JP4488016B2

JP4488016B2 - 心音計

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Publication number: JP4488016B2
Application number: JP2007065004A
Authority: JP
Inventors: 英範鈴木; 孝本田
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2018-09-21
Also published as: JP2007144229A

Description

本発明は、心疾患を診断するために、生体の心臓から発生する心音を検出して心音図を測定する心音計に関するものである。

心疾患を検査するために、聴診法により医師が直接聴診することにより行われている。この聴診法による診断では、聴診する医師の個人差により、心音の音量、音色などが相違するため、客観性及び定量性に欠け、また、心音を記録しておくこともできない。

そこで、聴診法に代わる手段、または聴診法を補充する手段として、体表面に装着される心音センサを備え、その心音センサから検出される心音を増幅・記録する心音計を用いて心音図を測定することが行なわれる。心音計によって測定された心音図は個人差のない客観的な情報として得られ、また、記録に残すことができ、心疾患を持つ患者を測定した心音図は、正常な心音に加えて、心疾患に起因して発生する心雑音が含まれるため、心疾患を診断することができる。

しかしながら、上記従来の心音計は、心音センサから検出される心音を単に増幅・記録するのみであるので、測定された心音図には、正常な心音、および心疾患に起因して発生する心雑音に加えて、外雑音すなわち心臓からの音以外の雑音、たとえば呼吸に伴う呼吸性雑音や、足音、ドアの開閉等の生体外からの雑音が含まれている。そのため、心音図から心疾患の診断を正確に行なうことが困難な場合も生じていた。

本発明は以上のような事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、心疾患の診断を正確に行なうことができる心音計を提供することにある。

本発明者は、以上の事情を背景として種々研究を重ねるうち、前記外雑音は、正常な心音および心雑音と異なり一拍毎に発生するものではなく、前記呼吸性雑音のように４〜５拍程度の複数拍周期で発生し、または生体外からの雑音のように偶発的に発生するものであるので、心音波形を加算することにより、前記外雑音の影響を少なくできることを見いだした。

すなわち、上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、心臓から発生する心音を検出してその心音を表す心音信号を出力する心音センサを備え、その心音信号が表す心音波形を測定する心音計であって、(a)前記心音信号から、周期毎に発生する所定区間の心音波形を抽出波形として抽出する波形抽出手段と、(b)その波形抽出手段により抽出された抽出波形が相互に一致するようにその抽出波形の位相を合わせる位相合わせ手段と、(c)その位相合わせ手段により位相が合わせられた抽出波形を加算する加算手段と、(d)その加算手段において算出された抽出波形に基づいて、代表的抽出波形を決定する代表的抽出波形決定手段と、（e）前記波形抽出手段により抽出された抽出波形と前記代表的抽出波形との差から外雑音波形を算出する外雑音算出手段とを含むことにある。

このようにすれば、波形抽出手段において、心音信号から、周期毎に発生する所定区間の心音波形が抽出波形として抽出され、位相合わせ手段においてその抽出波形の位相が相互に一致するように合わせられ、加算手段においてその位相が合わせられた抽出波形が加算されることにより、一拍毎に発生する正常な心音および心雑音は重ね合わされ、前記外雑音は平均化される。そして、代表的抽出波形決定手段では加算手段において加算して得られた波形に基づいて代表的抽出波形が決定されるので、その代表的抽出波形を用いて心疾患の診断を正確に行なうことができる。また、外雑音算出手段において、前記外雑音の大きさを示す外雑音波形が算出されるので、その外雑音波形を、診断、または外雑音の原因の解明などの外雑音の解析に用いることができる。

発明の他の態様

ここで、好適には、前記心音計は、前記代表的抽出波形決定手段において決定された代表的抽出波形を表示器に表示する代表的抽出波形表示手段をさらに含むものである。このようにすれば、代表的抽出波形表示手段により、代表的抽出波形が表示器に表示されるので、その表示された代表的抽出波形から心疾患を診断することができる。

また、好適には、前記心音計は、時間軸と振幅軸とから成る二次元座標系において、前記波形抽出手段により抽出された抽出波形と、前記代表的抽出波形決定手段において決定された代表的抽出波形とを同時に比較可能に表示する比較表示手段をさらに含むものである。このようにすれば、比較表示手段において、時間軸と振幅軸とから成る二次元座標系に、前記波形抽出手段により抽出された抽出波形と代表的抽出波形とが同時に比較可能に表示されるので、抽出波形と代表的抽出波形との差から前記外雑音を認識することができる。

また、好適には、前記心音計は、前記外雑音算出手段において算出された外雑音波形を表示器に表示する外雑音表示手段を含むものである。このようにすれば、外雑音表示手段により、前記外雑音算出手段において算出される外雑音波形が表示器に表示されるので、前記外雑音の大きさが容易に認識できる利点がある。

また、好適には、前記心音計は、前記波形抽出手段において抽出された抽出波形の最大振幅と最小振幅との振幅比を算出する振幅比算出手段と、その振幅比算出手段において算出された振幅比の平均値を算出する平均値算出手段と、その振幅比算出手段において算出された振幅比の標準偏差を算出する標準偏差算出手段と、前記振幅比算出手段において算出された振幅比の前記平均値算出手段において算出された平均値からの偏差が、前記標準偏差算出手段において算出された標準偏差の予め実験的に定められた所定倍の範囲内にある前記抽出波形のうち、前記振幅比が最大となる抽出波形を基準抽出波形として決定する基準抽出波形決定手段とを含み、前記位相合わせ手段は、その基準抽出波形決定手段において決定された基準抽出波形に基づいて前記抽出波形が相互に一致するように前記抽出波形の位相を合わせるものである。このようにすれば、振幅比算出手段において波形抽出手段で抽出された抽出波形の振幅比がそれぞれ算出され、平均値算出手段でその振幅比の平均値が算出され、標準偏差算出手段でその振幅比の標準偏差が算出され、基準抽出波形決定手段では、前記振幅比が前記平均値からの偏差が前記標準偏差の予め実験的に定められた所定倍の範囲内にある前記抽出波形のうち、前記振幅比が最大となる抽出波形が基準抽出波形として決定される。すなわち、スパイクノイズ等の前記振幅比が異常に大きい抽出波形は除外された抽出波形の中から、最も前記外雑音が少ない抽出波形が基準抽出波形として決定される。そして、位相合わせ手段では、その基準抽出波形に基づいて前記抽出波形が相互に一致するように前記抽出波形の位相が合わせられるので、精度よく前記抽出波形の位相を相互に一致させることができる。従って、前記加算手段においてその抽出波形が加算され、代表的抽出波形決定手段においてその加算して得られた波形に基づいて決定される代表的抽出波形は、一拍毎に発生する心音および心雑音が前記外雑音に対して一層強調される利点がある。

