JP6231681B2 - 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents
呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6231681B2 JP6231681B2 JP2016530725A JP2016530725A JP6231681B2 JP 6231681 B2 JP6231681 B2 JP 6231681B2 JP 2016530725 A JP2016530725 A JP 2016530725A JP 2016530725 A JP2016530725 A JP 2016530725A JP 6231681 B2 JP6231681 B2 JP 6231681B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound
- spectrum
- decomposition
- decomposed
- decomposing
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
- A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/003—Detecting lung or respiration noise
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/0826—Detecting or evaluating apnoea events
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B7/00—Instruments for auscultation
- A61B7/02—Stethoscopes
- A61B7/04—Electric stethoscopes
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physiology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
本実施形態に係る呼吸音解析装置は、呼吸音のスペクトルを、前記呼吸音を分類する基準となる複数の基準スペクトルに基づいて分解する第1分解手段と、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルを、所定の時系列特徴に基づいて分解する第2分解手段と、前記第1分解手段及び前記第2分解手段によって分解されたスペクトルに基づいて、前記呼吸音に含まれる前記分解されたスペクトルの各々の割合に関する情報を出力する出力手段とを備える。
本実施形態に係る呼吸音解析装置の一態様では、前記第1分解手段は、前記呼吸音のスペクトルの第1所定特徴に対応する周波数に関する情報を取得する周波数情報取得手段と、前記複数の基準スペクトルを、前記周波数に関する情報に応じてシフトさせ、周波数シフト基準スペクトルを取得するシフト手段と、前記周波数シフト基準スペクトルに基づいて、前記呼吸音のスペクトルを分解する第1分解処理手段とを有する。
本実施形態に係る呼吸音解析装置の他の態様では、前記第2分解手段は、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルの第2所定特徴に対応する周波数を取得する周波数取得手段と、前記第2所定特徴に対応する周波数が時系列的に連続するか否かに応じて、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルを分解する第2分解処理手段とを有する。
上述した第2分解処理手段を備える態様では、前記第2分解手段は、前記第2分解処理手段によって、前記第2所定特徴に対応する周波数が時系列的に連続するとして分解されたスペクトルを、前記第2所定特徴に対応する周波数と所定の閾値との関係に応じて更に分解する第3分解処理手段を有するように構成されてもよい。
本実施形態に係る呼吸音解析装置の他の態様では、前記第2分解手段は、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルの振幅値を取得する振幅値取得手段と、前記振幅値が時系列的に連続するか否かに応じて、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルを分解する第4分解処理手段とを有する。
本実施形態に係る呼吸音解析方法は、呼吸音のスペクトルを、前記呼吸音を分類する基準となる複数の基準スペクトルに基づいて分解する第1分解工程と、前記第1分解工程において分解された少なくとも一部のスペクトルを、所定の時系列特徴に基づいて分解する第2分解工程と、前記第1分解工程及び前記第2分解工程において分解されたスペクトルに基づいて、前記呼吸音に含まれる前記分解されたスペクトルの各々の割合に関する情報を出力する出力工程とを備える。
本実施形態に係るコンピュータプログラムは、呼吸音のスペクトルを、前記呼吸音を分類する基準となる複数の基準スペクトルに基づいて分解する第1分解工程と、前記第1分解工程において分解された少なくとも一部のスペクトルを、所定の時系列特徴に基づいて分解する第2分解工程と、前記第1分解工程及び前記第2分解工程において分解されたスペクトルに基づいて、前記呼吸音に含まれる前記分解されたスペクトルの各々の割合に関する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。
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。
先ず、本実施例に係る呼吸音解析装置の全体構成について、図1を参照して説明する。ここに図1は、本実施例に係る呼吸音解析装置の全体構成を示すブロック図である。
次に、本実施例に係る呼吸音解析装置の動作について、図1に加えて図2を参照して説明する。ここに図2は、本実施例に係る呼吸音解析装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、本実施例に係る呼吸音解析装置が実行する処理の全体的な流れを把握するための簡単な説明を行う。各処理の詳細については、後述する。
次に、本実施例に係る呼吸音解析装置で解析される呼吸音信号の具体例について、図3及び図4を参照して説明する。ここに図3は、捻髪音を含む呼吸音の周波数解析結果を示すスペクトログラム図であり、図4は、笛声音を含む呼吸音の周波数解析結果を示すスペクトログラム図である。
