常時における1心拍区間の音量減衰率の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume attenuation rate of one heartbeat section in a normal state. 狭窄発生時における1心拍区間の音量減衰率の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume attenuation rate of one heartbeat section at the time of stenosis occurrence. 歪み発生時の音量解析波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume analysis waveform at the time of distortion occurrence. 歪み発生時の音量解析微分波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the volume analysis differential waveform at the time of distortion occurrence.

<1>
本実施形態に係るシャント音解析装置は、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得手段と、前記取得部が取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力手段とを備える。
<1>
The shunt sound analyzer according to the present embodiment is the shunt sound analyzer based on the acquisition means for acquiring the shunt sound information regarding the shunt sound from the vicinity of the shunt formation site of the person to be measured and the shunt sound information acquired by the acquisition unit. It is provided with an output means for outputting information indicating the degree of intermittentness in the audibility of sound.

本実施形態に係るシャント音解析装置の動作時には、先ず取得手段により、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報が取得される。なお、ここでの「シャント音」とは、血液を体外に取り出すためのシャント形成部位周辺において取得される血流音であり、被測定者の脈拍に同期した音である。シャント音の取得は各種センサを用いて行えばよく、その取得方法が特に限定されるものではない。また「シャント音情報」とは、シャント音に関する各種パラメータを含む情報であって、例えば音量や周波数等の時間変化などを含んでいる。 At the time of operation of the shunt sound analyzer according to the present embodiment, first, the shunt sound information regarding the shunt sound is acquired from the vicinity of the shunt forming portion of the person to be measured by the acquisition means. The "shunt sound" here is a blood flow sound acquired around the shunt forming site for taking blood out of the body, and is a sound synchronized with the pulse of the subject. The shunt sound may be acquired by using various sensors, and the acquisition method is not particularly limited. Further, the "shunt sound information" is information including various parameters related to the shunt sound, and includes, for example, time changes such as volume and frequency.

シャント音情報が取得されると、出力手段において各種解析が実行され、シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報が出力される。ここでの「断続度合いを示す情報」とは、単にシャント音が途切れる程度を示す情報を意味するのではなく、狭窄を診断する際の指標とされる断続感が生じる原因となる各種パラメータを含む複合的な情報、或いは断続感に関連する複数のパラメータが統合された情報を意味している。なお、断続度合いを示す情報は、例えば数値化した状態、或いはグラフやチャートによって可視化された状態で出力される。 When the shunt sound information is acquired, various analyzes are executed in the output means, and information indicating the degree of audible interruption of the shunt sound is output. The "information indicating the degree of interruption" here does not simply mean information indicating the degree of interruption of the shunt sound, but includes various parameters that cause a feeling of interruption, which is an index when diagnosing stenosis. It means complex information or information in which a plurality of parameters related to a sense of discontinuity are integrated. Information indicating the degree of intermittentness is output, for example, in a numerical state or in a state visualized by a graph or chart.

本願発明者の研究するところによれば、シャント形成部位に狭窄が生じていない場合には、シャント音は大きく連続した低い音となる傾向があるのに対し、狭窄が進行すると、シャント音が小さくなり、音の途切れや狭窄部位の乱流による高い音の成分が単独で又は複合的に表れてくることが判明している。よって、シャント音の断続度合いを示す情報を利用すれば、シャント形成部位に狭窄が生じているか否か、或いは狭窄の程度を容易且つ的確に診断することが可能となる。具体的には、従来から狭窄診断に利用されているエコー診断等を利用せずとも、容易に狭窄診断を行うことができる。また、シャント音の断続度合いを示す情報により、狭窄を診断する医師の技量や経験に左右されない定量的な診断が可能となる。 According to the research by the inventor of the present application, the shunt sound tends to be a large and continuous low sound when the shunt formation site is not narrowed, whereas the shunt sound becomes small as the shunt progresses. Therefore, it has been found that high-pitched sound components due to sound interruptions and turbulent flow at the shunt site appear individually or in combination. Therefore, by using the information indicating the degree of interruption of the shunt sound, it is possible to easily and accurately diagnose whether or not the shunt formation site has a stenosis or the degree of the stenosis. Specifically, the stenosis diagnosis can be easily performed without using the echo diagnosis or the like which has been conventionally used for the stenosis diagnosis. In addition, the information indicating the degree of interruption of the shunt sound enables quantitative diagnosis that does not depend on the skill and experience of the doctor who diagnoses stenosis.

以上説明したように、本実施形態に係るシャント音解析装置によれば、シャント形成部位の狭窄診断を好適に支援することが可能である。 As described above, according to the shunt sound analyzer according to the present embodiment, it is possible to suitably support the diagnosis of stenosis at the shunt forming site.

<2>
本実施形態に係るシャント音解析装置の一態様では、前記出力手段は、前記シャント音情報に基づいて、時間経過に対する前記シャント音の音量の変化を示す音量情報を導出する音量情報導出手段を有する。
<2>
In one aspect of the shunt sound analysis device according to the present embodiment, the output means has a volume information deriving means for deriving volume information indicating a change in the volume of the shunt sound with the passage of time based on the shunt sound information. ..

この態様によれば、音量情報導出手段によって導出された音量情報に基づいて、シャント音の断続度合いを示す情報を出力することが可能となる。ここで特に、本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続感は、時間経過に対するシャント音の音量の変化に大きく依存していることが判明している。よって、導出された音量情報を利用すれば、シャント音の断続度合いを示す情報として、より適切な情報を出力することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to output information indicating the degree of interruption of the shunt sound based on the volume information derived by the volume information deriving means. Here, in particular, according to the research of the inventor of the present application, it has been found that the intermittent feeling of the shunt sound largely depends on the change in the volume of the shunt sound with the passage of time. Therefore, if the derived volume information is used, it is possible to output more appropriate information as information indicating the degree of interruption of the shunt sound.

<3>
上述した音量情報導出手段を備える態様では、前記出力手段は、前記音量情報から前記シャント音の一周期に相当する一周期音量情報を抽出する抽出手段を有してもよい。
<3>
In the embodiment provided with the volume information deriving means described above, the output means may have an extraction means for extracting one cycle volume information corresponding to one cycle of the shunt sound from the volume information.

この場合、音量情報が導出されると、そこからシャント音の一周期(言い換えれば、被測定者の脈動の一周期)に相当する一周期音量情報が抽出される。このため、シャント音の一周期における音量変化(例えば、収縮期から拡張期にかけての音量変化)を好適に解析できる。従って、シャント音の断続度合いを示す情報として、より適切な情報を出力することが可能となる。 In this case, when the volume information is derived, one cycle volume information corresponding to one cycle of the shunt sound (in other words, one cycle of the pulsation of the person to be measured) is extracted. Therefore, the volume change in one cycle of the shunt sound (for example, the volume change from the systole to the diastole) can be suitably analyzed. Therefore, it is possible to output more appropriate information as information indicating the degree of interruption of the shunt sound.

<4>
上述した抽出手段を備える態様では、前記出力手段は、前記一周期音量情報における前記シャント音の音量の最大値及び最小値の差分と、正常時におけるシャント音の最大値及び最小値の差分とを対比して、前記断続度合いを数値化する第1数値化手段を有してもよい。
<4>
In the embodiment including the above-described extraction means, the output means obtains a difference between the maximum value and the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information and a difference between the maximum value and the minimum value of the shunt sound in a normal state. In contrast, it may have a first quantifying means for quantifying the degree of interruption.

この場合、先ず一周期音量情報におけるシャント音の音量の最大値(例えば、収縮期の音量)から最小値(例えば、拡張期の音量)が減算され、一周期における音量変化量がされる。そして、算出された音量変化量が、予め記憶された正常時における音量変化量と対比されることで、断続度合いが数値化される。 In this case, first, the minimum value (for example, the volume in the diastole) is subtracted from the maximum value (for example, the volume in the systole period) of the volume of the shunt sound in the one cycle volume information, and the volume change amount in one cycle is calculated. Then, the degree of interruption is quantified by comparing the calculated volume change amount with the volume change amount in the normal state stored in advance.

本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続度合いが高まると、一周期における音量変化量が大きくなる傾向があることが判明している。よって、算出された音量変化量が、正常時の音量変化量より大きい場合には、断続度合いが高い数値として出力されればよい。一方で、算出された音量変化量が、正常時の音量変化量より小さい場合には、断続度合いが低い数値として出力されればよい。 According to the research by the inventor of the present application, it has been found that the amount of change in volume in one cycle tends to increase as the degree of interruption of the shunt sound increases. Therefore, when the calculated volume change amount is larger than the normal volume change amount, it may be output as a numerical value having a high degree of interruption. On the other hand, when the calculated volume change amount is smaller than the normal volume change amount, it may be output as a numerical value having a low degree of interruption.

<5>
或いは抽出手段を備える態様では、前記出力手段は、前記一周期音量情報における前記シャント音の音量の最小値と、正常時におけるシャント音の最小値とを対比して、前記断続度合いを数値化する第2数値化手段を有してもよい。
<5>
Alternatively, in the embodiment including the extraction means, the output means quantifies the degree of discontinuity by comparing the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information with the minimum value of the shunt sound in the normal state. It may have a second quantifying means.

この場合、先ず一周期音量情報におけるシャント音の音量の最小値(例えば、拡張末期の音量)が抽出される。そして、抽出された最小値が、予め記憶された正常時における最小値と対比されることで、断続度合いが数値化される。 In this case, first, the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information (for example, the volume at the end of expansion) is extracted. Then, the degree of discontinuity is quantified by comparing the extracted minimum value with the previously stored minimum value in the normal state.

本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続度合いが高まると、一周期における音量の最小値が小さくなる傾向があることが判明している。よって、算出された最小値が、正常時の最小値より大きい場合には、断続度合いが低い数値として出力されればよい。一方で、算出された最小値が、正常時の最小値より小さい場合には、断続度合いが高い数値として出力されればよい。 According to the research by the inventor of the present application, it has been found that as the degree of interruption of the shunt sound increases, the minimum value of the volume in one cycle tends to decrease. Therefore, when the calculated minimum value is larger than the minimum value at the normal time, it may be output as a numerical value having a low degree of interruption. On the other hand, when the calculated minimum value is smaller than the minimum value at the normal time, it may be output as a numerical value having a high degree of interruption.

<6>
或いは抽出手段を備える態様では、前記出力手段は、前記一周期音量情報における前記シャント音の音量の最大値から最小値に至る傾きに基づいて、前記断続度合いを数値化する第3数値化手段を有してもよい。
<6>
Alternatively, in the embodiment including the extraction means, the output means provides a third quantification means for quantifying the degree of interruption based on the slope from the maximum value to the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information. You may have.

この場合、先ず一周期音量情報におけるシャント音の音量の最大値から最小値に至る傾き(言い換えれば、音量が最大値となってから最小値に至るまでの減衰率)が算出される。そして、算出された傾きに基づいて、断続度合いが数値化される。 In this case, first, the slope from the maximum value to the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information (in other words, the attenuation rate from the maximum value to the minimum value of the volume) is calculated. Then, the degree of interruption is quantified based on the calculated slope.

本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続度合いが高まると、収縮期から拡張期にかけての音量の減衰が急激になる傾向があることが判明している。よって、算出された傾きの変動が大きいほど、断続度合いが高い数値として出力されればよい。 According to the research of the inventor of the present application, it has been found that as the degree of interruption of the shunt sound increases, the volume decay tends to increase rapidly from the systole to the diastole. Therefore, the larger the fluctuation of the calculated slope, the higher the degree of intermittentness may be output.

<7>
或いは抽出手段を備える態様では、前記出力手段は、前記一周期音量情報における前記シャント音の音量の極大値及び極小値の差分と、正常時におけるシャント音の極大値及び極小値の差分とを対比して、前記断続度合いを数値化する第4数値化手段を有してもよい。
<7>
Alternatively, in the embodiment including the extraction means, the output means compares the difference between the maximum value and the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information with the difference between the maximum value and the minimum value of the shunt sound in the normal state. Then, there may be a fourth quantifying means for quantifying the degree of interruption.

この場合、先ず一周期音量情報におけるシャント音の音量の極大値及び極小値が抽出される。極大値及び極小値は、例えば微分波形を平滑化したもの利用して抽出することができる。続いて、抽出された極大値から極小値が減算され、極大値から極小値までの音量変化量がされる。そして、算出された音量変化量が、予め記憶された正常時における音量変化量と対比されることで、断続度合いが数値化される。 In this case, first, the maximum value and the minimum value of the volume of the shunt sound in the one-cycle volume information are extracted. The maximum value and the minimum value can be extracted by using, for example, a smoothed differential waveform. Subsequently, the minimum value is subtracted from the extracted maximum value, and the volume change amount from the maximum value to the minimum value is calculated. Then, the degree of interruption is quantified by comparing the calculated volume change amount with the volume change amount in the normal state stored in advance.

本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続度合いが高まると、極大値から極小値までの音量変化量が大きくなる(具体的には、収縮期から拡張期にかけての音量の変化に歪みが生じる)傾向があることが判明している。よって、算出された音量変化量が、正常時の音量変化量より大きい場合には、断続度合いが高い数値として出力されればよい。一方で、算出された音量変化量が、正常時の音量変化量より小さい場合には、断続度合いが低い数値として出力されればよい。 According to the research of the inventor of the present application, as the degree of interruption of the shunt sound increases, the amount of change in volume from the maximum value to the minimum value increases (specifically, the change in volume from systole to diastole). It has been found that it tends to be distorted). Therefore, when the calculated volume change amount is larger than the normal volume change amount, it may be output as a numerical value having a high degree of interruption. On the other hand, when the calculated volume change amount is smaller than the normal volume change amount, it may be output as a numerical value having a low degree of interruption.

<8>
本実施形態に係るシャント音解析装置の他の態様では、前記出力手段は、前記シャント音情報に基づいて、周波数ごとの時間経過に伴う前記シャント音の音量を示す分布情報を導出する分布情報導出手段を有する。
<8>
In another aspect of the shunt sound analyzer according to the present embodiment, the output means derives distribution information that indicates the volume of the shunt sound with the passage of time for each frequency based on the shunt sound information. Have a means.

この態様によれば、分布情報導出手段によって導出された分布情報に基づいて、シャント音の断続度合いを示す情報を出力することが可能となる。ここで特に、本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続感は、周波数ごとのシャント音の音量の分布に大きく依存していることが判明している。よって、導出された分布情報を利用すれば、シャント音の断続度合いを示す情報として、より適切な情報を出力することが可能となる。 According to this aspect, it is possible to output information indicating the degree of interruption of the shunt sound based on the distribution information derived by the distribution information deriving means. Here, in particular, according to the research of the inventor of the present application, it has been found that the intermittent feeling of the shunt sound largely depends on the distribution of the volume of the shunt sound for each frequency. Therefore, if the derived distribution information is used, it is possible to output more appropriate information as information indicating the degree of interruption of the shunt sound.

<9>
上述した分布情報導出手段を備える態様では、前記出力手段は、前記分布情報が示す時間経過に伴う周波数重心の変化量と、正常時における時間経過に伴う周波数重心の変化量とを対比して、前記断続度合いを数値化する第5数値化手段を有してもよい。
<9>
In the embodiment provided with the distribution information deriving means described above, the output means compares the amount of change in the frequency center of gravity with the passage of time indicated by the distribution information with the amount of change in the frequency center of gravity with the passage of time in the normal state. A fifth quantifying means for quantifying the degree of interruption may be provided.

この場合、先ず分布情報から時間経過に伴う周波数重心の変化量が算出される。周波数重心の変化量は、例えば最大重心周波数から最小重心周波数を減算することで算出できる。そして、算出された周波数重心の変化量が、予め記憶された正常時における周波数重心の変化量と対比されることで、断続度合いが数値化される。 In this case, first, the amount of change in the frequency center of gravity with the passage of time is calculated from the distribution information. The amount of change in the frequency center of gravity can be calculated, for example, by subtracting the minimum center of gravity frequency from the maximum center of gravity frequency. Then, the degree of interruption is quantified by comparing the calculated change amount of the frequency center of gravity with the change amount of the frequency center of gravity stored in advance at the normal time.

本願発明者の研究するところによれば、シャント音の断続度合いが高まると、周波数重心の変化量が大きくなる(具体的には、高周波成分が増加する)傾向があることが判明している。よって、算出された周波数重心の変化量が、正常時の周波数重心の変化量より大きい場合には、断続度合いが高い数値として出力されればよい。一方で、算出された周波数重心の変化量が、正常時の周波数重心の変化量より小さい場合には、断続度合いが低い数値として出力されればよい。 According to the research by the inventor of the present application, it has been found that the amount of change in the frequency center of gravity tends to increase (specifically, the high frequency component increases) as the degree of interruption of the shunt sound increases. Therefore, when the calculated change amount of the frequency center of gravity is larger than the change amount of the frequency center of gravity at the normal time, it may be output as a numerical value having a high degree of interruption. On the other hand, when the calculated change amount of the frequency center of gravity is smaller than the change amount of the frequency center of gravity at the normal time, it may be output as a numerical value having a low degree of interruption.

<10>
本実施形態に係るシャント音解析装置の他の態様では、前記出力手段は、前記第1から第5数値化手段を少なくとも2種類有しており、前記第1から第5数値化手段が数値化した前記断続度合いの各々を統合的に判定して、前記断続度合いを示す情報を出力する。
<10>
In another aspect of the shunt sound analyzer according to the present embodiment, the output means has at least two types of the first to fifth digitizing means, and the first to fifth digitizing means are digitized. Each of the above-mentioned discontinuity degrees is determined in an integrated manner, and information indicating the above-mentioned discontinuity degree is output.

この態様によれば、互いに異なる指標を利用して数値化された断続度合いが統合的に判定されるため、より正確な断続度合いを示す情報を出力することができる。統合的な判定する際には、例えば各数値化手段で数値化された断続度合いを正規化した上で、所定の重み付けを行えばよい。なお、出力される断続度合いを示す情報としては、例えば聴感に合うことを重視した1つの値、波形の断続性を重視した1つの値、或いは聴感に合った断続傾向と波形的な断続傾向を示す2つの値等が挙げられる。 According to this aspect, since the quantified discontinuity degree is determined in an integrated manner using different indexes, it is possible to output information indicating a more accurate discontinuity degree. In the integrated determination, for example, the degree of interruption quantified by each quantifying means may be normalized and then given a predetermined weighting. As the information indicating the degree of discontinuity to be output, for example, one value that emphasizes the discontinuity of the hearing, one value that emphasizes the discontinuity of the waveform, or the discontinuity tendency and the waveform discontinuity tendency that match the hearing sensation. The two values shown can be mentioned.

<11>
本実施形態に係るシャント音解析方法は、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得工程と、前記取得工程で取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力工程とを備える。
<11>
The shunt sound analysis method according to the present embodiment is based on an acquisition step of acquiring shunt sound information related to the shunt sound from the vicinity of the shunt formation site of the person to be measured and the shunt sound information acquired in the acquisition step. It is provided with an output process that outputs information indicating the degree of intermittentness in the audibility of sound.

本実施形態に係るシャント音解析方法によれば、上述した本実施形態に係るシャント音解析装置と同様に、シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報が出力される。従って、シャント形成部位の狭窄診断を好適に支援することが可能である。 According to the shunt sound analysis method according to the present embodiment, information indicating the degree of audible interruption of the shunt sound is output as in the case of the shunt sound analysis device according to the above-described embodiment. Therefore, it is possible to suitably support the diagnosis of stenosis at the shunt forming site.

<12>
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得工程と、前記取得工程で取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力工程とをコンピュータに実行させる。
<12>
The computer program according to the present embodiment has an acquisition step of acquiring shunt sound information related to the shunt sound from the vicinity of the shunt formation site of the subject, and the shunt sound of the shunt sound based on the shunt sound information acquired in the acquisition step. Have the computer perform an output process that outputs information indicating the degree of audible discontinuity.

本実施形態に係るコンピュータプログラムによれば、コンピュータに上述した本実施形態に係るシャント音解析方法の各工程を実行させることができる。従って、シャント形成部位の狭窄診断を好適に支援することが可能である。 According to the computer program according to the present embodiment, the computer can execute each step of the shunt sound analysis method according to the above-described embodiment. Therefore, it is possible to suitably support the diagnosis of stenosis at the shunt forming site.

<13>
本実施形態に係る記録媒体は、上述したコンピュータプログラムが記録されている。
<13>
The computer program described above is recorded on the recording medium according to the present embodiment.

本実施形態に係る記録媒体によれば、記録されたコンピュータプログラムを実行させることで、シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報が出力させることが可能である。従って、シャント形成部位の狭窄診断を好適に支援することが可能である。 According to the recording medium according to the present embodiment, it is possible to output information indicating the degree of audible discontinuity of the shunt sound by executing the recorded computer program. Therefore, it is possible to suitably support the diagnosis of stenosis at the shunt forming site.

本実施形態に係るシャント音解析装置、シャント音解析方法、コンピュータプログラム及び記録媒体の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。 The shunt sound analysis device, the shunt sound analysis method, the operation of the computer program and the recording medium, and other gains according to the present embodiment will be described in more detail in the following examples.

以下では、図面を参照してシャント音解析装置の実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, examples of the shunt sound analyzer will be described in detail with reference to the drawings.

<装置構成>
先ず、図1を参照して、本実施例に係るシャント音解析装置の全体構成について説明する。ここに図1は、実施例に係るシャント音解析装置の全体構成を示すブロック図である。
<Device configuration>
First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the shunt sound analyzer according to the present embodiment will be described. Here, FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of the shunt sound analyzer according to the embodiment.

図1において、本実施例に係るシャント音解析装置は、音声信号入力部110と、音声信号解析部120と、個体差入力部130と、大局的特徴抽出部140と、局所的特徴抽出部150と、統合判定部160と、表示部170とを備えて構成されている。 In FIG. 1, the shunt sound analyzer according to the present embodiment includes an audio signal input unit 110, an audio signal analysis unit 120, an individual difference input unit 130, a global feature extraction unit 140, and a local feature extraction unit 150. The integrated determination unit 160 and the display unit 170 are provided.

音声信号入力部110は、例えば振動センサ等により構成されており、被測定者のシャント形成部位からシャント音を検出する。音声信号入力部110で検出されたシャント音は、音声信号として音声信号解析部120へと出力される構成となっている。音声信号入力部110は、「取得部」の一具体例である。 The audio signal input unit 110 is composed of, for example, a vibration sensor or the like, and detects a shunt sound from a shunt forming portion of the person to be measured. The shunt sound detected by the audio signal input unit 110 is output to the audio signal analysis unit 120 as an audio signal. The audio signal input unit 110 is a specific example of the “acquisition unit”.

音声信号解析部120は、音声信号入力部110から入力された音声信号に対して時間周波数解析を行う。音声信号解析部120による解析結果は、大局的特徴抽出部140及び局所的特徴抽出部150の各々に出力される構成となっている。 The audio signal analysis unit 120 performs time-frequency analysis on the audio signal input from the audio signal input unit 110. The analysis result by the voice signal analysis unit 120 is output to each of the global feature extraction unit 140 and the local feature extraction unit 150.

個体差入力部130は、予め被測定者から取得した音量波形に基づいて、被測定者固有のシャント音を示すパラメータを算出する。個体差入力部130で算出された被測定者固有のパラメータは、大局的特徴抽出部140及び局所的特徴抽出部150の各々に出力される構成となっている。 The individual difference input unit 130 calculates a parameter indicating a shunt sound peculiar to the person to be measured based on a volume waveform acquired in advance from the person to be measured. The parameters unique to the person to be measured calculated by the individual difference input unit 130 are output to each of the global feature extraction unit 140 and the local feature extraction unit 150.

大局的特徴抽出部140は、シャント音の断続感を生む要因のうち、大局的特徴(具体的には、周波数重心の変化量、1心拍区間の音量変化量、及び1心拍区間の音量最小値)を抽出し、各特徴に基づいて断続度合いを示す情報を算出する。なお、大局的特徴抽出部140は、大局的特徴を抽出する際に、個体差入力部130から入力される被測定者固有の情報を考慮する。大局的特徴抽出部140において算出された断続度合いを示す情報は、それぞれ統合判定部160に出力される構成となっている。 The global feature extraction unit 140 has the global feature (specifically, the amount of change in the frequency center of gravity, the amount of change in the volume of one heartbeat section, and the minimum value of the volume in one heartbeat section, among the factors that produce the intermittent feeling of the shunt sound. ) Is extracted, and information indicating the degree of interruption is calculated based on each feature. The global feature extraction unit 140 considers the information unique to the person to be measured input from the individual difference input unit 130 when extracting the global feature. The information indicating the degree of discontinuity calculated by the global feature extraction unit 140 is output to the integrated determination unit 160, respectively.

局所的特徴抽出部150は、シャント音の断続感を生む要因のうち、局所的特徴(具体的には、1心拍区間の音量減衰率、及び音量変化の歪み)を抽出し、各特徴に基づいて断続度合いを示す情報を算出する。なお、局所的特徴抽出部150は、局所的特徴を抽出する際に、個体差入力部130から入力される被測定者固有の情報を考慮する。局所的特徴抽出部150において算出された断続度合いを示す情報は、それぞれ統合判定部160に出力される構成となっている。 The local feature extraction unit 150 extracts local features (specifically, the volume attenuation rate of one heartbeat section and the distortion of the volume change) from the factors that produce the intermittent feeling of the shunt sound, and is based on each feature. Information indicating the degree of intermittentness is calculated. The local feature extraction unit 150 considers the information unique to the person to be measured input from the individual difference input unit 130 when extracting the local feature. The information indicating the degree of discontinuity calculated by the local feature extraction unit 150 is output to the integrated determination unit 160, respectively.

統合判定部160は、大局的特徴抽出部140及び局所的特徴抽出部150から入力されたシャント音の断続度合いを示す情報を統合的に判定し、シャント形成部位における狭窄可能性を示す情報を算出する。統合判定部160において算出された狭窄可能性を示す情報は、表示部170に出力される構成となっている。統合判定部160は、「出力部」の一具体例である。 The integrated determination unit 160 comprehensively determines the information indicating the degree of interruption of the shunt sound input from the global feature extraction unit 140 and the local feature extraction unit 150, and calculates information indicating the possibility of stenosis at the shunt formation site. To do. The information indicating the possibility of stenosis calculated by the integrated determination unit 160 is output to the display unit 170. The integrated determination unit 160 is a specific example of the “output unit”.

表示部170は、例えば液晶ディスプレイ等として構成されており、統合判定部160から出力された狭窄可能性を示す情報(シャント音の断続度合いを示す情報)を、例えば医師等の使用者に視覚的に提示することが可能に構成されている。また、表示部170は、上述した、周波数重心の変化量、1心拍区間の音量変化量、1心拍区間の音量最小値、1心拍区間の音量減衰率、及び音量変化の歪み、の何れかを視覚的に提示するようにしてもよい。 The display unit 170 is configured as, for example, a liquid crystal display or the like, and information indicating the possibility of stenosis (information indicating the degree of interruption of the shunt sound) output from the integrated determination unit 160 is visually displayed to a user such as a doctor. It is configured so that it can be presented to. Further, the display unit 170 determines any of the above-mentioned change amount of the frequency center of gravity, the volume change amount in the heartbeat section, the volume minimum value in the heartbeat section, the volume attenuation rate in the heartbeat section, and the distortion of the volume change. It may be presented visually.

<動作説明>
次に、本実施例に係るシャント音解析装置の動作について説明する。なお、以下では、本実施例に係るシャント音解析装置が有する各部位のうち、本実施例に特有な部位(即ち、音声信号解析部120、個体差入力部130、大局的特徴抽出部140、局所的特徴抽出部150、及び統合判定部160)の動作について詳細に説明する。
<Operation explanation>
Next, the operation of the shunt sound analyzer according to this embodiment will be described. In the following, among the parts of the shunt sound analyzer according to the present embodiment, the parts peculiar to the present embodiment (that is, the voice signal analysis unit 120, the individual difference input unit 130, the global feature extraction unit 140, The operations of the local feature extraction unit 150 and the integrated determination unit 160) will be described in detail.

<音声信号解析部>
先ず、図2から図5を参照して、音声信号解析部120の動作について具体的に説明する。ここに図2は、時間周波数波形の一例を示すスペクトログラム(その1)であり、図3は、音量解析波形の一例を示すグラフである。また図4は、時間周波数波形の一例を示すスペクトログラム(その2)であり、図5は、周波数重心解析波形の一例を示すグラフである。
<Voice signal analysis unit>
First, the operation of the voice signal analysis unit 120 will be specifically described with reference to FIGS. 2 to 5. Here, FIG. 2 is a spectrogram (No. 1) showing an example of a time-frequency waveform, and FIG. 3 is a graph showing an example of a volume analysis waveform. Further, FIG. 4 is a spectrogram (No. 2) showing an example of a time-frequency waveform, and FIG. 5 is a graph showing an example of a frequency center of gravity analysis waveform.

図2において、音声信号解析部120は、音声信号入力部110から入力された音声信号の時間周波数解析を行い、時間周波数波形を取得する。時間周波数波形は、シャント音の周波数ごとのパワーを時系列で示すものである。音声信号解析部120は、時間周波数波形からシャント音の音量を算出する。具体的には、音声信号解析部120は、以下の数式(1)を用いて、シャント音の音量y(t)を算出する。 In FIG. 2, the audio signal analysis unit 120 performs time-frequency analysis of the audio signal input from the audio signal input unit 110, and acquires a time-frequency waveform. The time frequency waveform shows the power of each frequency of the shunt sound in chronological order. The audio signal analysis unit 120 calculates the volume of the shunt sound from the time frequency waveform. Specifically, the voice signal analysis unit 120 calculates the volume y (t) of the shunt sound by using the following mathematical formula (1).

なお、f(n)は周波数であり、p(n)は周波数f(n)におけるパワーである。 Note that f (n) is the frequency and p (n) is the power at the frequency f (n).

図3に示すように、音声信号解析部120が算出した音量解析波形(即ち、シャント音の音量の時間変化を示す波形)は、被測定者の脈動に応じた周期的な波形となる。音量解析波形は、1心拍区間ごとに分割された後、大局的特徴抽出部140及び局所的特徴抽出部150に出力され、それぞれ大局的特徴及び局所的特徴の抽出に利用される。 As shown in FIG. 3, the volume analysis waveform calculated by the voice signal analysis unit 120 (that is, the waveform indicating the time change of the volume of the shunt sound) is a periodic waveform according to the pulsation of the subject. The volume analysis waveform is divided for each heartbeat section and then output to the global feature extraction unit 140 and the local feature extraction unit 150, which are used for extracting the global feature and the local feature, respectively.

図4において、音声信号解析部120は更に、時間周波数波形からシャント音の周波数重心を算出する。具体的には、音声信号解析部120は、以下の数式(2)を用いて、シャント音の周波数重心g(t)を算出する。 In FIG. 4, the audio signal analysis unit 120 further calculates the frequency center of gravity of the shunt sound from the time frequency waveform. Specifically, the voice signal analysis unit 120 calculates the frequency center of gravity g (t) of the shunt sound by using the following mathematical formula (2).

図5に示すように、音声信号解析部120が算出した周波数重心解析波形(即ち、シャント音の周波数重心の時間変化を示す波形)は、音量解析波形と同様に、被測定者の脈動に応じた周期的な波形となる。周波数重心解析波形は、大局的特徴抽出部140に出力され、大局的特徴(具体的には、周波数重心の変化)の抽出に利用される。 As shown in FIG. 5, the frequency center of gravity analysis waveform calculated by the voice signal analysis unit 120 (that is, the waveform showing the time change of the frequency center of shunt sound) responds to the pulsation of the person to be measured, similarly to the volume analysis waveform. It becomes a periodic waveform. The frequency center of gravity analysis waveform is output to the global feature extraction unit 140, and is used for extracting the global feature (specifically, the change in the frequency center of gravity).

<個体差入力部>
次に、図6から図8を参照して、個体差入力部130の動作について具体的に説明する。ここに図6は、個人差入力部130の動作を示すフローチャートである。また図7は、被測定者の過去から蓄積されたシャント音の最小値の分布を示すヒストグラムであり、図8は、被測定者の過去から蓄積されたシャント音の最大値の分布を示すヒストグラムである。
<Individual difference input section>
Next, the operation of the individual difference input unit 130 will be specifically described with reference to FIGS. 6 to 8. Here, FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the individual difference input unit 130. Further, FIG. 7 is a histogram showing the distribution of the minimum value of the shunt sound accumulated from the past of the subject, and FIG. 8 is a histogram showing the distribution of the maximum value of the shunt sound accumulated from the past of the subject. Is.

図6において、個体差入力部130は、予め取得した音声信号から被測定者固有のパラメータを算出する。具体的には、個体差入力部130では、音声信号が取得されると(ステップS101)、音量解析によって音量解析波形が取得される(ステップS102)。音量解析波形は1心拍区間単位で分割され(ステップS103)、各区間における最大値及び最小値が検出される(ステップS104)。検出された最大値及び最小値は、メモリに記憶され(ステップS105)、そのヒストグラムから最も頻度の高かった値が、その被測定者の固有のシャント音の音量最大値及び音量最小値として決定される(ステップS106)。 In FIG. 6, the individual difference input unit 130 calculates a parameter peculiar to the person to be measured from the voice signal acquired in advance. Specifically, in the individual difference input unit 130, when the voice signal is acquired (step S101), the volume analysis waveform is acquired by the volume analysis (step S102). The volume analysis waveform is divided into units of one heartbeat section (step S103), and the maximum value and the minimum value in each section are detected (step S104). The detected maximum and minimum values are stored in the memory (step S105), and the most frequent value from the histogram is determined as the volume maximum value and volume minimum value of the shunt sound peculiar to the subject. (Step S106).

図7及び図8において、最小値及び最大値の検出頻度が図に示すような分布となった場合、被測定者の固有のシャント音の音量最小値は約137と決定される。同様に、被測定者の固有のシャント音の音量最大値は約425と決定される。 In FIGS. 7 and 8, when the detection frequencies of the minimum value and the maximum value are distributed as shown in the figure, the minimum volume value of the shunt sound peculiar to the subject is determined to be about 137. Similarly, the maximum volume of the shunt sound peculiar to the subject is determined to be about 425.

このようにして決定された被測定者の固有の音量最大値及び音量最小値は、音量解析波形として得られるシャント音の音量の個人差補正に用いられる。補正音量Y(t)は、音量解析によって得られた音量y(t)の平均値をy_ave、最大値をy_max、最小値をy_minとし、被測定者の固有の音量の最大値をY_max、最小値をY_minとすると、以下の数式(3)を用いて算出できる。 The specific volume maximum value and volume minimum value of the subject to be measured thus determined are used for individual difference correction of the volume of the shunt sound obtained as the volume analysis waveform. For the corrected volume Y (t), the average value of the volume y (t) obtained by the volume analysis is y_ave, the maximum value is y_max, the minimum value is y_min, and the maximum value of the volume peculiar to the subject is Y_max and the minimum value. Assuming that the value is Y_min, it can be calculated using the following mathematical formula (3).

Y(t)=y_ave+(y(t)−y_ave)×(y_max−y_min)/(Y_max−Y_min) ・・・(3)
なお、ここでの説明は省略するが、周波数重心についても被測定者ごとの固有の最大値及び最小値が決定されてもよい。周波数重心の個人差補正についても、上述した音量の個人差補正と同様の方法で行うことができる。
Y (t) = y_ave + (y (t) -y_ave) × (y_max-y_min) / (Y_max-Y_min) ... (3)
Although the description here is omitted, the maximum value and the minimum value peculiar to each person to be measured may be determined for the frequency center of gravity. The individual difference correction of the frequency center of gravity can also be performed by the same method as the individual difference correction of the volume described above.

<大局的特徴抽出部>
次に、図9から図16を参照して、大局的特徴抽出部140の動作について具体的に説明する。なお、以下では、大局的特徴抽出部140で抽出可能な複数の特徴について、特徴別に断続度合いを算出する方法を説明する。
<Overview feature extraction section>
Next, the operation of the global feature extraction unit 140 will be specifically described with reference to FIGS. 9 to 16. In the following, a method of calculating the degree of discontinuity for each feature of a plurality of features that can be extracted by the global feature extraction unit 140 will be described.

<1心拍区間の周波数重心の変化量>
先ず、図9から図12を参照して、1心拍区間の周波数重心の変化量に基づく断続度合いの算出方法について説明する。ここに図9は、正常時における1心拍区間の時間周波数波形の一例を示すスペクトログラムであり、図10は、正常時における1心拍区間の周波数重心解析波形の一例を示すグラフである。また図11は、狭窄発生時における1心拍区間の時間周波数波形の一例を示すスペクトログラムであり、図12は、狭窄発生時における1心拍区間の周波数重心解析波形の一例を示すグラフである。
<Amount of change in frequency center of gravity in one heartbeat section>
First, a method of calculating the degree of discontinuity based on the amount of change in the frequency center of gravity of one heartbeat section will be described with reference to FIGS. 9 to 12. Here, FIG. 9 is a spectrogram showing an example of a time frequency waveform of one heartbeat section in a normal state, and FIG. 10 is a graph showing an example of a frequency center of gravity analysis waveform of one heartbeat section in a normal state. Further, FIG. 11 is a spectrogram showing an example of a time-frequency waveform of one heartbeat section when stenosis occurs, and FIG. 12 is a graph showing an example of a frequency center of gravity analysis waveform of one heartbeat section when stenosis occurs.

図9及び図10において、正常時のシャント音は、低い周波数を多く含む音として検出される。図10を見ると分かるように、正常時のシャント音の周波数重心の最小値は約610Hzであり、最大値は約700Hzである。よって、正常時におけるシャント音の周波数重心の変化量(即ち、最大値−最小値)は約90Hzとなる。 In FIGS. 9 and 10, the normal shunt sound is detected as a sound containing many low frequencies. As can be seen from FIG. 10, the minimum value of the frequency center of gravity of the shunt sound under normal conditions is about 610 Hz, and the maximum value is about 700 Hz. Therefore, the amount of change in the frequency center of gravity of the shunt sound (that is, the maximum value-minimum value) in the normal state is about 90 Hz.

図11及び図12において、狭窄発生時(即ち、断続感が強い)シャント音は、正常時と比べると、高周波成分を多く含む音として検出される。図12を見ると分かるように、狭窄発生時のシャント音の周波数重心の最小値は約590Hzであり、最大値は約740Hzである。よって、狭窄発生時におけるシャント音の周波数重心の変化量(即ち、最大値−最小値)は約150Hzとなる。 In FIGS. 11 and 12, the shunt sound when stenosis occurs (that is, the feeling of interruption is strong) is detected as a sound containing a large amount of high-frequency components as compared with the normal state. As can be seen from FIG. 12, the minimum value of the frequency center of gravity of the shunt sound when stenosis occurs is about 590 Hz, and the maximum value is about 740 Hz. Therefore, the amount of change in the frequency center of gravity of the shunt sound (that is, the maximum value-minimum value) when the stenosis occurs is about 150 Hz.

以上の結果から分かるように、正常時のシャント音と狭窄発生時のシャント音とでは、1心拍区間の周波数重心の変化量に明確な差が生ずる。よって、周波数重心解析によって得られた周波数重心の変化量を正常時の周波数重心の変化量と対比すれば、狭窄発生可能性(即ち、シャント音の断続度合い)を好適に算出できる。 As can be seen from the above results, there is a clear difference in the amount of change in the frequency center of gravity in one heartbeat section between the normal shunt sound and the shunt sound when stenosis occurs. Therefore, by comparing the amount of change in the frequency center of gravity obtained by the frequency center of gravity analysis with the amount of change in the frequency center of gravity in the normal state, the possibility of stenosis (that is, the degree of interruption of the shunt sound) can be suitably calculated.

<1心拍区間の音量変化量>
次に、図13及び図14を参照して、1心拍区間の音量変化量に基づく断続度合いの算出方法について説明する。ここに図13は、正常時における1心拍区間の音量変化量の一例を示すグラフである。また図14は、狭窄発生時における1心拍区間の音量変化量の一例を示すグラフである。
<Volume change in one heartbeat section>
Next, a method of calculating the degree of interruption based on the amount of change in volume in one heartbeat section will be described with reference to FIGS. 13 and 14. Here, FIG. 13 is a graph showing an example of the amount of change in volume in one heartbeat section in a normal state. Further, FIG. 14 is a graph showing an example of the amount of change in volume in one heartbeat section when stenosis occurs.

図13において、正常時のシャント音では、1心拍区間における音量の最大値と最小値との差分が小さい。即ち、正常時のシャント音は、収縮期から拡張期にかけての音量変化量が比較的小さい。 In FIG. 13, in the normal shunt sound, the difference between the maximum value and the minimum value of the volume in one heartbeat section is small. That is, in the normal shunt sound, the amount of change in volume from the systole to the diastole is relatively small.

図14において、狭窄発生時のシャント音では、1心拍区間における音量の最大値と最小値との差分が、正常時と比べて大きい。即ち、狭窄発生時のシャント音は、収縮期から拡張期にかけての音量変化量が比較的大きい。 In FIG. 14, in the shunt sound when stenosis occurs, the difference between the maximum value and the minimum value of the volume in one heartbeat section is larger than that in the normal state. That is, the amount of change in volume of the shunt sound when stenosis occurs is relatively large from the systole to the diastole.

従って、音量解析波形から得られた1心拍区間における音量変化量が、正常時の1心拍区間における音量変化量と比べてどの程度大きいかによって、狭窄発生可能性(即ち、シャント音の断続度合い)を好適に算出できる。 Therefore, the possibility of stenosis (that is, the degree of interruption of the shunt sound) depends on how much the volume change amount in one heartbeat section obtained from the volume analysis waveform is larger than the volume change amount in one heartbeat section in the normal state. Can be preferably calculated.

<1心拍区間の音量最小値>
次に、図15及び図16を参照して、1心拍区間の音量最小値に基づく断続度合いの算出方法について説明する。ここに図15は正常時における1心拍区間の音量最小値の一例を示すグラフである。また図16は。狭窄発生時における1心拍区間の音量最小値の一例を示すグラフである。
<Minimum volume in one heartbeat section>
Next, a method of calculating the degree of discontinuity based on the minimum volume value in one heartbeat section will be described with reference to FIGS. 15 and 16. Here, FIG. 15 is a graph showing an example of the minimum volume value in one heartbeat section in a normal state. Also, FIG. It is a graph which shows an example of the volume minimum value of one heartbeat section at the time of stenosis occurrence.

図15において、正常時のシャント音では、1心拍区間における音量の最小値が比較的大きい。具体的には、正常時のシャント音は、音量が小さくなる拡張期においても、比較的音量が大きいまま維持される。 In FIG. 15, in the normal shunt sound, the minimum value of the volume in one heartbeat section is relatively large. Specifically, the normal shunt sound is maintained at a relatively high volume even during the diastole when the volume is low.

図16において、狭窄発生時のシャント音では、1心拍区間における音量の最小値が、正常時と比べて大きい。具体的には、狭窄発生時のシャント音は、収縮期の音量については正常時に近い値まで大きくなるが、拡張期の音量が大きく減衰してしまう。 In FIG. 16, in the shunt sound when stenosis occurs, the minimum value of the volume in one heartbeat section is larger than that in the normal state. Specifically, the shunt sound at the time of occurrence of stenosis increases to a value close to the normal state with respect to the volume during systole, but the volume during diastole is greatly attenuated.

従って、音量解析波形から得られた1心拍区間における音量最小値が、正常時の1心拍区間における音量最小値と比べてどの程度小さいかによって、狭窄発生可能性(即ち、シャント音の断続度合い)を好適に算出できる。 Therefore, the possibility of stenosis (that is, the degree of interruption of the shunt sound) depends on how small the minimum volume value in one heartbeat section obtained from the volume analysis waveform is smaller than the minimum volume value in one heartbeat section under normal conditions. Can be preferably calculated.

<局所的特徴抽出部>
次に、図17から図20を参照して、局所的特徴抽出部150の動作について具体的に説明する。なお、以下では、局所的特徴抽出部150で抽出可能な複数の特徴について、特徴別に断続度合いを算出する方法を説明する。
<Local feature extraction unit>
Next, the operation of the local feature extraction unit 150 will be specifically described with reference to FIGS. 17 to 20. In the following, a method of calculating the degree of discontinuity for each feature of a plurality of features that can be extracted by the local feature extraction unit 150 will be described.

<1心拍区間の音量減衰率>
先ず、図17及び図18を参照して、1心拍区間の音量減衰率に基づく断続度合いの算出方法について説明する。ここに図17は、正常時における1心拍区間の音量減衰率の一例を示すグラフである。また図18は、狭窄発生時における1心拍区間の音量減衰率の一例を示すグラフである。
<Volume attenuation rate in one heartbeat section>
First, a method of calculating the degree of interruption based on the volume attenuation rate of one heartbeat section will be described with reference to FIGS. 17 and 18. Here, FIG. 17 is a graph showing an example of the volume attenuation rate of one heartbeat section in a normal state. Further, FIG. 18 is a graph showing an example of the volume attenuation rate in one heartbeat section when stenosis occurs.

図17において、正常時のシャント音では、1心拍区間における音量の減衰が直線的である。具体的には、正常時のシャント音では、音量の最大値から最小値までの傾き(減衰率)が一定である。 In FIG. 17, in the normal shunt sound, the attenuation of the volume in one heartbeat section is linear. Specifically, in the normal shunt sound, the slope (attenuation factor) from the maximum value to the minimum value of the volume is constant.

図18において、狭窄発生時のシャント音では、1心拍区間における音量の減衰が急激な部分が生じている。具体的には、狭窄発生時のシャント音では、収縮期末期から拡張期初期にかけて音量が著しく減少し、その後は比較的緩やかに減少する。このため、音量の最大値から最小値までの傾き(減衰率)は一定とならない。 In FIG. 18, in the shunt sound when the stenosis occurs, there is a portion where the volume is rapidly attenuated in one heartbeat section. Specifically, in the shunt sound when stenosis occurs, the volume decreases remarkably from the end of contraction to the beginning of diastole, and then decreases relatively slowly. Therefore, the slope (attenuation factor) from the maximum value to the minimum value of the volume is not constant.

従って、音量解析波形から得られた1心拍区間における音量減衰率を利用すれば、狭窄発生可能性(即ち、シャント音の断続度合い)を好適に算出できる。減衰率drは、以下の数式(4)を用いて算出することができる。 Therefore, the possibility of stenosis (that is, the degree of interruption of the shunt sound) can be suitably calculated by using the volume attenuation rate in one heartbeat section obtained from the volume analysis waveform. The attenuation factor dr can be calculated using the following mathematical formula (4).

なお、Nは1心拍区間のデータ数であり、max及びminは、それぞれ1心拍区間内の音量の最大値及び最小値である。減衰率drは、図18中に破線で示す直線的な減衰率である0.5を基準として、そこからの乖離が大きいほど小さい値として算出される。よって、算出された減衰率drが0.5よりどの程度小さいかによって、狭窄発生可能性(即ち、シャント音の断続度合い)を好適に算出できる。 Note that N is the number of data in one heartbeat section, and max and min are the maximum and minimum values of the volume in one heartbeat section, respectively. The attenuation rate dr is calculated as a smaller value as the deviation from the linear attenuation rate 0.5 shown by the broken line in FIG. 18 is used as a reference. Therefore, the possibility of stenosis (that is, the degree of interruption of the shunt sound) can be suitably calculated depending on how much the calculated attenuation rate dr is smaller than 0.5.

<音量変化の歪み>
次に、図19及び図20を参照して、収縮期から拡張期にかけて発生する音量変化の歪みに基づく断続度合いの算出方法について説明する。ここに図19は、歪み発生時の音量解析波形の一例を示すグラフである。また図20は、歪み発生時の音量解析微分波形の一例を示すグラフである。
<Distortion of volume change>
Next, a method of calculating the degree of discontinuity based on the distortion of the volume change that occurs from the systole to the diastole will be described with reference to FIGS. 19 and 20. Here, FIG. 19 is a graph showing an example of the volume analysis waveform when distortion occurs. Further, FIG. 20 is a graph showing an example of a volume analysis differential waveform when distortion occurs.

図19において、狭窄発生時のシャント音では、収縮期末期から拡張期初期にかけて、音量の変化に歪みが生じることがある。具体的には、図中の破線で囲った部分のように、音量が急激に低下した後、一時的に上昇することがある。よって、音量解析波形における極大値の存在によって、狭窄発生可能性(即ち、シャント音の断続度合い)を算出することができる。 In FIG. 19, in the shunt sound when stenosis occurs, the change in volume may be distorted from the end of contraction to the beginning of diastole. Specifically, as shown by the portion surrounded by the broken line in the figure, the volume may decrease sharply and then temporarily increase. Therefore, the possibility of stenosis (that is, the degree of interruption of the shunt sound) can be calculated by the existence of the maximum value in the volume analysis waveform.

図20において、音量解析波形における極大値は、音量解析波形の微分波形を平滑化したものを用いることで容易に検出できる。具体的には、音量解析波形の微分波形の極大値と極小値との差分を算出すること好適に検出することができる。 In FIG. 20, the maximum value in the volume analysis waveform can be easily detected by using a smoothed differential waveform of the volume analysis waveform. Specifically, it is possible to preferably detect by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the differential waveform of the volume analysis waveform.

<統合判定部>
最後に、統合判定部160の動作について具体的に説明する。以下では、大局的特徴である周波数重心の変化量として抽出された特徴量をρ、1心拍区間の音量変化量として抽出された特徴量をρ、1心拍区間の音量最小値として抽出された特徴量をρ、局所的特徴である1心拍区間の音量減衰率として抽出された特徴量をρ、音量変化の歪みとして抽出された特徴量をρとして説明する。なお、各直量ρ〜ρは、それぞれ正規化されている(例えば、断続度合いが最も強い場合が0、最も弱い場合(即ち、正常時)が100となるように調整されている)ものとする。
<Integrated judgment unit>
Finally, the operation of the integrated determination unit 160 will be specifically described. In the following, the feature amount extracted as the change amount of the frequency center of gravity, which is a global feature, is extracted as ρ 1 , the feature amount extracted as the volume change amount of one heartbeat section is ρ 2 , and the feature amount extracted as the volume minimum value of one heartbeat section is extracted. feature amount [rho 3, local features in a heart beat 4 the characteristic amount extracted as volume attenuation factor [rho sections, illustrating a feature quantity extracted as a distortion of the volume change as [rho 5. In addition, each direct quantity ρ 1 to ρ 5 is normalized (for example, it is adjusted so that the case where the degree of interruption is the strongest is 0 and the case where the degree of interruption is the weakest (that is, normal) is 100). Shall be.

統合判定部160は、各特徴量ρ〜ρに対して重み付けを行って断続度を算出する。具体的には、断続度は、各特徴量ρ〜ρに対応する重みをω〜ωとして、以下の数式(5)を用いて算出される。 The integrated determination unit 160 weights each feature amount ρ 1 to ρ 5 and calculates the degree of discontinuity. Specifically, the degree of discontinuity is calculated using the following mathematical formula (5), where the weights corresponding to the respective feature quantities ρ 1 to ρ 5 are ω 1 to ω 5 .

断続度=ω×ρ+ω×ρ+ω×ρ+ω×ρ+ω×ρ ・・・(5)
ここで、断続度を聴感に合うことを重視した1つの数値として出力する場合には、重みω〜ωについてω1、ω2、ω3>>ω4、ω5の関係が成立するようにすればよい。このようにして得られる断続度は、例えば人工透析現場において当日の透析が可能か否かを判定するのに適している。
Intermittent degree = ω 1 x ρ 1 + ω 2 x ρ 2 + ω 3 x ρ 3 + ω 4 x ρ 4 + ω 5 x ρ 5 ... (5)
Here, when the degree of discontinuity is output as one numerical value with an emphasis on matching the audibility, the relationship of ω1, ω2, ω3 >> ω4, and ω5 may be established for the weights ω 1 to ω 5. .. The degree of discontinuity obtained in this way is suitable for determining whether or not dialysis on the day is possible, for example, at an artificial dialysis site.

また、断続度を波形の断続性を重視した1つの数値として出力する場合には、重みω〜ωについてω4、ω5>ω2>ω1、ω3の関係が成立するようにすればよい。このようにして得られる断続度は、例えばエコー診断との比較に適している。 Further, when the degree of discontinuity is output as one numerical value with an emphasis on the discontinuity of the waveform, the relationship of ω4, ω5>ω2> ω1 and ω3 may be established for the weights ω 1 to ω 5 . The degree of discontinuity obtained in this way is suitable for comparison with, for example, echo diagnosis.

或いは、断続度を聴感に合うことを重視した数値及び波形の断続性を重視した数値の2つの値として出力する場合には、以下の数式(6)及び(7)を利用して別々に算出すればよい。 Alternatively, when outputting as two values, a numerical value that emphasizes the degree of discontinuity and a numerical value that emphasizes the discontinuity of the waveform, it is calculated separately using the following mathematical formulas (6) and (7). do it.

聴感による断続度=ω×ρ+ω×ρ+ω×ρ ・・・(6)
波形による断続度=ω×ρ+ω×ρ ・・・(7)
このようにして得られる断続度は、例えば聴感と波形との両方の経時変化から断続(即ち、狭窄)の進行具合を判定する場合に適している。
Degree of discontinuity due to hearing = ω 1 × ρ 1 + ω 2 × ρ 2 + ω 3 × ρ 3・ ・ ・ (6)
Intermittent degree by waveform = ω 4 × ρ 4 + ω 5 × ρ 5 ... (7)
The degree of discontinuity obtained in this way is suitable for determining the progress of discontinuity (that is, stenosis) from changes over time in both the auditory sense and the waveform, for example.

なお、統合判定部160による統合的な判定を行わずに、各特徴量ρ〜ρを単独で出力するようにしてもよい。この場合、表示部170には、例えば各特徴量ρ〜ρに応じた数値が別々に表示されたり、レーダーチャートとして表示されたりする。これにより、ユーザである医師等は、各特徴量ρ〜ρの各々を利用して複数の視点から狭窄診断を行うことができる。或いは、各特徴量ρ〜ρの各々を用いて、医師等が自ら統合的な判断をして、狭窄診断を行うことができる。 It should be noted that each feature amount ρ 1 to ρ 5 may be output independently without performing an integrated determination by the integrated determination unit 160. In this case, for example, numerical values corresponding to each feature amount ρ 1 to ρ 5 are separately displayed on the display unit 170, or are displayed as a radar chart. As a result, the user, such as a doctor, can diagnose the stenosis from a plurality of viewpoints by using each of the feature amounts ρ 1 to ρ 5 . Alternatively, each of the feature amounts ρ 1 to ρ 5 can be used by a doctor or the like to make an integrated judgment by himself / herself to make a stenosis diagnosis.

以上説明したように、本実施例に係るシャント音解析装置によれば、シャント音の解析結果として、断続度合いを示す情報が出力される。従って、シャント形成部位における狭窄診断を好適に支援することが可能である。 As described above, according to the shunt sound analysis device according to the present embodiment, information indicating the degree of interruption is output as the analysis result of the shunt sound. Therefore, it is possible to suitably support the diagnosis of stenosis at the shunt formation site.

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うシャント音解析装置、シャント音解析方法、コンピュータプログラム及び記録媒体もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within a range not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification, and shunt sound analysis accompanied by such modification. Devices, shunt sound analysis methods, computer programs and recording media are also included in the technical scope of the present invention.

110 音声信号入力部
120 音声信号解析部
130 個体差入力部
140 大局的特徴抽出部
150 局所的特徴抽出部
160 統合判定部
170 表示部
110 Audio signal input unit 120 Audio signal analysis unit 130 Individual difference input unit 140 Global feature extraction unit 150 Local feature extraction unit 160 Integrated judgment unit 170 Display unit

Claims (1)

被測定者のシャント形成部位周辺から、シャント音に関するシャント音情報を取得する取得手段と、
前記取得部が取得した前記シャント音情報に基づいて、前記シャント音の聴感上の断続度合いを示す情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とするシャント音解析装置。
An acquisition means for acquiring shunt sound information regarding the shunt sound from the vicinity of the shunt formation site of the person to be measured, and
A shunt sound analysis device including an output means for outputting information indicating an audible discontinuity of the shunt sound based on the shunt sound information acquired by the acquisition unit.
JP2020147333A 2020-09-02 2020-09-02 Shunt murmur analyzing device Pending JP2020199293A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020147333A JP2020199293A (en) 2020-09-02 2020-09-02 Shunt murmur analyzing device
JP2022047006A JP7303921B2 (en) 2020-09-02 2022-03-23 Shunt sound analysis device, shunt sound analysis method, computer program and recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020147333A JP2020199293A (en) 2020-09-02 2020-09-02 Shunt murmur analyzing device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018165229A Division JP2019010529A (en) 2018-09-04 2018-09-04 Shunt murmur analyzing device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022047006A Division JP7303921B2 (en) 2020-09-02 2022-03-23 Shunt sound analysis device, shunt sound analysis method, computer program and recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020199293A true JP2020199293A (en) 2020-12-17

Family

ID=73741592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020147333A Pending JP2020199293A (en) 2020-09-02 2020-09-02 Shunt murmur analyzing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020199293A (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05115547A (en) * 1991-10-28 1993-05-14 Toru Niisato Monitoring device for blood flow state in shunt forming part
US20040249293A1 (en) * 2001-01-16 2004-12-09 Sandler Richard H. Acoustic detection of vascular conditions
JP2009254678A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Chuo Electronics Co Ltd Shunt status detector
JP2014008263A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Univ Of Yamanashi Shunt constriction diagnostic support system and method, array shaped sound collection sensor device, and successive segmentation self organized map forming device, method and program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05115547A (en) * 1991-10-28 1993-05-14 Toru Niisato Monitoring device for blood flow state in shunt forming part
US20040249293A1 (en) * 2001-01-16 2004-12-09 Sandler Richard H. Acoustic detection of vascular conditions
JP2009254678A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Chuo Electronics Co Ltd Shunt status detector
JP2014008263A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Univ Of Yamanashi Shunt constriction diagnostic support system and method, array shaped sound collection sensor device, and successive segmentation self organized map forming device, method and program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103313662B (en) System, the stethoscope of the risk of instruction coronary artery disease
CN109276241B (en) Pressure identification method and equipment
Wang et al. Phonocardiographic signal analysis method using a modified hidden Markov model
JP4848524B2 (en) Auscultation heart sound signal processing method and auscultation apparatus
US20060161064A1 (en) Computer-assisted detection of systolic murmurs associated with hypertrophic cardiomyopathy
JP2010029434A (en) Vasoconstriction level determination program, recording medium, information terminal device, vasoconstriction level determination system and vasoconstriction level determination method
Lewis et al. Oscillometric measurement of blood pressure: a simplified explanation. A technical note on behalf of the British and Irish Hypertension Society
WO2012163738A1 (en) Monitoring stenosis formation in an arteriovenous access
CN102579024A (en) Adaptive time domain filtering for improved blood pressure estimation
IL189943A (en) Signal processing for pulse oximetry
JP3415796B2 (en) Periodic biological information measurement device
Jazbinsek et al. Influence of different presentations of oscillometric data on automatic determination of systolic and diastolic pressures
Jaros et al. Novel phonocardiography system for heartbeat detection from various locations
WO2015178439A2 (en) Device and method for supporting diagnosis of central/obstructive sleep apnea, and computer-readable medium having stored thereon program for supporting diagnosis of central/obstructive sleep apnea
Millette et al. Signal processing of heart signals for the quantification of non-deterministic events
JP6467044B2 (en) Shunt sound analysis device, shunt sound analysis method, computer program, and recording medium
Anumukonda et al. Heart sound sensing through MEMS microphone
WO2016139802A1 (en) Shunt murmur analysis device, shunt murmur analysis method, computer program, and recording medium
JP2020199293A (en) Shunt murmur analyzing device
Oktivasari et al. A real-time heart rate signal detection using an electronic stethoscope with labview
JP2022075910A (en) Shunt murmur analyzing device
Thiyagaraja et al. Smart phone monitoring of second heart sound split
Sofwan et al. Normal and murmur heart sound classification using linear predictive coding and k-Nearest neighbor methods
JP3687135B2 (en) Sound vibration evaluation device
JP2019010529A (en) Shunt murmur analyzing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200902

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210706

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211228