また、好適には、前記心音計は、前記加算手段において加算された抽出波形に基づいて基準抽出波形を更新する基準抽出波形更新手段を含み、前記位相合わせ手段は、その基準抽出波形更新手段において更新された基準抽出波形の位相と、前記波形抽出手段において抽出された抽出波形のうち、前記加算手段において加算されていない抽出波形の位相とを相互に一致させ、前記加算手段は、その位相合わせ手段において相互に位相が一致させられた基準抽出波形と抽出波形とを加算するものである。このようにすれば、位相合わせ手段により、基準抽出波形更新手段において更新された基準抽出波形の位相と加算手段において加算される前の抽出波形の位相とが相互に一致させられ、加算手段ではその位相合わせ手段において相互に位相が一致させられた基準抽出波形と抽出波形とが加算され、基準抽出波形更新手段では、その加算手段で加算された抽出波形に基づいて基準抽出波形が更新される。従って、抽出波形毎に、その抽出波形の位相と逐次更新される基準抽出波形の位相とが相互に一致させられることから、一つの基準抽出波形に基づいて抽出波形の位相が一致させられる場合に比較して位相の一致精度が向上するので、心音および心雑音が、外雑音に対してより一層強調された代表的抽出波形が得られる利点がある。

また、好適には、前記心音計は、前記代表的抽出波形を時間および周波数について解析する時間周波数解析手段を含むものである。このようにすれば、時間周波数解析手段により、前記代表的抽出波形が時間および周波数について解析されることから、その代表的抽出波形に含まれる正常な心音と心雑音が分離でき、且つ心雑音の発生した時間が解析できるので、心雑音の存在を容易に知ることができ、さらに心雑音の発生部位を特定することができるなど、代表的抽出波形に基づく診断が容易に行える利点がある。

また、好適には、前記心音計は、前記外雑音波形を周波数解析する外雑音解析手段を含むものである。このようにすれば、外雑音解析手段により、前記外雑音波形が周波数解析されて、外雑音波形に含まれる前記呼吸性雑音や生体外からの雑音等の複数の信号成分が分離される。従って、周波数解析された外雑音波形の解析スペクトルを用いて、呼吸器系の疾患を診断することができ、また、生体外からの雑音の原因を解明することが容易になるので、その雑音の原因を除去することが容易になる。

発明の好適な実施の形態

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明が適用された心音計１０の構成を説明するブロック図である。

図１において、マイクロホン１２は、心音センサとして機能するものであり、被測定者１４の胸部上に図示しない粘着テープ等により固着される。そして、マイクロホン１２の図示しない内部に備えられている圧電素子において、被測定者１４の心臓から発生する心音等が電気信号すなわち心音信号ＳＨに変換される。心音信号増幅器１６には、心音の高音成分をよく記録するためにエネルギーの大きい低音成分を弱める図示しない４種類のフィルタが備えられ、マイクロホン１２から出力される心音信号ＳＨが増幅され、且つ、ろ波された後に、Ａ／Ｄ変換器１８を介して電子制御装置２０へ供給される。

１組の電極２２は、心筋の活動電位を示す心電信号ＳＥを出力するために、生体の所定部位に装着される。本実施例においては、II誘導による心電図を測定するために、被測定者１４の右手と左足とにそれぞれ装着されている。電極２２から出力された心電信号ＳＥは、心電信号増幅器２４により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２６を介し前記電子制御装置２０へ供給される。また、電子制御装置２０には、押しボタン２８から起動信号ＳＳが供給され、クロック信号源２９から所定周波数のパルス信号ＳＰが供給されるようになっている。

上記電子制御装置２０は、ＣＰＵ３０，ＲＯＭ３２，ＲＡＭ３４，および図示しないＩ／Ｏポート等を備えた所謂マイクロコンピュータにて構成されており、ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３２に予め記憶されたプログラムに従ってＲＡＭ３４の記憶機能を利用しつつ信号処理を実行することにより、表示器３６の表示画面に、心音信号ＳＨが表す心音波形すなわち心音図、心電信号ＳＥが表す心電誘導波形すなわち心電図を表示させ、かつ、その心音波形を解析して、その結果を表示させる。

図２は、上記心音計１０における電子制御装置２０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図２において、波形記憶手段４０は、心音信号ＳＨおよび心電信号ＳＥを、クロック信号源２９からのパルス信号ＳＰに基づいて計数される測定開始からの経過時間ｔと共にＲＡＭ３４の図示しない所定の記憶領域に記憶する。

波形抽出手段４２は、波形記憶手段４０において記憶された所定期間或いは所定拍数（たとえば３０秒間或いは３０拍分）の心音信号ＳＨから周期毎に発生する所定区間の心音波形を抽出する、すなわち抽出波形ＷＥを抽出する。図３は、前記波形記憶手段４０によりＲＡＭ３４に記憶される心音信号ＳＨおよび心電信号ＳＥが表す心音図および心電図の一例であり、図３（ａ）は心電図を、図３（ｂ）は正常な心音図を、図３（ｃ）は大動脈弁狭搾がある場合の心音図を、図３（ｄ）は左房室弁閉鎖不全がある場合の心音図をそれぞれ特徴的に示している。図３（ｂ）に示すように、正常な心音図には、I 音乃至IV音が存在する。そこで、波形抽出手段４２では、たとえば、波形記憶手段４０において記憶された心音信号ＳＨから、II音の立ち上がりを判定し、そのII音の立ち上がり点から予め定められた区間の心音波形を抽出波形ＷＥとして抽出する。また或いは、参考誘導として心音図と同時に測定されている心電図を用いて、心電図の周期的に検出される所定部位（たとえばＲ波）が検出されてから所定時間経過後からの所定区間の心音信号ＳＨが表す心音波形を抽出波形ＷＥとして抽出する。