次に、本実施例に係る呼吸音解析装置の第1分解部120による分解処理(即ち、基底集合を利用した分解)の概略について、図5から図8を参照して簡単に説明する。ここに図5は、捻髪音を含む呼吸音の所定タイミングにおけるスペクトルを示すグラフであり、図6は、捻髪音を含む呼吸音のスペクトルの近似方法を示す概念図である。また図7は、笛声音を含む呼吸音の所定タイミングにおけるスペクトルを示すグラフであり、図8は、笛声音を含む呼吸音のスペクトルの近似方法を示す概念図である。
呼吸音信号の周波数解析及び解析結果におけるピークの検出について、図9から図11を参照して詳細に説明する。ここに図9は、周波数解析方法の一例を示すグラフであり、図10は、周波数解析結果の一例を示す図である。また図11は、スペクトルのピーク検出結果を示す概念図である。
次に、基底集合の生成について、図12から図16を参照して詳細に説明する。ここに図12は、正常肺胞呼吸音基底を示すグラフである。また図13は、捻髪音基底を示すグラフであり、図14は、連続性ラ音基底を示すグラフであり、図15は、ホワイトノイズ基底を示すグラフである。図16は、周波数シフトされた連続性ラ音基底を示すグラフである。
次に、結合係数の算出について、図17から図19を参照して詳細に説明する。ここに図17は、スペクトルと、基底及び結合係数との関係を示す図であり、図18は、観測されたスペクトル及び近似に用いられる基底の一例を示す図である。また図19は、非負値行列因子分解による近似結果を示す図である。
図18に示すように、観測されたスペクトルを、基底A〜Dの4つの基底で近似して結合係数を算出する場合を考える。なお、非負であることを条件とした場合の期待する結合係数uは、基底Aに対応するものが1、基底Bに対応するものが1、基底Cに対応するものが0、基底Dに対応するもの0である。即ち、非負であることを条件とした場合、観測されたスペクトルは、基底Aに1を乗じたものと、基底Bに1を乗じたものとを足し合わせたスペクトルとして近似される。
次に、ピーク周波数連続性判定部131において行われる分解処理について、図20及び図21を参照して具体的に説明する。ここに図20及び図21は夫々、ピーク周波数の時間的連続性を利用した分解方法を示す概念図である。
次に、ピーク周波数の時間的連続性を利用した分解の後に実行される、ピーク周波数に対する閾値を利用した分解について説明する。なお、以下では、3つの異なる実施例について説明する。
先ず、第1実施例に係る閾値を利用した分解方法について、図22を参照して説明する。ここに図22は、第1実施例に係る笛声音と類鼾音との分解に用いる閾値を示すグラフである。
次に、第2実施例に係る分解処理について、図23から図25を参照して説明する。ここに図23は、第2実施例に係る笛声音と類鼾音との分解に用いる閾値の初期値を示すグラフである。また図24及び図25は夫々、第2実施例に係る笛声音と類鼾音との分解に用いる閾値の調整後の値を示すグラフである。
次に、第3実施例に係る分解処理について、図26から図29を参照して説明する。ここに図26は、笛声音を含む呼吸音のスペクトログラム図であり、図27は、笛声音のピーク周波数及びピーク数を示すグラフである。また図28は、類鼾音を含む呼吸音のスペクトログラム図であり、図29は、類鼾音のピーク周波数及びピーク数を示すグラフである。
次に、振幅値連続性判定部134において行われる分解処理について、図30及び図31を参照して具体的に説明する。ここに図30及び図31は夫々、振幅値の時間的連続性を利用した分解方法を示す概念図である。
次に、本実施例に係る呼吸音解析装置における分解処理について、図32及び図33を参照して、より具体的に説明する。ここに図32及び図33は夫々、分解処理の各段階において得られるスペクトログラムを、順を追って示す概念図である。
次に、解析結果の具体的な表示例について、図34及び図35を参照して詳細に説明する。ここに図34及び図35は夫々、表示部における表示例を示す平面図である。なお、図34の表示例は、図32に示す解析結果(即ち、捻髪音を多く含む呼吸音の解析結果)に対応しており、図35の表示例は、図33に示す解析結果(即ち、笛声音及び類鼾音を多く含む呼吸音の解析結果)に対応している。
120 第1分解部
121 周波数解析部
122 ピーク周波数検出部
123 基底集合生成部
124 混合モデル基準データベース記憶部
125 基底混合比算出部
130 第2分解部
131 ピーク周波数連続性判定部
132 周波数記憶部
133 結合部
134 振幅値連続性判定部
135 振幅値記憶部
140 成分量算出部
150 結果出力部
200 表示領域
y スペクトル
h(f) 基底
u 結合係数
Claims (8)
- 呼吸音のスペクトルを、前記呼吸音を分類する基準となる複数の基準スペクトルに基づいて分解する第1分解手段と、
前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルを、所定の時系列特徴に基づいて分解する第2分解手段と、
前記第1分解手段及び前記第2分解手段によって分解されたスペクトルに基づいて、前記呼吸音に含まれる前記分解されたスペクトルの各々の割合に関する情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする呼吸音解析装置。 - 前記第1分解手段は、
前記呼吸音のスペクトルの第1所定特徴に対応する周波数に関する情報を取得する周波数情報取得手段と、
前記複数の基準スペクトルを、前記周波数に関する情報に応じてシフトさせ、周波数シフト基準スペクトルを取得するシフト手段と、
前記周波数シフト基準スペクトルに基づいて、前記呼吸音のスペクトルを分解する第1分解処理手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の呼吸音解析装置。 - 前記第2分解手段は、
前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルの第2所定特徴に対応する周波数を取得する周波数取得手段と、
前記第2所定特徴に対応する周波数が時系列的に連続するか否かに応じて、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルを分解する第2分解処理手段と
