JP4904487B2 - 肺音診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば医療機関において患者の肺音を収集するのに適用して好適な肺音診断装置に関する。

従来、医療機関において医者が肺音を診断する場合、聴診器を患者の胸部に当てて、肺音を医者が直接聞き取り、その聞き取った肺音が正常かどうか医者自身が判断するようにしていた。このような直接聞き取って判断する従来手法は、医者の経験に頼る部分が大きく、診断を下す医者の技量によって、診断結果にばらつきがある問題があった。これに対して、従来から肺音をデータとして装置に取り込んで、解析して自動的に診断を行えるようにすることが各種提案されている。

特許文献１には、心音や肺音などをデータとして取り込んで解析する手法の１つの例についての開示がある。
特開２００５−２９６６４３号公報

従来の聴診器を使用した肺音の診断で特に問題になる点の１つとして、肺音の異常を、聴診器を当てる測定ポイントごとの傾向を考慮して正確に診断できているか、という問題があった。即ち、例えば右の肺の音と、左の肺の音に違いがある場合、本来は、どのように違いがあるのかを正確に判断して診断を下す必要があるが、そのような違いまで正確に判断するためには、非常に熟練を必要とする。

また、このような医者の聞き取りによる診断とは別に、診断装置を使用して自動的に取り込むことを考えた場合、肺音の測定ポイントごとの音の違いを考慮するためには、医者が聴診器を当てて、診断装置に肺音を入力させている箇所がどこであるかを、何らかの操作で入力することが必要になり、自動診断のための操作が非常に複雑になってしまう問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、肺音を収集して診断する場合に、測定ポイントごとの診断が、測定ポイントなどを手動で入力させることなく自動的に行えるようにすることを目的とする。

本発明は、被測定者の肺音を収集して、その収集した肺音の診断を行う場合において、聴診器を通じて取り込まれた入力肺音データを、参照用データと比較して診断処理し、被測定者の肺音の測定ポイントを指示する画像を表示し、診断処理のために比較する参照用データを測定ポイントごとに記憶し、表示で指示した測定ポイントの参照用データを記憶データから読み出して入力肺音データと比較して、測定ポイントごとの異常の有無を判断するようにしたものである。画像の測定ポイントは、診断結果に基いて、所要の色で表示されるようにしてある。

本発明によると、装置側で表示される測定ポイントの指示に従って、診断操作を行う者（医者など）が、聴診器などを当てる測定ポイントを選べばよく、測定ポイントを指定する操作などを手動で行うことなく、簡単に診断に必要な肺音データの取込みと、その取り込まれた肺音データによる診断とが行え、簡単に精度の高い肺音の診断が行える。

この場合、測定ポイントごとの診断結果に基いて、測定ポイントを所要の色で表示させるようにしたことで、測定ポイントごとの詳細な診断結果が簡単に判るようになる。

また、測定ポイントごとの診断結果を総合的判断して、被測定者の肺の異常を判断することができるので、各ポイントでの診断結果の違いなどから、被測定者の状態を的確に判断できるようになる。

また、測定ポイントの指示がない状態で取り込まれた入力肺音データを、全ての測定ポイントの参照用データと比較し、その比較で得られた測定ポイントごとの結果を表示するようにしたことで、測定ポイントを指示しない状態で各測定ポイントの診断結果を判断できるようになる。
参照用データは、測定ポイントごとに複数種類の正常な肺音データと複数種類の異常な肺音データが用意されるので、各測定ポイントの診断結果を総合的に判断して、どの病気であるかを診断することができる。

以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は本例の肺音の収集状態の例を示した図である。本例においては、被測定者ａ（患者）の肺音を医者ｂの操作で、肺音診断装置２０で収集し診断するようにしたものである。医者ｂが所持した聴診器１０には、マイクロフォン１１が取付けてあり、マイクロフォン１１で拾った音（肺音）を、肺音診断装置２０に入力させる。聴診器１０は、医者ｂが肺音を聞き取る一般的な構成の聴診器の先端部の近傍にマイクロフォン１１を取付けたもので、肺音診断装置２０で肺音を収集中にも、通常の診察時と同様に医者ｂが肺音を聞き取ることも可能である。但し、肺音診断装置２０での収集専用に構成して、マイクロフォン１１だけを患者の胸に直接接触させて収集するようにしてもよい。

肺音診断装置２０は、例えばコンピュータ装置とその周辺機器で構成してあり、コンピュータ装置に接続されたディスプレイ２１に、測定ポイントを指示する画像を表示するようにしてある。コンピュータ装置には、肺音診断装置として機能させるためのソフトウェア（プログラム）がインストールしてある。そのソフトウェアは、後述する図５及び図７のフローチャートに示す動作処理を実行させるものであり、肺音を診断するための参照用のデータについても予め用意されている。操作については、例えばコンピュータ装置に接続されたキーボード２２を使用する。このように構成して、医者ｂは、ディスプレイ２１に表示される画像を見て、肺音の収集操作を行う。後述するように、ディスプレイ２１には、肺音を収集するポイントを指示する画像が表示される。

図２は、本例の肺音診断装置２０の構成例を示した図である。聴診器１０に取付けられたマイクロフォン１１の出力信号を特性調整部２４に供給し、聴診器１０の種類や個々の特性に応じた信号の調整（補正）処理を行う。信号調整処理としては、例えば周波数特性の補正などが行われる。特性調整部２４で処理された肺音信号は、アナログ・デジタル変換器２５に供給して、一定の周期でサンプリングしてデジタルデータ化する。サンプリング周期としては、例えば０．１ｍ秒周期とする。

アナログ・デジタル変換器２５で変換されたデジタルデータは、所定単位のデータ毎に高速フーリエ変換器２６に供給して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算で時間軸を周波数軸に変換する処理を行う。周波数軸に変換する処理としては、例えば５０Ｈｚから５０００Ｈｚまでの範囲で、５０Ｈｚ間隔のデータとし、各周波数位置の信号成分が、一定時間内にどの程度あるかを示すデータとする。フーリエ変換されたデータはデータ処理部２７に供給し、データ解析処理を行う。解析されたデータは、メモリ２８に保存される。また、メモリ２８には、肺音の診断を行う上で必要な基準となる肺音のデータについても記憶させてある。メモリ２８は、ハードディスクなどの他の記憶手段を使用するようにしてもよい。

データ処理部２７でのデータ解析処理については、制御部３０の制御で実行される。肺音取込み開始や停止などの操作を行うキーボード２２の操作情報についても制御部３０に供給され、その操作情報に基づいて制御部３０が各部を制御する。

そして本例の肺音診断装置２０は、表示制御部２９を備え、その表示制御部２９で作成された表示データを、肺音診断装置２０に接続された（又は内蔵された）ディスプレイ２１に供給して、画像などを表示させることができる。表示制御部２９によるディスプレイ２１での表示についても、制御部３０の制御で実行される。

ここで本例の場合には、肺音診断装置２０で肺音の収集を行う際に、制御部３０の制御で、ディスプレイ２１に、測定ポイントを指示する画像を表示させるようにしてある。図３は、本例の肺音診断装置２０での、制御部３０の制御によるディスプレイ２１での表示例を示した図である。図３（ａ）は、肺の近傍の前面側の人体ｍ１を表示させ、その人体ｍ１の中に、８箇所の測定ポイントＰ１〜Ｐ８を、丸で囲んだ数字として表示させてある。図３（ｂ）は、肺の近傍の背面側の人体ｍ２を表示させ、その人体ｍ２の中に、６箇所の測定ポイントＰ１１〜Ｐ１６を、丸で囲んだ数字として表示させてある。前面側の測定を指示する際には、図３（ａ）に示した前面側の表示を行い、背面側の測定を指示する際には、図３（ｂ）に示した背面側の表示を行うようにしてある。

ここではディスプレイ２１としてカラー表示が可能な構成としてあり、例えば測定前のポイントを白色表示とし、測定中のポイントを青色などで点滅表示とし、測定が終わったポイントを、診断結果に応じて緑色表示と赤色表示と黄色表示のいずれかの色とするようにしてある。これらの色分け表示を行う詳細な例については後述する。

このように前面側８箇所と背面側６箇所の合計１４箇所の測定ポイントを設定した上で、肺音診断装置２０内のメモリ２８などには、各測定ポイントごとに基準となる参照用の肺音データによるデータベースが用意してある。即ち、例えば図４に示すように、全ての測定ポイントごとに、個別に複数の肺音データが用意してある。例えば、１番の測定ポイントについて、その箇所で収集した正常な肺音データを複数種類用意すると共に、その箇所で収集した異常な（なんらかの病気がある）肺音データを複数種類用意する。他の番号の測定ポイントについても、それぞれの箇所で収集した正常な肺音データと、異常な肺音データを複数種類用意する。異常な肺音データについては、その肺音である場合の病名などのデータについても付与するようにしてもよい。そして、診断を行う際には、このようにして予め用意された各ポイントの肺音データと、入力した肺音データとを比較して、正常か否かの診断を行う。また、図４には示していないが、各測定ポイントの診断結果を総合的に判断して、どの病気であるかを診断するためのデータについても予めメモリ２８には用意してある。

次に、本例の肺音診断装置２０を使用して診断処理を行う場合の例を、図５のフローチャートを参照して説明する。まずまず制御部３０は、キーボード操作などにより肺音の取り込みの開始操作があるか否か判断する（ステップＳ１１）。ここで開始操作があると判断すると、ディスプレイ２１では、図３（ａ）に示したような前面側の表示を行い、８箇所の測定ポイントを番号で表示させる。そして、その表示中の表示１番の測定ポイントを点滅表示させ（ステップＳ１２）、マイクロフォン１１が出力する肺音データの取り込みを開始させ、データ処理部２７での処理を開始させる（ステップＳ１３）。この状態で、測定操作を行う者（医者）は、点滅表示した測定ポイント（ここでは１番の測定ポイント）の近傍に聴診器を当てて、その測定ポイントの肺音を肺音診断装置２０に取り込ませる。

このようにして測定を開始させると、取り込んだ肺音の判定が終了したか否か判断し（ステップＳ１４）、終了した場合には、その診断結果が正常か異常かを判断し（ステップＳ１５）、正常である場合には１番の測定ポイントを緑色で点灯表示させ（ステップＳ１６）、異常である場合には１番の測定ポイントを赤色で点灯表示させる（ステップＳ１７）。また、ステップＳ１４での判定が終了していない場合には、該当する箇所での判定が不能であるか否か判断し（ステップＳ１８）、判定不能でない場合にはステップＳ１４の判定終了の判断に戻る。

ステップＳ１８で判定不能であると判断された場合には、１番の測定ポイントを黄色で点灯表示させる（ステップＳ１７）。なお、判断ステップＳ１８で判定不能である場合と判断される例としては、例えばデータベースで用意されたいずれの肺音データとも類似しない場合、或いは、該当する箇所のデータ取込みを開始してからある程度時間が経過しても診断できない場合などが該当する。

この１番の測定ポイントについての処理が終了すると、次に２番の測定ポイントの処理に移り、表示２番の測定ポイントを点滅表示させ（ステップＳ２０）、マイクロフォン１１が出力する肺音データの取り込みを開始させ、データ処理部２７での処理を開始させる。この状態で、測定操作を行う者は、点滅表示した２番の測定ポイントの近傍に聴診器を当てて、その測定ポイントの肺音を肺音診断装置２０に取り込ませ、１番と同様に取り込んだ肺音に基づいた診断を行い、その結果に基づいた表示色の設定を行う。以下同様にして、１つの測定ポイントごとに処理を行う。なお、８番の測定ポイントの測定が終了すると、図３（ａ）に示した前面側の表示から、図３（ｂ）に示した背面側の表示に移り、１１番の測定ポイントの処理になる。

このようにして、最後の番号である１６番の測定ポイントの測定が開始されると、この１６番の測定ポイントを点滅表示させ（ステップＳ２１）、マイクロフォン１１が出力する肺音データの取り込みを開始させ、データ処理部２７での処理を開始させる（ステップＳ２２）。この状態で、測定操作を行う者は、点滅表示した１６番の測定ポイントの近傍に聴診器を当てて、その測定ポイントの肺音を肺音診断装置２０に取り込ませる。

そして、取り込んだ肺音の判定が終了したか否か判断し（ステップＳ２３）、終了した場合には、その診断結果が正常か異常かを判断し（ステップＳ２４）、正常である場合には１６番の測定ポイントを緑色で点灯表示させ（ステップＳ２５）、異常である場合には１６番の測定ポイントを赤色で点灯表示させる（ステップＳ２６）。また、ステップＳ２３での判定が終了していない場合には、該当する箇所での判定が不能であるか否か判断し（ステップＳ２７）、判定不能でない場合にはステップＳ２３の判定終了の判断に戻る。ステップＳ２７で判定不能であると判断された場合には、１６番の測定ポイントを黄色で点灯表示させる（ステップＳ２８）。

そして、ここまでの処理が終了すると、ディスプレイ２１の表示は、診断結果の表示に移る（ステップＳ２９）。この診断結果の表示としては、例えば図６に示すように、前面の人体の胸部と背面の人体の胸部とを並べて表示させて、その中に各測定ポイントを番号で示し、それぞれの番号を診断結果に対応した色で表示させる。また、各部の診断結果を総合的に判断して、病名の診断が出来た場合や、異常がある可能性がある箇所の判断できた場合には、これらの情報を文字や図形などで表示させるようにしてもよい。総合的な判断としては、例えば右の肺の音のデータと左の肺の音のデータとに、所定レベルの違いが発生した場合に、その左右のデータの違いから異常を検出する処理が考えられる。

ここで、各測定ポイントについて診断する場合の詳細な診断処理例を、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、取り込んだ肺音のデータを、呼気音のデータと吸気音のデータに分割し、その分割されたデータを高速フーリエ変換処理などで診断用のデータとする処理を行う（ステップＳ３１）。そして、その吸気音のデータと呼気音のデータとを、現在表示で指示している測定ポイントの番号のデータベースの肺音データと比較する（ステップＳ３２）。この比較の結果、データベースに類似したデータがあるか否か判断し（ステップＳ３３）、類似したデータが検出された場合には、その類似したデータが正常な肺音のデータであるか否か判断する（ステップＳ３４）。類似したデータが正常な肺音のデータである場合には、該当する番号の測定ポイントが正常であると判断する（ステップＳ３５）。類似したデータが異常な肺音（病気のある肺音）のデータである場合には、該当する番号の測定ポイントが異常であると判断する（ステップＳ３６）。さらに、ステップＳ３３で類似したデータが検出されない場合には、判定不能であると判断する（ステップＳ３６）。

図８は、肺音データの例を示した図である。図８（ａ）は、マイクロフォン１１が取り込んだ肺音のアナログ波形例である。このアナログ波形の信号は、肺音診断装置２０内でデジタル化された後に、呼気のデータと吸気のデータとに分割され、それぞれ高速フーリエ変換処理で図８（ｂ）に示すように周波数軸で示されるデータとされる。この図８（ｂ）に示す測定データは、呼気と吸気ごとにデータベース内の同じ測定ポイントのデータと比較されて、例えば図８（ｃ）に示す類似データが検索される。なお、ここではフーリエ変換された後のデータで比較などの処理を行うようにしたが、他の形態のデータでもよい。

このように本例の肺音診断装置によると、肺音を取り込む複数の測定ポイントを設定して、その設定したそれぞれの測定ポイントを表示画像で直接指示した上で、その指示したときには、そのときに入力したデータについては、該当する測定ポイントの測定データとして処理して、診断を行うようにしたので、測定ポイントを細かく設定して詳細な診断ができる。そして、医者などがこの装置の操作を行う際には、測定ポイントを指示する操作をしなくても自動的に測定ポイントが順に変化し、非常に簡単に測定ができる効果を有する。

なお、上述した実施の形態では、肺音診断装置での測定ポイントを指示して、入力された肺音データが、その指示された測定ポイントのデータであるとして診断するようにしたが、これとは別に、測定ポイントを指示しないで肺音を入力させるモードを設定できるようにしてもよい。この測定ポイントを指示しないで肺音を入力させるモード時には、例えば、入力肺音データを、肺音診断装置内のデータベースに記憶された全ての測定ポイントの参照用肺音データと比較させて、測定ポイントごとの診断結果をディスプレイに一覧で表示させるようにしてもよい。このようにすることで、診断操作を行った医者自身はどのポイントの肺音を入力させたか判っているので、その現在の測定ポイント（即ち現在聴診器を当てている個所）の診断結果だけを、診断結果の一覧の表示の中から見ればよく、上述した処理と同様の測定ポイントごとの診断が可能になる。

図３に示した測定ポイントの例は一例を示したものであり、この例に限定されない。また、診断結果などの色分け表示状態についても一例を示したものであり、上述例に限定されるものではない。

また、上述した実施の形態では、肺音診断装置は、コンピュータ装置を使用して構成させる例を示したが、専用の肺音取込み装置として構成させるようにしてもよい。また、コンピュータ装置を使用する場合に必要なソフトウェア（プログラム）については、ディスクなどの各種記憶媒体に記憶させて配布する他に、インターネットなどを経由して配布するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態による肺音収集状態の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるシステム構成例を示す構成図である。 本発明の一実施の形態による表示例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるデータベースの例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による肺音確認処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による結果表示例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による各測定ポイントでの肺音判定処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態によるデータ例を示す説明図である。

符号の説明

１０…聴診器、１１…マイクロフォン、２０…肺音診断装置、２１…ディスプレイ、２２…キーボード、２４…特性調整部、２５…アナログ・デジタル変換器、２６…高速フーリエ変換器、２７…データ処理部、２８…メモリ、２９…表示制御部、３０…制御部、ａ…被検査者、ｂ…医者、Ｐ１〜Ｐ８，Ｐ１１〜Ｐ１６…測定ポイント

Claims (3)

1. 被測定者の肺音を収集して、その収集した肺音の診断を行う肺音診断装置において、
   コンピュータ装置と、
   聴診器と、
   前記コンピュータ装置に接続され、被測定者の肺音の測定ポイントを指示する画像を表示し、かつ診断結果に基いて前記測定ポイントを所要の色で表示するディスプレイとを有し、
   前記コンピュータ装置は、
   前記聴診器を通じて取り込まれた入力肺音データを、用意された参照用データと比較して診断処理する肺音処理手段と、
   前記肺音処理手段で比較する参照用データを、前記測定ポイントごとに記憶するデータベースと、
   前記ディスプレイで指示した測定ポイントの参照用データを前記データベースから読み出して、前記肺音処理手段で入力肺音データと比較させる制御手段とを備え、
   前記入力肺音データと前記参照用データとが比較されて前記測定ポイントごとに診断結果が得られ、前記ディスプレイでは、各測定ポイントがそれぞれの診断結果に基いて所要の色で表示される
   ことを特徴とする肺音診断装置。
2. 前記測定ポイントを指示しないで肺音を入力させるモードを有し、
   前記モード時には、前記肺音処理手段は、前記測定ポイントの指示がない状態で取り込まれた入力肺音データを、全ての前記測定ポイントの参照用データと比較するように設定され、
   前記ディスプレイでは、比較で得られた測定ポイントごとの結果が所要の色で表示される
   ことを特徴とする請求項１記載の肺音診断装置。
3. 前記参照用データは、前記測定ポイントごとに複数種類の正常な肺音データと複数種類の異常な肺音データが用意された参照用データである
   ことを特徴とする請求項１または２記載の肺音診断装置。

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