振幅比算出手段４４は、図４の抽出波形ＷＥの一例に示されるように、波形抽出手段４２で抽出された抽出波形ＷＥのそれぞれについて最大振幅Ｄ_Ｓと最小振幅Ｄ_ｎを決定し、その最大振幅Ｄ_Ｓと最小振幅Ｄ_ｎとの振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）を算出する。

平均値算出手段４６は、振幅比算出手段４４において算出された振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の平均値Ｄ_ＡＶを算出し、標準偏差算出手段４８は、振幅比算出手段４４において算出された振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の標準偏差ｓを算出する。

基準抽出波形決定手段５４は、振幅比算出手段４４において算出された振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の、平均値算出手段４６において算出された平均値Ｄ_ＡＶからの偏差が、標準偏差算出手段４８において算出された標準偏差ｓの予め実験的に定められた所定倍の範囲内にある抽出波形ＷＥのうち、その振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が最大となる抽出波形ＷＥを基準抽出波形Ｗ_ＳＴとして決定する。すなわち、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の、平均値Ｄ_ＡＶからの偏差が標準偏差ｓの予め実験的に定められた所定倍（たとえば２倍）の範囲にない抽出波形ＷＥを除外することにより、スパイクノイズ等の振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が異常に大きい抽出波形ＷＥを除外し、そのスパイクノイズ等の異常な抽出波形ＷＥを除外した抽出波形ＷＥのうちで最も振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が大きい抽出波形ＷＥを基準抽出波形Ｗ_ＳＴとして決定する。従って、このようにして決定された基準抽出波形Ｗ_ＳＴは、波形抽出手段４２において抽出された正常な抽出波形ＷＥのうち、最も前記外雑音が少ない抽出波形ＷＥである。

順列決定手段５６は、波形抽出手段４２で抽出された抽出波形ＷＥが、次に説明する位相合わせ手段５８および加算手段６０において処理される順を、振幅比算出手段４４において算出された振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）、平均値算出手段４６において算出された平均値Ｄ_ＡＶ、および標準偏差算出手段４８において算出された標準偏差ｓに基づいて決定する。すなわち、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が、前記基準抽出波形決定手段５４で用いられた範囲（すなわち平均値Ｄ_ＡＶからの偏差が、標準偏差ｓの予め実験的に定められた所定倍の範囲）を第１範囲とし、その第１範囲外の範囲を第２範囲とし、位相合わせ手段５８および加算手段６０において抽出波形ＷＥが処理される順を、第１範囲において、基準抽出波形ＷＥ_ＳＴを除いて振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の大きい方から小さい方、続いて第２範囲において振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の大きい方から振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）の最小値へと決定する。従って、位相合わせ手段５８および加算手段６０では、比較的、基準抽出波形ＷＥ_ＳＴに類似した抽出波形ＷＥから順に処理されることとなるため、位相合わせのミスを防ぐことができ、外雑音の影響を好適に除去できる。

位相合わせ手段５８は、波形抽出手段４２において抽出された抽出波形ＷＥが相互に一致するように、抽出波形ＷＥの位相を合わせる。すなわち、抽出波形ＷＥのパターンマッチングを行なう。たとえば、波形抽出手段４２において抽出された抽出波形ＷＥと、基準抽出波形決定手段５４において決定され、或いは後述の基準抽出波形更新手段６１において更新された基準抽出波形ＷＥ_ＳＴとが相互に一致するように、その抽出波形ＷＥの位相を基準抽出波形ＷＥ_ＳＴに合わせる。あるいは、波形抽出手段４２において抽出された２つ以上の任意の抽出波形ＷＥが相互に一致するように、それらの抽出波形ＷＥの少なくとも一つの位相を修正する。波形抽出手段４２において抽出された抽出波形ＷＥの位相を基準抽出波形ＷＥ_ＳＴの位相に合わせるには、たとえば、基準抽出波形Ｗ_ＳＴとその抽出波形ＷＥとの相関係数が最大となるようにその抽出波形ＷＥの位相を修正する、すなわち、その抽出波形ＷＥの時間軸をずらす。また或いは、基準抽出波形Ｗ_ＳＴとその抽出波形ＷＥとの平均２乗誤差が最小となるようにその抽出波形ＷＥの位相を修正する。

加算手段６０は、位相合わせ手段５８により位相が合わせられた抽出波形ＷＥを加算する。すなわち、位相合わせ手段５８において基準抽出波形Ｗ_ＳＴに一致するように位相が合わせられた抽出波形ＷＥが基準抽出波形Ｗ_ＳＴに逐次加算される。あるいは、位相合わせ手段５８において相互に一致するように位相が合わせられた２つ以上の抽出波形ＷＥが一時に加算される。たとえば、ｎ拍分の抽出波形が加算されるとすると、一拍毎に発生する信号成分はｎ倍になるのに対し、ランダムに発生する成分は√ｎ（ｎの平方根）倍にしかならないので、加算手段６０により抽出波形ＷＥが加算されると、一拍毎に発生する心音および心雑音の信号強度が相対的に強められる。

基準抽出波形更新手段６１は、加算手段６０において加算された抽出波形ＷＥに基づいて基準抽出波形Ｗ_ＳＴを更新して、新たな基準抽出波形Ｗ_ＳＴを決定する。すなわち、加算手段６０において加算された加算後の波形の振幅強度を、加算手段６０において加算された抽出波形ＷＥの数に相当する数で割ることにより得られる波形を新たな基準抽出波形Ｗ_ＳＴとして決定する。

代表的抽出波形決定手段６２は、加算手段６０において加算された後の抽出波形ＷＥに基づいて、代表的抽出波形ＷＲを決定する。たとえば、加算手段６０における加算によって得られた抽出波形ＷＥを直接、代表的抽出波形ＷＲとして決定する。または、加算手段６０による加算後の抽出波形ＷＥの振幅を、加算された抽出波形の数で割ったものを代表的抽出波形ＷＲとして決定する。

代表的抽出波形表示手段６４は、代表的抽出波形決定手段６２において決定された代表的抽出波形ＷＲを表示器３６に表示し、比較表示手段６６は、時間軸と振幅軸とから成る二次元座標系において、波形抽出手段４２で抽出された抽出波形ＷＥと、代表的抽出波形決定手段６２において決定された代表的抽出波形ＷＲとを同時に比較可能に表示する。

時間周波数解析手段６８は、代表的抽出波形決定手段６２において決定された代表的抽出波形ＷＲを時間および周波数について解析する。たとえば、代表的抽出波形ＷＲを複数の時間帯に分割し、その分割した時間帯毎に代表的抽出波形ＷＲを周波数解析する。或いは、代表的抽出波形ＷＲをウェーブレット変換する。

上記ウェーブレット変換とは、図５にその一例が示されるウェーブレット関数ψ（ｔ）を、時間軸方向に平行移動させる移動変数ｂと、ウェーブレット関数が表す波形の時間軸方向の大きさを伸縮させる伸縮変数ａとの関数として、そのウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）と代表的抽出波形ＷＲを表す関数ｆ（ｔ）との積を時間ｔについて積分して得られる上記ａおよびｂの関数として定義される。すなわち、下記数式１のように定義される。なお、上記ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）において、伸縮変数ａに対応してψ（ｔ）の幅がａ倍になることから、１／ａが周波数に対応し、移動変数ｂに対応してψ（ｔ）が時間軸方向に平行移動することから、ｂは時間に対応する。

図６、図７は、上記数式１のウェーブレット変換式の意味を説明するための図であり、図６（Ａ）は、パラメータａ、ｂを適当に選ぶことにより、ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）がある関数ｇ（ｔ）の一部分に略一致している状態を示し、図７（Ａ）は、ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）がある関数ｈ（ｔ）の一部分を近似していない状態を示している。そして、図６（Ｂ）および図７（Ｂ）は、図６（Ａ）および図７（Ａ）の場合におけるウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）と関数ｇ（ｔ）またはｈ（ｔ）との積をそれぞれ示す図である。図６（Ｂ）に示されるように、ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）が関数ｇ（ｔ）の一部分に略一致している場合は、ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）とｇ（ｔ）との積は符号の変化がないので、積分値は大きくなる。しかし、図７（Ｂ）に示されるように、ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）が関数ｈ（ｔ）の一部分を近似していない場合は、ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）とｈ（ｔ）との積はｔの変化とともに激しく符号が変化するので、積分値は小さくなる。従って、上記数式１は、パラメータａ、ｂを変更することにより、ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）が、代表的抽出波形ＷＲを表す関数ｆ（ｔ）の一部分に似ている場合に大きい値を示し、代表的抽出波形ＷＲを表す関数ｆ（ｔ）の一部分に似ていない場合は小さい値を示す。

解析結果表示手段７０は、時間周波数解析手段６８において時間周波数解析された周波数解析スペクトルを、表示器３６上に表示する。

図８は、上記電子制御装置２０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。本ルーチンは、押しボタン２８が押圧操作され、起動信号ＳＳが供給された場合に実行される。

まず、図示しない初期化ステップにおいて、クロック信号源２９から供給されているパルス信号ＳＰを計数するタイマｔやレジスタをクリアする初期処理が実行された後、波形記憶手段４０に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する。）では、心音信号ＳＨおよび心電信号ＳＥがＲＡＭ３４の記憶領域に逐次記憶される。

続くＳＡ２では、上記タイマの計数内容ｔが３０秒を経過したか否かが判断される。３０秒を経過するまではこのＳＡ２の判断が否定されて、上記ＳＡ１以下が繰り返されることにより、心音信号ＳＨおよび心電信号ＳＥが継続して記憶される。

上記ＳＡ２の判断が肯定された場合は、続く波形抽出手段４２に対応するＳＡ３において、ＳＡ１で記憶された心音信号ＳＨからその周期毎に発生する所定区間の心音波形が抽出波形ＷＥとして抽出される。このＳＡ３では３０秒間の心音信号ＳＨが記憶されている、すなわち、３０乃至４０拍分の心音波形が記憶されているので、３０乃至４０拍分の抽出波形ＷＥ_ｎ（ｎ＝１〜３０乃至４０）が抽出される。また、上記所定区間としては、たとえば、参考誘導として測定されている心電図においてＲ波が発生した時から０．２秒後を区間の開始とし、それから０．４秒間の心音信号ＳＨが表す心音波形が抽出される。上記心電図のＲ波の発生から０．２秒後からの０．４秒間は、診断に有用なII音を十分に含む期間として設定されたものであるが、抽出される区間はこの区間に限定されず、一拍分の範囲内で任意に設定される。

続く振幅比算出手段４４に対応するＳＡ４では、ＳＡ３で抽出された抽出波形ＷＥ_ｎのそれぞれについて、最大振幅Ｄ_Ｓと最小振幅Ｄ_ｎとの振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが算出される。そして、続く平均値算出手段４６に対応するＳＡ５では、上記ＳＡ４で算出された振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎの平均値Ｄ_ＡＶが算出され、続く標準偏差算出手段４８に対応するＳＡ６では、上記ＳＡ４で算出された振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎの標準偏差ｓが算出される。

続く基準抽出波形決定手段５４に対応するＳＡ７では、ＳＡ５において算出された平均値Ｄ_ＡＶからの偏差がＳＡ６で算出された標準偏差ｓの２倍の範囲内にある振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎを持つ抽出波形ＷＥ_ｎのうち、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが最大となる抽出波形ＷＥ_ｎが最初の基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１に決定される。すなわち、数式２を満たす抽出波形ＷＥ_ｎの中で振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが最大値を示す抽出波形ＷＥ_ｎが最初の基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１に決定される。なお、一般的に数式２の範囲には全抽出波形ＷＥ_ｎの９５％が含まれる。

[数２]
Ｄ_ＡＶ−２ｓ≦（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎ≦Ｄ_ＡＶ＋２ｓ
続く順列決定手段５６に対応するＳＡ８では、次のＳＡ９において位相合わせに用いられる抽出波形ＷＥ_ｎの順序が決定される。すなわち、次のＳＡ９において位相合わせに用いられる抽出波形ＷＥ_ｎの順序が、上記数式２を満たす範囲の抽出波形ＷＥ_ｎ（すなわち第１範囲の抽出波形ＷＥ_ｎ）のうち、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎの大きい方から小さい方、そして、上記数式１を満たさない範囲の抽出波形ＷＥ_ｎ（すなわち第２範囲の抽出波形ＷＥ_ｎ）において振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎの大きい方から振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎの最小値へと決定される。

続いて前記ＳＡ３において抽出された抽出波形ＷＥ_ｎの数ｎよりも１回少ない回数（すなわちｎ−１回）だけ、ＳＡ９乃至ＳＡ１２が繰り返される。まず、位相合わせ手段５８に対応するＳＡ９では、ＳＡ７で決定され、或いは後述するＳＡ１１で更新されたｎ番目の基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎとＳＡ８で順序が決定された抽出波形ＷＥ_ｎの一つとについて、相関係数が最大となるように、または、その２つの波形について振幅強度の差の２乗が最小となるように、その抽出波形ＷＥ_ｎの位相が修正され、続く加算手段６０に対応するＳＡ１０では、そのｎ番目の基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎの振幅強度にその基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎの算出に供された抽出波形ＷＥの数ｎを乗じて得られる波形に、上記ＳＡ９で位相が合わせられた抽出波形ＷＥ_ｎが加算される。

続く基準抽出波形更新手段６１に対応するＳＡ１１では、ＳＡ１０で加算されて得られた波形を、そのＳＡ１０で加算された抽出波形ＷＥ_ｎの数に相当する数（ｎ＋１）で割ることにより得られる波形を新たな基準抽出波形Ｗ_ＳＴとして決定する。すなわち、基準抽出波形Ｗ_ＳＴを更新する。そして、続くＳＡ１２では、前記ＳＡ３において抽出された抽出波形ＷＥ_ｎが全拍加算されたか否かが判断される。このＳＡ１２の判断が否定されるうちは、前記ＳＡ９以降が繰り返し実行される。

上記ＳＡ９乃至ＳＡ１２の繰り返しにおいて、たとえば１回目に実行される内容は、まずＳＡ９において、ＳＡ７で決定された最初の基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１に、ＳＡ８で決定された１番目に加算される抽出波形ＷＥ_ｎの位相が合わせられ、続くＳＡ１０では、その２つの抽出波形が加算される。そして、続くＳＡ１１では、上記ＳＡ１０において加算されて得られた波形の振幅強度を２で割って得られた波形が新たな基準抽出波形Ｗ_ＳＴ２として決定される。そして、２回目のＳＡ９乃至ＳＡ１１では、まずＳＡ９において前回のＳＡ１１で決定された基準抽出波形Ｗ_ＳＴ２に、ＳＡ８で決定された２番目に加算される抽出波形ＷＥ_ｎの位相が合わせられ、続くＳＡ１０では、その基準抽出波形Ｗ_ＳＴ２の振幅強度を２倍して得られた波形に上記ＳＡ９において基準抽出波形Ｗ_ＳＴ２に位相が合わせられた抽出波形ＷＥ_ｎが加算される。そして、続くＳＡ１１では、上記ＳＡ１０において加算されて得られた波形の振幅強度を３で割って得られた波形が新たな基準抽出波形Ｗ_ＳＴ３として決定される。

このようにして、ＳＡ９乃至ＳＡ１１がｎ−１回繰り返され、ＳＡ３で抽出された抽出波形ＷＥ_ｎが全拍加算されると、上記ＳＡ１２の判断が肯定され、最後にＳＡ１１において決定された基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎが代表的抽出波形ＷＲとして決定される。従って、上記ＳＡ１２が代表的抽出波形決定手段６２に対応する。

続く代表的抽出波形表示手段６４に対応するＳＡ１３では、ＳＡ１２で決定された代表的抽出波形ＷＲが表示器３６に表示されて、心疾患の診断に用いられる。図９は、その一例を示す図であり、前述の図４に比較して外雑音が好適に除去されているので、心疾患の診断を正確に行なうことができる。さらに、続く比較表示手段６６に対応するＳＡ１４では、図１０に示されるように、表示器３６の時間軸７２と振幅軸７４とから成る二次元座標に、ＳＡ３で抽出された抽出波形ＷＥ_ｎが実線で表示され、ＳＡ１２で決定された代表的抽出波形ＷＲが破線で表示されることにより、抽出波形ＷＥ_ｎと代表的抽出波形ＷＲとが同時に表示される。なお、図１０には、ＳＡ１４において表示される一例として、ＳＡ３で抽出された抽出波形ＷＥ_ｎの一つが代表的抽出波形ＷＲと同時に表示されているが、ＳＡ１４では、表示器３６の時間軸７２と振幅軸７４とから成る二次元座標に、ＳＡ３で抽出された全ての抽出波形ＷＥn が代表的抽出波形ＷＲと同時に表示され、抽出波形ＷＥ_ｎと代表的抽出波形ＷＲとの差から前記外雑音の大きさ、およびその外雑音の変動を認識することができるようになっている。

続く時間周波数解析手段６８に対応するＳＡ１５では、ＳＡ１２において決定された代表的抽出波形ＷＲが時間周波数解析される。すなわち、前記数式１に従って、代表的抽出波形ＷＲを表す関数ｆ（ｔ）がウェーブレット変換されて、移動変数（すなわち時間）ｂと、伸縮変数の逆数（すなわち周波数）ａとの関数Ｗ（ｂ，１／ａ）に変換される。

続く解析結果表示手段７０に対応するＳＡ１６では、図１１に示されるように、表示器３６の時間軸ｂ（すなわち移動変数軸）と、周波数軸（１／ａ）（すなわち伸縮変数の逆数を表す軸）との二次元平面上に、上記ＳＡ１５においてウェーブレット変換されることによって得られた関数Ｗ（ｂ，１／ａ）の大きさが等高線図として表示される。図１１では、時間軸ｂの始めは高周波数成分の信号が検出され、時間の経過とともに、高周波成分は弱まり、代わって、低周波数成分の信号が検出されていることが分かる。この信号の発生する周波数域あるいは信号の発生する時間、またはグラフの全体的な表示パターンを予め求められた正常心音の標準パターンと比較することにより、心雑音の存在、心雑音の発生部位の特定等の疾患の診断ができる。

上述のように、本実施例によれば、波形抽出手段４２（ＳＡ３）において、心音信号ＳＨから、一拍毎に発生するII音を含む所定区間の心音波形が抽出波形ＷＥ_ｎとして抽出され、位相合わせ手段５８（ＳＡ９）においてその抽出波形ＷＥ_ｎの位相が相互に一致するように合わせられ、加算手段６０（ＳＡ９）においてその位相が合わせられた抽出波形ＷＥ_ｎが加算されることにより、一拍毎に発生する正常な心音および心雑音は重ね合わされ、前記外雑音は平均化される。そして、代表的抽出波形決定手段６２（ＳＡ１２）では加算手段６０（ＳＡ９）において加算して得られた波形に基づいて代表的抽出波形ＷＲが決定されるので、その代表的抽出波形ＷＲを用いて心疾患の診断を正確に行なうことができる。

また、本実施例によれば、代表的抽出波形表示手段６４（ＳＡ１３）により、代表的抽出波形ＷＲが表示器３６に表示されるので、その表示された代表的抽出波形ＷＲから心疾患を診断することができる。

また、本実施例によれば、比較表示手段６６（ＳＡ１４）において、時間軸７２と振幅軸７４とから成る二次元座標系に、波形抽出手段４２（ＳＡ３）により抽出された抽出波形ＷＥ_ｎと代表的抽出波形決定手段６２（ＳＡ１２）において決定された代表的抽出波形ＷＲとが同時に比較可能に表示されるので、その抽出波形ＷＥ_ｎと代表的抽出波形ＷＲとの差から前記外雑音を認識することができる。

また、本実施例によれば、振幅比算出手段４４（ＳＡ４）において波形抽出手段４２（ＳＡ３）で抽出された抽出波形ＷＥ_ｎの振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎがそれぞれ算出され、平均値算出手段４６（ＳＡ５）でその振幅比の平均値Ｄ_ＡＶが算出され、標準偏差算出手段４８（ＳＡ６）でその振幅比の標準偏差ｓが算出され、基準抽出波形決定手段５４（ＳＡ７）では、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが平均値Ｄ_ＡＶからの偏差が標準偏差ｓの２倍の範囲内にある抽出波形ＷＥ_ｎのうち、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが最大となる抽出波形ＷＥ_ｎが基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１として決定される。すなわち、スパイクノイズ等の振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが異常に大きい抽出波形ＷＥ_ｎは除外された抽出波形ＷＥ_ｎの中から、最も前記外雑音が少ない抽出波形ＷＥ_ｎが基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１として決定される。そして、位相合わせ手段５８（ＳＡ９）では、その基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１に基づいて抽出波形ＷＥ_ｎが相互に一致するように抽出波形ＷＥ_ｎの位相が合わせられるので、精度よく抽出波形ＷＥ_ｎの位相を相互に一致させることができる。従って、加算手段６０（ＳＡ１０）においてその抽出波形ＷＥ_ｎが加算され、代表的抽出波形決定手段６２（ＳＡ１２）においてその加算して得られた波形に基づいて決定される代表的抽出波形ＷＲは、一拍毎に発生する心音および心雑音が前記外雑音に対して一層強調される利点がある。

また、本実施例によれば、位相合わせ手段５８（ＳＡ９）により、基準抽出波形更新手段６１（ＳＡ１１）において更新された基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎの位相と加算手段６０（ＳＡ１０）において加算される前の抽出波形ＷＥ_ｎの位相とが相互に一致させられ、加算手段６０（ＳＡ１０）ではその位相合わせ手段５８（ＳＡ９）において相互に位相が一致させられた基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎと抽出波形ＷＥ_ｎとが加算され、基準抽出波形更新手段６１（ＳＡ１１）では、その加算手段６０（ＳＡ１０）で加算された抽出波形ＷＥ_ｎに基づいて基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎが更新される。従って、抽出波形ＷＥ_ｎ毎に、その抽出波形ＷＥ_ｎの位相と逐次更新される基準抽出波形Ｗ_ＳＴｎの位相とが相互に一致させられることから、次述する実施例において行われている一つの基準抽出波形Ｗ_ＳＴに基づいて抽出波形ＷＥ_ｎの位相が一致させられる場合に比較して位相の一致精度が向上するので、心音および心雑音が、外雑音に対してより一層強調された代表的抽出波形ＷＲが得られる利点がある。

また、本実施例によれば、時間周波数解析手段６８（ＳＡ１５）により、代表的抽出波形ＷＲがウェーブレット変換されて時間ｂおよび周波数（１／ａ）の関数とされることから、図１１に示すように、代表的抽出波形ＷＲに含まれる正常な心音と心雑音が分離でき、且つ心雑音の発生した時期が解析できるので、心雑音の存在を容易に知ることができ、さらに心雑音の発生部位を特定することができるなど、代表的抽出波形ＷＲに基づく診断が容易に行える利点がある。

次に本発明の他の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において前述の実施例と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。

図１２は、本発明の他の実施例が適用された心音計の電子制御装置２０の制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。なお、本実施例の心音計では、装置の機構および回路構成は前述の図１の実施例と共通し、電子制御装置２０による制御作動が以下の点において相違する。

すなわち、本実施例の電子制御装置２０では、前述の実施例と同様にして最初の基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１を決定し、その基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１と一致するように他の全ての抽出波形ＷＥ_ｎの位相を合わせ、全ての抽出波形ＷＥ_ｎの位相を合わせた後に、全ての抽出波形ＷＥ_ｎを一時に加算して、代表的抽出波形ＷＲを決定する。（従って、順列決定手段５６および基準抽出波形更新手段６１は設けられていない。）そして、代表的抽出波形ＷＲと抽出波形ＷＥ_ｎを比較可能に表示して、外雑音を認識できるようにする比較表示手段６６に代えて、代表的抽出波形ＷＲと抽出波形ＷＥ_ｎとから外雑音を算出し、その算出された外雑音を表示および解析する。以下、その相違点を中心に説明する。

外雑音算出手段８２は、波形記憶手段４０によりＲＡＭ３４に記憶されている心音信号ＳＨが表す心音波形のうち、波形抽出手段４２において抽出された抽出波形ＷＥと、代表的抽出波形決定手段６２で決定される代表的抽出波形ＷＲとの差を外雑音波形ＷＮとして算出する。

外雑音表示手段８４は、外雑音算出手段８２において算出された外雑音波形ＷＮを表示器３６に表示し、外雑音解析手段８６は、外雑音算出手段８２において算出された外雑音波形ＷＮを周波数解析し、その結果を表示器３６に表示する。

図１３は、本実施例の電子制御装置２０の制御作動の要部を説明するフローチャートである。図において、ＳＢ１乃至ＳＢ７では前述の実施例のＳＡ１乃至ＳＡ７と同様の処理が行なわれることにより、３０秒間の心音信号ＳＨおよび心電信号ＳＥが記憶され、一拍毎に発生するII音を含む所定区間の抽出波形ＷＥ_ｎ（ｎ＝１〜３０乃至４０）が抽出され、その抽出波形ＷＥ_ｎのうち、平均値Ｄ_ＡＶからの偏差が標準偏差ｓの２倍の範囲内において、最も振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）_ｎが大きくなる抽出波形ＷＥ_ｎが基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１に決定される。

続く位相合わせ手段５８に対応するＳＢ８では、ＳＢ３において抽出された抽出波形ＷＥ_ｎの全ての波形について、ＳＢ７で決定された基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１と一致するようにその位相が修正され、続く加算手段６０に対応するＳＢ９では、その位相が修正された抽出波形ＷＥ_ｎが全て加算される。ＳＢ９において抽出波形ＷＥ_ｎが全て加算されると、一拍毎に発生する正常な心音および心雑音は重ね合わされ、前記外雑音は平均化されるので、相対的に正常な心音および心雑音が強調される。

続く代表的抽出波形決定手段６２に対応するＳＢ１０では、ＳＢ９で算出された加算後の抽出波形ＷＥ_ｎの振幅強度が加算された拍数ｎで割られることにより、一拍分の振幅強度とされ、すなわち振幅が平均され、その一拍分の振幅強度とされた抽出波形ＷＥ_ｎが代表的抽出波形ＷＲに決定される。

続く代表的抽出波形表示手段６４に対応するＳＢ１１では、たとえば図９に示されるように、表示器３６にＳＢ１０で決定された代表的抽出波形ＷＲが表示され、続く外雑音算出手段８２に対応するＳＢ１２では、ＳＢ３で抽出された抽出波形ＷＥ_ｎとＳＢ１０で決定された代表的抽出波形ＷＲとの差から一拍毎の外雑音波形ＷＮ_ｎが算出され、続く外雑音表示手段８４に対応するＳＢ１３において、ＳＢ１２で算出された外雑音波形ＷＮ_ｎが表示される。図１４は、ＳＢ１３で表示される外雑音波形ＷＮ_ｎの一例を示す図であり、図４に示された抽出波形ＷＥから図６に示された代表的抽出波形ＷＲが差し引かれることにより算出された外雑音波形ＷＮ_ｎが示されている。なお、図１４には、一つの外雑音波形ＷＮ_ｎのみが示されているが、ＳＢ１３では、ＳＢ１２において算出された外雑音波形ＷＮ_ｎの全てが表示器３６に表示され、それらの外雑音波形ＷＮ_ｎから、前記外雑音の大きさ、およびその外雑音の変動を認識することができる。

続く外雑音解析手段８６に対応するＳＢ１４では、ＳＢ１２で算出された外雑音波形ＷＮ_ｎがフーリエ解析され、そのフーリエ解析スペクトルが表示器３６に表示される。外雑音波形ＷＮ_ｎには、心拍周期の４乃至５倍の周期の前記呼吸性雑音や、足音、ドアの開閉音等の生体外から偶発的に発生する複数の雑音が含まれるため、フーリエ解析によりそれらの雑音が周波数的に分離されて表示器３６に表示される。

続く時間周波数解析手段６８に対応するＳＢ１５では、ＳＢ１２において決定された代表的抽出波形ＷＲが時間周波数解析される。すなわち、代表的抽出波形ＷＲが予め設定された複数の時間帯に分割され、その分割された時間帯毎に周波数解析される。たとえば、代表的抽出波形ＷＲの時間帯が４等分され、それぞれ第１区間Ｔ_１、第２区間Ｔ_２、第３区間Ｔ_３、および第４区間Ｔ_４とし、その４つの時間帯毎に周波数解析される。

上記ＳＢ１５において、代表的抽出波形ＷＲが周波数解析されると、心音（本実施例ではII音）と心雑音は異なる周波数成分を有することから、心音と心雑音が分離される。また、代表的抽出波形ＷＲが上記複数の時間帯毎に周波数解析されることから、時間帯によっては、心雑音が含まれる時間帯と含まれない時間帯がある。たとえば、前述の図６の代表的抽出波形ＷＲが、図１５に示されるように、II音と心雑音との合成音を表す波形である場合、第３区間Ｔ_３および第４区間Ｔ_４の代表的抽出波形ＷＲを周波数解析したスペクトルにのみ存在する信号があることから、心雑音が存在することを知ることができ、さらに心雑音の発生時期から心雑音の種類が分別され、疾患部位を特定することができる。

続く解析結果表示手段７０に対応するＳＢ１６では、図１６に示されるように、上記ＳＢ１５において時間周波数解析された結果として得られた周波数解析スペクトルが表示器３６の周波数軸７６、振幅軸７８、および時間帯軸８０から成る三次元座標系に表示され、第３区間Ｔ_３および第４区間Ｔ_４にのみ存在する信号があることから、心雑音およびその発生時期を認識することができる。

上述のように、本実施例によれば、波形抽出手段４２（ＳＢ３）において、心音信号ＳＨから、一拍毎に発生するII音を含む所定区間の心音波形が抽出波形ＷＥ_ｎとして抽出され、位相合わせ手段５８（ＳＢ８）において抽出波形ＷＥ_ｎの位相が基準抽出波形決定手段５４（ＳＢ７）で決定された基準抽出波形Ｗ_ＳＴ１の位相と一致するように合わせられ、加算手段６０（ＳＢ９）においてその位相が合わせられた抽出波形ＷＥ_ｎがｎ拍分全て加算されることにより、一拍毎に発生する正常な心音および心雑音は重ね合わされ、前記外雑音は平均化される。そして、代表的抽出波形決定手段６２（ＳＢ１０）では加算手段６０（ＳＢ９）において算出された波形を加算された拍数ｎで割ることにより代表的抽出波形ＷＲが決定されるので、その代表的抽出波形ＷＲを用いて心疾患の診断を正確に行なうことができる。

また、本実施例によれば、外雑音表示手段８４（ＳＢ１３）により、外雑音算出手段８２（ＳＢ１２）において算出される、前記外雑音の大きさを示す外雑音波形ＷＮ_ｎが表示器３６に表示されるので、前記外雑音の大きさが容易に認識でき、且つその外雑音波形ＷＮ_ｎを診断に用いることができる。

また、本実施例によれば、外雑音解析手段８６（ＳＢ１４）により、外雑音波形ＷＮ_ｎがフーリエ解析されて、外雑音波形ＷＮ_ｎに含まれる呼吸性雑音や生体外からの雑音等の複数の信号成分が分離される。従って、フーリエ解析された外雑音波形ＷＮ_ｎの解析スペクトルを用いて、呼吸器系の疾患を診断することができ、また、生体外からの雑音の原因を解明することが容易になるので、その雑音の原因を除去することが容易になる。

また、本実施例によれば、時間周波数解析手段６８（ＳＢ１５）により、代表的抽出波形ＷＲが４つの時間帯に分割されて、その４つの時間帯毎に周波数解析されることから、代表的抽出波形ＷＲに含まれる正常な心音と心雑音が分離され、且つ心雑音がどの時間帯に発生したかが解析されるので、心雑音の存在を容易に知ることができ、さらに心雑音の発生部位を特定することができるなど、代表的抽出波形ＷＲに基づく診断が容易に行える利点がある。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、基準抽出波形決定手段５４（ＳＡ７、ＳＢ７）において、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が平均値Ｄ_ＡＶからの偏差が標準偏差ｓの２倍の範囲内にある抽出波形ＷＥ_ｎのうち、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が最大となる抽出波形ＷＥ_ｎが基準抽出波形Ｗ_ＳＴとして決定されていたが、振幅比（Ｄ_Ｓ／Ｄ_ｎ）が算出されず、波形抽出手段４２（ＳＡ３、ＳＢ３）において抽出された抽出波形ＷＥ_ｎの任意の一つが基準抽出波形Ｗ_ＳＴに決定されてもよいし、また、基準抽出波形Ｗ_ＳＴを決定せずに抽出波形ＷＥ_ｎが相互に一致するようにその位相を修正するものであってもよい。そのように任意の抽出波形ＷＥ_ｎが基準抽出波形Ｗ_ＳＴに決定された場合または基準抽出波形Ｗ_ＳＴが決定されない場合でも、位相合わせ手段５８（ＳＡ９、ＳＢ８）においてその基準抽出波形Ｗ_ＳＴを基準としてその他の抽出波形ＷＥ_ｎの位相が修正され、または相互に位相が一致するように抽出波形ＷＥ_ｎの位相が修正されると、加算により正常な心音および心雑音は重ね合わされ、前記外雑音は平均化されることに対する一応の効果は得られるのである。

また、前述の第１の実施例では、比較表示手段６６に対応するＳＡ１４において、抽出波形ＷＥ_ｎが破線で表示され、代表的抽出波形ＷＲが実線で表示されることにより、両者が比較可能とされていたが、異なる色を用いて表示する等の他の表示方法により比較可能とされてもよい。

また、前述の実施例の心音計には、心音図の測定とともに、参考誘導として心電図が測定できるようするため、電極２２、心電信号増幅器２４およびＡ／Ｄ変換器２６が備えられていたが、心電図は必ずしも測定される必要はない。なお、参考誘導として心電図が測定されない場合は、波形抽出手段４２では、心音信号ＳＨの一拍毎に発生する１か所または２か所の所定部位を直接検出し、その所定部位から予め設定された区間またはその２か所の所定部位間の波形を抽出する。

また、前述の第１の実施例では、解析結果表示手段７０（ＳＡ１６）において、ウェーブレット変換によって得られた関数Ｗ（ｂ，１／ａ）の大きさは、表示器３６の時間軸ｂと周波数軸１／ａとの二次元平面上に等高線図として表示されていたが、時間軸ｂと周波数軸１／ａと変換値を表す軸とにより形成される三次元座標に、三次元グラフとして表示されてもよい。

その他、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。

本発明の一実施例である心音計の構成を示すブロック図である。図１の実施例の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。心音信号および心電信号が表す心音図および心電図の一例を示す図である。波形抽出手段により抽出される抽出波形の一例を示す図である。ウェーブレット関数ψ（ｔ）を説明する図である。ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）がある関数ｇ（ｔ）の一部分に略一致している状態、およびそのときの２つの関数の積を示す図である。ウェーブレット関数ψ（（ｔ−ｂ）／ａ）がある関数ｈ（ｔ）の一部分を近似していない状態、およびそのときの２つの関数の積を示す図である。図１の実施例の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。代表的抽出波形表示手段により表示される代表的抽出波形の一例を示す図である。比較表示手段により抽出波形と代表的抽出波形とが表示器に表示される一例を示す図である。図１の実施例の解析結果表示手段において表示器に表示される等高線図である。本発明の他の実施例の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１０の実施例の電子制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャートである。外雑音表示手段において表示器に表示される外雑音波形の一例を示す図である。時間周波数解析手段により心雑音の発生時間帯を特定できることを説明する図である。解析結果表示手段において表示される周波数解析スペクトルの一例を示す図である。

符号の説明

１０：心音計、１２：マイクロホン（心音センサ）、４２：波形抽出手段、４４：振幅比算出手段、４６：平均値算出手段、４８：標準偏差算出手段、５４：基準抽出波形決定手段、５８：位相合わせ手段、６０：加算手段、６１：基準抽出波形更新手段、６２：代表的抽出波形決定手段、６４：代表的抽出波形表示手段、６６：比較表示手段、６８：時間周波数解析手段、８２：外雑音算出手段、８４：外雑音表示手段、８６：外雑音解析手段。

Claims

心臓から発生する心音を検出して該心音を表す心音信号を出力する心音センサを備え、該心音信号が表す心音波形を測定する心音計であって、
前記心音信号から、周期毎に発生する所定区間の心音波形を抽出波形として抽出する波形抽出手段と、
該波形抽出手段により抽出された抽出波形が相互に一致するように該抽出波形の位相を合わせる位相合わせ手段と、
該位相合わせ手段により位相が合わせられた抽出波形を加算する加算手段と、
該加算手段において算出された抽出波形に基づいて、代表的抽出波形を決定する代表的抽出波形決定手段と、
前記波形抽出手段により抽出された抽出波形と前記代表的抽出波形との差から外雑音波形を算出する外雑音算出手段とを、さらに備える、心音計。