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の呼吸音解析装置。 - 前記第2分解手段は、前記第2分解処理手段によって、前記第2所定特徴に対応する周波数が時系列的に連続するとして分解されたスペクトルを、前記第2所定特徴に対応する周波数と所定の閾値との関係に応じて更に分解する第3分解処理手段を有することを特徴とする請求項3に記載の呼吸音解析装置。
- 前記第2分解手段は、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルの振幅値を取得する振幅値取得手段と、
前記振幅値が時系列的に連続するか否かに応じて、前記第1分解手段によって分解された少なくとも一部のスペクトルを分解する第4分解処理手段と
を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の呼吸音解析装置。 - 呼吸音のスペクトルを、前記呼吸音を分類する基準となる複数の基準スペクトルに基づいて分解する第1分解工程と、
前記第1分解工程において分解された少なくとも一部のスペクトルを、所定の時系列特徴に基づいて分解する第2分解工程と、
前記第1分解工程及び前記第2分解工程において分解されたスペクトルに基づいて、前記呼吸音に含まれる前記分解されたスペクトルの各々の割合に関する情報を出力する出力工程と
を備えることを特徴とする呼吸音解析方法。 - 呼吸音のスペクトルを、前記呼吸音を分類する基準となる複数の基準スペクトルに基づいて分解する第1分解工程と、
前記第1分解工程において分解された少なくとも一部のスペクトルを、所定の時系列特徴に基づいて分解する第2分解工程と、
前記第1分解工程及び前記第2分解工程において分解されたスペクトルに基づいて、前記呼吸音に含まれる前記分解されたスペクトルの各々の割合に関する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ことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 請求項7に記載のコンピュータプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/067537 WO2016002004A1 (ja) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016002004A1 JPWO2016002004A1 (ja) | 2017-05-25 |
JP6231681B2 true JP6231681B2 (ja) | 2017-11-15 |
Family
ID=55018604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016530725A Active JP6231681B2 (ja) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170135649A1 (ja) |
EP (1) | EP3165164A4 (ja) |
JP (1) | JP6231681B2 (ja) |
WO (1) | WO2016002004A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10441243B2 (en) * | 2014-03-28 | 2019-10-15 | Pioneer Corporation | Biological sound analyzing apparatus, biological sound analyzing method, computer program, and recording medium |
WO2018107008A1 (en) * | 2016-12-11 | 2018-06-14 | Basil Leaf Technologies, Llc | Non-invasive system and method for breath sound analysis |
EP3560426A4 (en) | 2016-12-20 | 2020-07-29 | Pioneer Corporation | DEVICE FOR ANALYZING BIOLOGICAL TONES, METHOD FOR ANALYZING BIOLOGICAL TONES, PROGRAM AND STORAGE MEDIUM |
EP3424432B1 (en) | 2017-07-04 | 2020-09-30 | Tata Consultancy Services Limited | Systems and methods for detecting pulmonary abnormalities using lung sounds |
CN107545906B (zh) * | 2017-08-23 | 2021-01-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | 肺音信号处理方法、处理设备以及可读存储介质 |
TWI646942B (zh) | 2018-02-06 | 2019-01-11 | 財團法人工業技術研究院 | 肺音監測裝置及肺音監測方法 |
JP7081409B2 (ja) * | 2018-09-12 | 2022-06-07 | オムロンヘルスケア株式会社 | 喘鳴検出装置、喘鳴検出方法、及び喘鳴検出プログラム |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6168568B1 (en) * | 1996-10-04 | 2001-01-02 | Karmel Medical Acoustic Technologies Ltd. | Phonopneumograph system |
US6790183B2 (en) * | 1998-10-14 | 2004-09-14 | Raymond L. H. Murphy | Method and apparatus for displaying body sounds and performing diagnosis based on body sound analysis |
FR2823660A1 (fr) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Pneumopartners | Dispositif d'aide a l'analyse de bruits adventices |
JP2005066045A (ja) * | 2003-08-25 | 2005-03-17 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 音データ処理装置及びプログラム |
JP5093537B2 (ja) * | 2008-10-16 | 2012-12-12 | 国立大学法人 長崎大学 | 音情報判定支援方法、音情報判定方法、音情報判定支援装置、音情報判定装置、音情報判定支援システム及びプログラム |
US20140276229A1 (en) * | 2011-12-13 | 2014-09-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Information analyzing apparatus, digital stethoscope, information analyzing method, measurement system, control program, and recording medium |
JP2013123495A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Sharp Corp | 呼吸音解析装置、呼吸音解析方法、呼吸音解析プログラムおよび記録媒体 |
-
2014
- 2014-07-01 US US15/323,538 patent/US20170135649A1/en not_active Abandoned
- 2014-07-01 WO PCT/JP2014/067537 patent/WO2016002004A1/ja active Application Filing
- 2014-07-01 JP JP2016530725A patent/JP6231681B2/ja active Active
- 2014-07-01 EP EP14896282.2A patent/EP3165164A4/en not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2016002004A1 (ja) | 2017-05-25 |
EP3165164A1 (en) | 2017-05-10 |
EP3165164A4 (en) | 2018-02-21 |
WO2016002004A1 (ja) | 2016-01-07 |
US20170135649A1 (en) | 2017-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6231681B2 (ja) | 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
US11116478B2 (en) | Diagnosis of pathologies using infrasonic signatures | |
JP6136394B2 (ja) | 呼吸音分析装置、呼吸音分析方法および呼吸音分析プログラム | |
EP3678553B1 (en) | Diagnosis of pathologies using infrasonic signatures | |
JP2013123494A (ja) | 情報解析装置、情報解析方法、制御プログラム、および、記録媒体 | |
JP6403311B2 (ja) | 心拍状態解析装置 | |
JP6467044B2 (ja) | 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 | |
JP6298273B2 (ja) | 信号処理装置及び方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP6298527B2 (ja) | 生体音解析装置及び生体音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
WO2015145763A1 (ja) | 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP6531187B2 (ja) | 生体音解析装置及び生体音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP2020163131A (ja) | 呼吸音解析装置 | |
JP7001806B2 (ja) | 呼吸音解析装置、呼吸音解析方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP6630149B2 (ja) | 生体音解析装置及び生体音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP2018167062A (ja) | 呼吸音解析装置 | |
JP6501917B2 (ja) | 生体音解析装置及び生体音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP2019150641A (ja) | 呼吸音解析装置 | |
JP2019017406A (ja) | 時系列データの動的想起出力信号の雑音除去装置、雑音除去方法、プログラム及びクラスター分析による呼吸、心拍、音声等の解析装置、解析方法、プログラム | |
EP4082433A1 (en) | Control device, control system, and control method | |
JP2016030067A (ja) | 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 | |
WO2018117170A1 (ja) | 生体音解析装置、生体音解析方法、プログラム及び記憶媒体 | |
JP2017006216A (ja) | 可聴音出力装置及び可聴音出力方法 | |
JP2015188637A (ja) | 呼吸音解析装置及び呼吸音解析方法、並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170919 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6231681 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |