JP6261536B2 - Joint sound measurement system - Google Patents

Joint sound measurement system Download PDF

Info

Publication number
JP6261536B2
JP6261536B2 JP2015050531A JP2015050531A JP6261536B2 JP 6261536 B2 JP6261536 B2 JP 6261536B2 JP 2015050531 A JP2015050531 A JP 2015050531A JP 2015050531 A JP2015050531 A JP 2015050531A JP 6261536 B2 JP6261536 B2 JP 6261536B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
acceleration sensor
signal
measurement system
sound measurement
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
Application number
JP2015050531A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016168219A (en
Inventor
吉宏 油屋
吉宏 油屋
笠松 直史
直史 笠松
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm 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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2015050531A priority Critical patent/JP6261536B2/en
Publication of JP2016168219A publication Critical patent/JP2016168219A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6261536B2 publication Critical patent/JP6261536B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、関節音測定システムに関する。   The present invention relates to a joint sound measurement system.

従来、変形性膝関節症(以下、OAともいう)の診断は、主にX線画像を用いた診断が行われている。OAとは、関節軟骨が、磨耗により磨り減ったり変形することによって炎症を起こすものである。
しかしながら、X線画像には軟骨が写らないため、骨間距離から軟骨の状態を推測して診断する必要があり診断精度に問題があった。
さらに、高精度に診断する方法として、MRI(核磁気共鳴画像法)診断や関節鏡を用いた診断があるが、大型の装置が必要であったり、患者への負担が大きいため、早期診断や生着診断等に利用するのは難しいという問題があった。
Conventionally, diagnosis of knee osteoarthritis (hereinafter, also referred to as OA) has been performed mainly using an X-ray image. OA is an inflammation caused by abrasion or deformation of articular cartilage due to wear.
However, since cartilage is not shown in the X-ray image, it is necessary to make a diagnosis by estimating the state of the cartilage from the distance between the bones, and there is a problem in diagnosis accuracy.
Furthermore, there are MRI (Nuclear Magnetic Resonance Imaging) diagnosis and diagnosis using an arthroscope as methods for highly accurate diagnosis. However, since a large apparatus is required and the burden on the patient is large, early diagnosis and There was a problem that it was difficult to use for engraftment diagnosis.

これに対して、OAの診断技術として関節音による測定(VAG(Vibroarthrography))が提案されている。
VAGとは、屈伸運動などを行うことで、自分の体重を負荷として軟骨細胞に付加し、膝器官中の大腿骨と脛骨および膝蓋骨との端部に存在する軟骨細胞同士が擦れることで発生する関節音を、体外に設置した加速度センサやマイクロフォンを用いて振動信号として検出し、OA疾患の有無によりある特定の周波数成分の信号強度が増減する点から関節軟骨の状態を評価する非侵襲的な診断方法である。尚、本発明において、振動センサは加速度センサや音響センサ、マイクロフォンなど振動を検出するセンサの総称とする。
On the other hand, measurement by joint sound (VAG (Vibroarthrography)) has been proposed as a diagnostic technique for OA.
VAG is caused by bending and stretching exercises, adding to the chondrocytes with their own weight as a load, and rubbing the chondrocytes existing at the ends of the femur, tibia and patella in the knee organ Non-invasive evaluation of articular cartilage condition by detecting joint sound as a vibration signal using an acceleration sensor or microphone installed outside the body, and the signal intensity of a specific frequency component increases or decreases depending on the presence or absence of OA disease It is a diagnostic method. In the present invention, the vibration sensor is a general term for sensors that detect vibration, such as an acceleration sensor, an acoustic sensor, and a microphone.

例えば、特許文献1には、被検査者の関節近傍の皮膚上に取り付けられる生体用音響センサと、関節近傍の屈伸角度を検出する角度センサと、被検査者の関節の屈伸に伴う運動加速度を検出する加重計と、生体用音響センサと、角度センサと、加重計の検出結果に基づいて関節症の診断を行う診断装置と、を備える診断システムが記載されている。
また、この特許文献1には、生体音響センサの検出信号に、高速フーリエ変換(FFT)等の周波数解析等の信号処理を行って、周波数スペクトル特性の特徴に基づいて診断を行うことが記載されている。
For example, Patent Document 1 discloses a biological acoustic sensor attached on the skin near the joint of the examinee, an angle sensor that detects a bending / extension angle near the joint, and a motion acceleration associated with the flexion / extension of the joint of the examinee. A diagnostic system is described that includes a weight meter to detect, an acoustic sensor for a living body, an angle sensor, and a diagnostic device that diagnoses arthropathy based on the detection result of the weight meter.
Further, this Patent Document 1 describes performing diagnosis based on the characteristics of frequency spectrum characteristics by performing signal processing such as frequency analysis such as fast Fourier transform (FFT) on the detection signal of the bioacoustic sensor. ing.

また、特許文献2には、関節を挟んで一方の側の部位に取付けられる加速度計と、他方の側の部位に取付けられる加速度計と、2つの加速度計が発生する振動のタイミング差を検知する手段とを備え、関節の両側部位が直線的関係にある状態で一方の側に力が加えられた際の2つの加速度計が発生する振動のタイミング差によって関節の衝撃緩衝組織劣化状態を評価することが記載されている。   In Patent Document 2, an accelerometer attached to one side of the joint and an accelerometer attached to the other side of the joint and a timing difference between vibrations generated by the two accelerometers are detected. The joint shock buffering tissue deterioration state is evaluated by a difference in timing of vibration generated by the two accelerometers when a force is applied to one side in a state where both side portions of the joint are in a linear relationship. It is described.

このようなVAGによるOAの診断において、誤診の可能性を低減し、より正確な診断を行うためには、種々のノイズに起因するアーティファクトの少ない信号を取得する必要がある。
一般に、音響信号からノイズ成分を除去する場合には、フィルターを用いる等のソフトウェア的な信号処理を行うことが考えられる。
また、非特許文献1では、ノイズの影響を抑制するために、音響センサからのデータの25°〜75°の範囲に該当するデータについてFFTを行うことが記載されている。
In such diagnosis of OA by VAG, in order to reduce the possibility of misdiagnosis and perform more accurate diagnosis, it is necessary to acquire a signal with few artifacts due to various noises.
In general, when removing a noise component from an acoustic signal, it is conceivable to perform software signal processing such as using a filter.
Non-Patent Document 1 describes that FFT is performed on data corresponding to a range of 25 ° to 75 ° of data from an acoustic sensor in order to suppress the influence of noise.

WO2011/096419公報WO2011 / 096419 特開2012−183294号公報JP 2012-183294 A

6th Int'l Conf. Generic Evolutionary Computing, 2012(T.F.Lee et al.)6th Int'l Conf. Generic Evolutionary Computing, 2012 (T.F. Lee et al.)

しかしながら、VAGによる診断の場合には、振動センサである加速度センサを被検体の表面(皮膚上)に取り付けて屈伸運動を行いつつ振動信号を測定するので、屈伸運動に伴う加速度センサ自体の変動、センサーケーブルの変動、皮膚とセンサ間の摩擦による振動、および、加速度センサを固定するための固着バンドとセンサ間の摩擦による振動等に起因してノイズが発生する。
これらに起因して生じるノイズは、フィルターを用いる等のソフトウェア的な信号処理や、利用する信号の範囲を屈伸角度で区切ることでは、取り除くことが難しいことがわかった。そのため、これらのノイズに起因して生じるアーティファクトの影響により、関節音の正確な数値を計測することが困難であり、より高精度な診断が難しいという問題があることがわかった。
However, in the case of the diagnosis by VAG, the vibration signal is measured while attaching and accelerating the acceleration sensor, which is a vibration sensor, on the surface of the subject (on the skin). Noise is generated due to fluctuations in the sensor cable, vibration due to friction between the skin and the sensor, vibration due to friction between the fixing band for fixing the acceleration sensor and the sensor, and the like.
It was found that noise caused by these was difficult to remove by software-like signal processing such as using a filter, or by dividing the range of the signal to be used by the bending angle. For this reason, it has been found that there is a problem that it is difficult to measure accurate numerical values of joint sounds due to the influence of artifacts caused by these noises, and it is difficult to perform more accurate diagnosis.

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、非侵襲的に変形性膝関節症の診断を行うことができ、かつ、高精度な振動信号を測定することができ、より正確な診断が可能な関節音測定システムを提供することにある。   An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and can perform a non-invasive diagnosis of knee osteoarthritis and measure a highly accurate vibration signal. It is possible to provide a joint sound measurement system capable of more accurate diagnosis.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、検査対象物の屈伸運動に伴う振動を検出し、振動信号を出力する2以上の振動センサと、2以上の振動センサの少なくとも1つである第1の振動センサの検査対象物側の面に配置される、生体の音響インピーダンスに近い音響インピーダンスを持った第1物質層と、2以上の振動センサのうち、第1の振動センサ以外の少なくとも1つである第2の振動センサの検査対象物側の面に配置され、前記屈伸運動に伴う振動が前記第2の振動センサに伝達されるのを抑制する振動伝達抑制層とを有することで上記課題が解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の(1)〜(12)を提供する。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has detected at least one of two or more vibration sensors and two or more vibration sensors that detect a vibration associated with the bending and stretching motion of the inspection object and output a vibration signal. A first substance layer having an acoustic impedance close to that of a living body, disposed on the surface of the first vibration sensor to be inspected, and two or more vibration sensors other than the first vibration sensor A vibration transmission suppressing layer that is disposed on a surface on the inspection object side of the second vibration sensor that is at least one of the above, and suppresses the vibration accompanying the bending and stretching movements from being transmitted to the second vibration sensor. It has been found that the above problems can be solved.
That is, the present invention provides the following (1) to (12).

(1) 検査対象物の屈伸運動に伴う振動を検出し、振動信号を出力する2以上の振動センサと、
2以上の振動センサの少なくとも1つである第1の振動センサの検査対象物側の面に配置される、生体の音響インピーダンス以上の音響インピーダンスを持った第1物質層と、
2以上の振動センサのうち、第1の振動センサ以外の少なくとも1つである第2の振動センサの検査対象物側の面に配置され、屈伸運動に伴う振動が第2の振動センサに伝達されるのを抑制する振動伝達抑制層とを有する関節音測定システム。
(2) 振動伝達抑制層は、生体の音響インピーダンス未満の音響インピーダンスを持った物質からなる層である(1)に記載の関節音測定システム。
(3) 振動伝達抑制層は、圧縮弾性率が270kPa以下の物質からなる層である(1)に記載の関節音測定システム。
(4) 第1の振動センサから出力される第1の振動信号と、第2の振動センサから出力される第2の振動信号との差分信号を算出する差分信号算出部を有する(1)〜(3)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(5) 第1の振動センサの1つと、第2の振動センサの1つとが、検査対象物の、互いに近接する位置に取り付けられる(1)〜(4)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(6) 検査対象物に取り付けた際の、第1の振動センサと、第2の振動センサとの間の距離が20mm以下である(5)に記載の関節音測定システム。
(7) 1つの第1の振動センサと、1つの第2の振動センサとの2つの振動センサを有する(1)〜(6)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(8) 第1物質層の音響インピーダンスが、1.35×10〜47×10kg/(m2・sec)である(1)〜(7)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(9) 第2物質層の音響インピーダンスが、1.35×10kg/(m2・sec)未満である(1)〜(8)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(10) 差分信号に対して周波数解析を行い、解析信号を出力する周波数解析部を有する(4)〜(9)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(11) 周波数解析部が、高速フーリエ変換を行う(10)に記載の関節音測定システム。
(12) 振動センサが、圧電型加速度センサである(1)〜(11)のいずれかに記載の関節音測定システム。
(1) two or more vibration sensors that detect vibrations associated with the bending and stretching movements of the inspection object and output vibration signals;
A first material layer having an acoustic impedance equal to or higher than that of a living body, disposed on a surface of the first vibration sensor that is at least one of the two or more vibration sensors, on the inspection object side;
Of the two or more vibration sensors, the second vibration sensor, which is at least one other than the first vibration sensor, is arranged on the surface on the inspection object side, and vibrations accompanying bending and stretching motions are transmitted to the second vibration sensor. A joint sound measurement system having a vibration transmission suppressing layer that suppresses vibration.
(2) The joint sound measurement system according to (1), wherein the vibration transmission suppression layer is a layer made of a material having an acoustic impedance lower than that of a living body.
(3) The joint sound measurement system according to (1), wherein the vibration transmission suppression layer is a layer made of a material having a compression modulus of 270 kPa or less.
(4) It has a difference signal calculation unit that calculates a difference signal between the first vibration signal output from the first vibration sensor and the second vibration signal output from the second vibration sensor. The joint sound measurement system according to any one of (3).
(5) The joint sound measurement according to any one of (1) to (4), wherein one of the first vibration sensors and one of the second vibration sensors are attached to the inspection object at positions close to each other. system.
(6) The joint sound measurement system according to (5), wherein the distance between the first vibration sensor and the second vibration sensor when attached to the inspection object is 20 mm or less.
(7) The joint sound measurement system according to any one of (1) to (6), including two vibration sensors, one first vibration sensor and one second vibration sensor.
(8) The joint sound measurement system according to any one of (1) to (7), wherein the acoustic impedance of the first material layer is 1.35 × 10 6 to 47 × 10 6 kg / (m 2 · sec). .
(9) The joint sound measurement system according to any one of (1) to (8), wherein the acoustic impedance of the second material layer is less than 1.35 × 10 6 kg / (m 2 · sec).
(10) The joint sound measurement system according to any one of (4) to (9), further including a frequency analysis unit that performs frequency analysis on the difference signal and outputs the analysis signal.
(11) The joint sound measurement system according to (10), wherein the frequency analysis unit performs fast Fourier transform.
(12) The joint sound measurement system according to any one of (1) to (11), wherein the vibration sensor is a piezoelectric acceleration sensor.

本発明によれば、非侵襲的に変形性膝関節症の診断を行うことができ、かつ、高精度な振動信号を測定することができ、より正確な診断が可能な関節音測定システムを提供することができる。   According to the present invention, there is provided a joint sound measurement system capable of non-invasively diagnosing knee osteoarthritis, measuring a highly accurate vibration signal, and enabling more accurate diagnosis. can do.

本発明の関節音測定システムの構成の一例を概念的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows notionally an example of a structure of the joint sound measuring system of this invention. 図2(A)は、加速度センサを取り付けた状態を模式的に示す側面図であり、図2(B)は、加速度センサを取り付けた状態を模式的に示す断面図である。FIG. 2A is a side view schematically showing a state where the acceleration sensor is attached, and FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing a state where the acceleration sensor is attached. 図3(A)は、第1の加速度センサにより検出された信号を概念的に表すグラフであり、図3(B)は、第2の加速度センサにより検出された信号を概念的に表すグラフである。FIG. 3A is a graph conceptually showing the signal detected by the first acceleration sensor, and FIG. 3B is a graph conceptually showing the signal detected by the second acceleration sensor. is there.

以下、本発明の関節音測定システムについて、添付の図面に示される好適な第1実施形態を基に、詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, a joint sound measurement system of the present invention will be described in detail based on a preferred first embodiment shown in the accompanying drawings.
The description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

図1に、本発明の関節音測定システムの一例を、ブロック図によって概念的に示し、図2(A)に、関節音測定システムの加速度センサを検査対象物に取り付けた状態の模式図を示す。
図1および図2に示す関節音測定システム10は、第1の加速度センサ12aと、第1の加速度センサ12aの検査対象物側の面に設けられる第1物質層14と、第2の加速度センサ12bと、第2の加速度センサ12bの検査対象物側の面に設けられる振動伝達抑制層15と、第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bに接続される差分信号算出部16と、周波数解析部18と、判定部20と、表示部22と、制御部24と、操作部26とを有する。
図示例においては、差分信号算出部16、周波数解析部18、判定部20、表示部22、制御部24、および、操作部26が、測定装置本体13を構成する。
また、加速度センサ12a〜12dは、本発明における振動センサの一種である。
FIG. 1 conceptually shows an example of a joint sound measurement system of the present invention by a block diagram, and FIG. 2A shows a schematic diagram of a state in which an acceleration sensor of the joint sound measurement system is attached to an inspection object. .
The joint sound measurement system 10 shown in FIGS. 1 and 2 includes a first acceleration sensor 12a, a first material layer 14 provided on a surface of the first acceleration sensor 12a on the inspection object side, and a second acceleration sensor. 12b, a vibration transmission suppression layer 15 provided on the surface of the second acceleration sensor 12b on the inspection object side, a difference signal calculation unit 16 connected to the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, The frequency analysis unit 18, the determination unit 20, the display unit 22, the control unit 24, and the operation unit 26 are included.
In the illustrated example, the difference signal calculation unit 16, the frequency analysis unit 18, the determination unit 20, the display unit 22, the control unit 24, and the operation unit 26 constitute the measurement apparatus main body 13.
The acceleration sensors 12a to 12d are a kind of vibration sensor in the present invention.

図2(A)に示すように、関節音測定システム10において、第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bは、検査対象物(被検体)の膝関節近傍の皮膚に取り付けられるものであり、ケーブルCbあるいは無線によって測定装置本体13と接続される。図示例においては、第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bはそれぞれ、固着バンドBdにより被検体Toに固定される。
ここで、本発明の関節音測定システム10においては、第1の加速度センサ12aの被検体To側の表面に第1物質層14を有し、第2の加速度センサ12bの被検体To側の表面に振動伝達抑制層15を有するので、第1の加速度センサ12aと被検体Toとの間に第1物質層14が設置され、第2の加速度センサ12bと被検体Toとの間に振動伝達抑制層15が設置される。
なお、第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bは、被検体との間に設置される層の種類が異なる以外は、基本的に同じ構成を有するので、以下の説明において、第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bを区別する必要がない場合には、まとめて加速度センサ12として説明を行う。
As shown in FIG. 2A, in the joint sound measurement system 10, the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b are attached to the skin near the knee joint of the test object (subject). Yes, it is connected to the measuring apparatus body 13 by cable Cb or wirelessly. In the illustrated example, the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b are each fixed to the subject To by the fixing band Bd.
Here, in the joint sound measurement system 10 of the present invention, the first acceleration sensor 12a has the first material layer 14 on the surface on the subject To side, and the surface on the subject To side of the second acceleration sensor 12b. Since the vibration transmission suppression layer 15 is provided on the first acceleration sensor 12a, the first material layer 14 is disposed between the first acceleration sensor 12a and the subject To, and vibration transmission suppression is performed between the second acceleration sensor 12b and the subject To. Layer 15 is installed.
The first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b have basically the same configuration except that the type of layers installed between the subject and the subject is different. When it is not necessary to distinguish the acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, the acceleration sensor 12 will be collectively described.

加速度センサ12は、被検体の屈伸運動に伴う関節音を振動として検出し、振動信号を出力するセンサである。
加速度センサ12としては、圧電式、静電容量式、サーボ式、気泡式、熱検知方式、機械的変位測定方式等の種々の公知の加速度センサが利用可能である。なかでも、圧電型加速度センサは、検出できる加速度成分の範囲と検出できる周波数範囲の点で好適である。
The acceleration sensor 12 is a sensor that detects a joint sound accompanying the bending and stretching motion of the subject as vibration and outputs a vibration signal.
As the acceleration sensor 12, various known acceleration sensors such as a piezoelectric type, a capacitance type, a servo type, a bubble type, a heat detection method, and a mechanical displacement measurement method can be used. Among these, the piezoelectric acceleration sensor is preferable in terms of a range of acceleration components that can be detected and a frequency range that can be detected.

第1の加速度センサ12aの取り付け位置には特に限定はなく、加速度センサの数、被検体の屈伸運動の方法等に応じて適宜決定すればよい。
一例として、第1の加速度センサ12aは、脛骨の外側顆の位置、脛骨の内側顆の位置、膝蓋骨の位置、および、脛骨の位置等に取り付けるのが好ましい。
The attachment position of the first acceleration sensor 12a is not particularly limited, and may be determined as appropriate according to the number of acceleration sensors, the method of bending and stretching the subject, and the like.
As an example, the first acceleration sensor 12a is preferably attached to the position of the lateral condyle of the tibia, the position of the medial condyle of the tibia, the position of the patella, the position of the tibia, and the like.

第2の加速度センサ12bの取り付け位置にも特に限定はないが、第1の加速度センサ12aにより検出されるノイズ成分と第2の加速度センサ12bにより検出されるノイズ成分とをより近似させることができる等の観点から、第1の加速度センサ12aに近接して取り付けるのが好ましい。
具体的には、第2の加速度センサ12bは、第1の加速度センサ12aとの間の距離が20mm以内の位置に取り付けられるのが好ましく、5mm以内であるのがより好ましい。
The mounting position of the second acceleration sensor 12b is not particularly limited, but the noise component detected by the first acceleration sensor 12a and the noise component detected by the second acceleration sensor 12b can be more approximated. In view of the above, it is preferable that the first acceleration sensor 12a is attached in the vicinity.
Specifically, the second acceleration sensor 12b is preferably attached at a position where the distance from the first acceleration sensor 12a is within 20 mm, and more preferably within 5 mm.

なお、図示例においては、加速度センサを2つ有する構成としたが、これに限定はされず、3つ以上であっても良い。
加速度センサを3つ以上有する場合には、少なくとも1つが第1の加速度センサ12aであり、第1の加速度センサ12a以外のうち少なくとも1つのが第2の加速度センサ12bであればよい。その際、第1の加速度センサ12aの数と第2の加速度センサ12bの数が同じであるのが好ましい。
例えば、4つの第1の加速度センサ12aを有する場合には、4つの第1の加速度センサ12aにそれぞれ対応する4つの第2の加速度センサ12bを有するのが好ましい。
第1の加速度センサ12aそれぞれに対応して第2の加速度センサ12bを有することで、後述する差分信号算出部16により、第1の加速度センサ12aから出力される振動信号と第2の加速度センサ12bから出力される振動信号との差分信号を算出することができ、高精度な振動信号を得ることができる点で好ましい。
In the illustrated example, the configuration includes two acceleration sensors. However, the configuration is not limited to this, and may be three or more.
When three or more acceleration sensors are provided, at least one is the first acceleration sensor 12a, and at least one other than the first acceleration sensor 12a may be the second acceleration sensor 12b. In that case, it is preferable that the number of the 1st acceleration sensors 12a and the number of the 2nd acceleration sensors 12b are the same.
For example, in the case of having four first acceleration sensors 12a, it is preferable to have four second acceleration sensors 12b respectively corresponding to the four first acceleration sensors 12a.
By having the second acceleration sensor 12b corresponding to each of the first acceleration sensors 12a, the difference signal calculation unit 16 described later and the vibration signal output from the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b. It is preferable in that the difference signal with the vibration signal output from can be calculated, and a highly accurate vibration signal can be obtained.

加速度センサ12はそれぞれ、検出した振動信号を測定装置本体13の信号受信部(図示せず)を介して、測定装置本体13に供給し、差分信号算出部16に供給する。なお、信号受信部は、加速度センサ12から出力された振動信号を、AD変換するAD変換部や、信号を増幅する増幅部を有していてもよい。また、信号受信部と差分信号算出部16との間には、各種の公知の信号処理を行う信号処理部を有していてもよい。   Each of the acceleration sensors 12 supplies the detected vibration signal to the measurement apparatus main body 13 via a signal reception unit (not shown) of the measurement apparatus main body 13 and supplies it to the difference signal calculation unit 16. The signal reception unit may include an AD conversion unit that AD converts the vibration signal output from the acceleration sensor 12 and an amplification unit that amplifies the signal. Further, a signal processing unit that performs various known signal processing may be provided between the signal receiving unit and the difference signal calculating unit 16.

第1物質層14は、第1の加速度センサ12aの被検体To側の表面に設けられる層である。
すなわち、図2(A)に示すように、第1物質層14は、第1の加速度センサ12aを被検体Toに取り付けた際に、第1の加速度センサ12aと被検体Toとの間に設置される。
The first material layer 14 is a layer provided on the surface of the first acceleration sensor 12a on the subject To side.
That is, as shown in FIG. 2A, the first material layer 14 is placed between the first acceleration sensor 12a and the subject To when the first acceleration sensor 12a is attached to the subject To. Is done.

この第1物質層14は、被検体To内の振動を第1の加速度センサ12aに好適に伝播するための層である。したがって、第1物質層14は、音響インピーダンスの値が生体の音響インピーダンス以上である材料からなる層であり、好ましくは、生体の音響インピーダンス以上かつ金属の音響インピーダンス以下である材料からなる。
具体的には、第1物質層14の音響インピーダンスは、1.35×10〜47×10kg/(m2・sec)の範囲が好ましく、1.36×10〜47×10kg/(m2・sec)の範囲がより好ましく、1.37×10〜15×10kg/(m2・sec)の範囲が特に好ましい。
このような音響インピーダンスを有する第1物質層14の材料としては、例えば、ウレタンゲル等の、高分子材料が架橋されることで三次元的な網目構造を形成し、その内部に水等の溶媒を吸収し膨潤したゲルを用いることができる。具体的には、このようなゲルとしては、ソナゲル(タキロン社製)等のウレタンゲル、ジェルファイン(オオサキメディカル株式会社)、キャビジェル(株式会社メイク)などの超音波検査で用いられる超音波ジェルを用いることができる。あるいは、第1物質層14の材料としては、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等を用いることができる。
The first material layer 14 is a layer for suitably propagating the vibration in the subject To to the first acceleration sensor 12a. Therefore, the first substance layer 14 is a layer made of a material having an acoustic impedance value equal to or higher than the acoustic impedance of the living body, and preferably made of a material that is equal to or higher than the acoustic impedance of the living body and equal to or lower than the acoustic impedance of the metal.
Specifically, the acoustic impedance of the first material layer 14 is preferably in the range of 1.35 × 10 6 to 47 × 10 6 kg / (m 2 · sec), and 1.36 × 10 6 to 47 × 10 6. The range of kg / (m 2 · sec) is more preferable, and the range of 1.37 × 10 6 to 15 × 10 6 kg / (m 2 · sec) is particularly preferable.
As a material of the first substance layer 14 having such an acoustic impedance, for example, a polymer material such as urethane gel is cross-linked to form a three-dimensional network structure, and a solvent such as water is formed therein. A gel that has absorbed and swollen can be used. Specifically, as such a gel, an ultrasonic gel used in an ultrasonic examination such as a urethane gel such as Sonagel (manufactured by Takiron), Gel Fine (Osaki Medical Co., Ltd.), Cavigel (Makeup Co., Ltd.), etc. Can be used. Alternatively, PVDF (polyvinylidene fluoride) or the like can be used as the material of the first substance layer 14.

また、第1物質層14の厚さは、被検体To内からの振動を第1の加速度センサ12aに好適に伝播する等の観点から、1mm〜20mmが好ましく、1mm〜10mmがより好ましい。   The thickness of the first material layer 14 is preferably 1 mm to 20 mm, and more preferably 1 mm to 10 mm, from the viewpoint of suitably propagating vibrations from within the subject To to the first acceleration sensor 12a.

第1の加速度センサ12aを被検体Toの皮膚に直接接触させて固定した場合には、第1の加速度センサ12aと皮膚との間に空気の層ができてしまい、この空気との界面で振動が反射して体内に戻ってしまうため、被検体To内からの振動が第1の加速度センサ12aに十分に伝わらないおそれがある。これに対して、第1の加速度センサ12aと被検体Toとの間に、音響インピーダンスの値が生体の音響インピーダンス以上かつ金属の音響インピーダンス以下の物質からなる第1物質層14を設けることで、第1の加速度センサ12aと皮膚との間に空気の層ができることを抑制でき、これにより、被検体To内の振動を第1の加速度センサ12aに十分に伝えることができる。   When the first acceleration sensor 12a is fixed in direct contact with the skin of the subject To, an air layer is formed between the first acceleration sensor 12a and the skin, and vibration occurs at the interface with the air. Is reflected and returned to the body, there is a possibility that vibration from within the subject To may not be sufficiently transmitted to the first acceleration sensor 12a. On the other hand, by providing the first material layer 14 made of a material having an acoustic impedance value that is greater than or equal to the acoustic impedance of the living body and less than or equal to the acoustic impedance of the metal between the first acceleration sensor 12a and the subject To, It is possible to suppress the formation of an air layer between the first acceleration sensor 12a and the skin, thereby sufficiently transmitting vibration in the subject To to the first acceleration sensor 12a.

振動伝達抑制層15は、第2の加速度センサ12bの被検体To側の表面に設けられる層である。
すなわち、図2(A)に示すように、振動伝達抑制層15は、第2の加速度センサ12bを被検体Toに取り付けた際に、第2の加速度センサ12bと被検体Toとの間に設置される。
The vibration transmission suppressing layer 15 is a layer provided on the surface of the second acceleration sensor 12b on the subject To side.
That is, as shown in FIG. 2A, the vibration transmission suppressing layer 15 is installed between the second acceleration sensor 12b and the subject To when the second acceleration sensor 12b is attached to the subject To. Is done.

この振動伝達抑制層15は、被検体To内からの振動が第2の加速度センサ12bに伝播するのを抑制するための層である。
振動伝達抑制層15としては、生体の音響インピーダンスと第2の加速度センサ12bの音響インピーダンスの両方から遠い値、すなわち、生体の音響インピーダンス未満の値の音響インピーダンスをもった物質からなる層を用いることができる。振動伝達抑制層15として、生体の音響インピーダンス未満の音響インピーダンスを持った物質からなる層を用いることで、被検体To内から伝達してきた振動を、振動伝達抑制層15と被検体Toとの界面、あるいは、振動伝達抑制層15と第2の加速度センサ12bとの界面で反射させて、被検体To内からの振動が第2の加速度センサ12bに伝達するのを抑制して、第2の加速度センサ12bが被検体To内からの振動を検出しないようにする。
The vibration transmission suppression layer 15 is a layer for suppressing the vibration from within the subject To from propagating to the second acceleration sensor 12b.
As the vibration transmission suppressing layer 15, a layer made of a material having a value far from both the acoustic impedance of the living body and the acoustic impedance of the second acceleration sensor 12 b, that is, a value less than the acoustic impedance of the living body is used. Can do. By using a layer made of a material having an acoustic impedance lower than that of the living body as the vibration transmission suppressing layer 15, vibration transmitted from within the subject To can be interfaced between the vibration transmission suppressing layer 15 and the subject To. Alternatively, the second acceleration is suppressed by reflecting the vibration at the interface between the vibration transmission suppressing layer 15 and the second acceleration sensor 12b to prevent the vibration from the subject To from being transmitted to the second acceleration sensor 12b. The sensor 12b is prevented from detecting vibration from within the subject To.

このような生体の音響インピーダンス未満の音響インピーダンスを持った物質からなる振動伝達抑制層15の音響インピーダンスは、1.35×106kg/(m2・sec)未満が好ましく、1.2×106kg/(m2・sec)以下が好ましく、1.1××106kg/(m2・sec)以下が特に好ましい。 The acoustic impedance of the vibration transmission suppressing layer 15 made of a material having an acoustic impedance less than that of the living body is preferably less than 1.35 × 10 6 kg / (m 2 · sec), and 1.2 × 10 6 kg / (m 2 · sec) or less is preferable, and 1.1 ×× 10 6 kg / (m 2 · sec) or less is particularly preferable.

このような音響インピーダンスを有する振動伝達抑制層15の材料としては特に限定はないが、シリコーンゲル、空気層等を用いることができる。
なお、振動伝達抑制層15として空気層を用いる場合には、第2の加速度センサ12bと被検体Toの皮膚との間に、スペーサ等を配置して、第2の加速度センサ12bと皮膚とが直接接触しないようにして固定する構成とすればよい。
The material of the vibration transmission suppressing layer 15 having such an acoustic impedance is not particularly limited, and a silicone gel, an air layer, or the like can be used.
When an air layer is used as the vibration transmission suppressing layer 15, a spacer or the like is disposed between the second acceleration sensor 12 b and the skin of the subject To, and the second acceleration sensor 12 b and the skin are connected. What is necessary is just to set it as the structure fixed so that it may not contact directly.

また、振動伝達抑制層15としては、圧縮弾性率が270kPa以下の物質からなる層を用いることができる。振動伝達抑制層15として、圧縮弾性率が低い物質からなる層を用いることで、被検体To内から伝達してきた振動を吸収して、振動が第2の加速度センサ12bに伝達するのを抑制して、第2の加速度センサ12bが振動を検出しないようにする。   Further, as the vibration transmission suppressing layer 15, a layer made of a material having a compression elastic modulus of 270 kPa or less can be used. By using a layer made of a material having a low compressive modulus as the vibration transmission suppressing layer 15, the vibration transmitted from within the subject To is absorbed, and the vibration is suppressed from being transmitted to the second acceleration sensor 12b. Thus, the second acceleration sensor 12b is prevented from detecting vibration.

振動をより好適に吸収できる点から、振動伝達抑制層15の圧縮弾性率は270kPaが好ましく、160kPaがより好ましい。
このような圧縮弾性率を持つ振動伝達抑制層15の材料としては、シリコーンゲル、フィラー含有シリコーンゲル等が挙げられる。
In view of more suitably absorbing vibration, the compression elastic modulus of the vibration transmission suppressing layer 15 is preferably 270 kPa, and more preferably 160 kPa.
Examples of the material of the vibration transmission suppressing layer 15 having such a compression elastic modulus include silicone gel and filler-containing silicone gel.

なお、振動伝達抑制層15の材料として、生体の音響インピーダンス未満の値の音響インピーダンスを持ち、かつ、圧縮弾性率が270kPa以下の物質を用いてもよい。   In addition, as a material of the vibration transmission suppression layer 15, a substance having an acoustic impedance less than the acoustic impedance of the living body and having a compressive elastic modulus of 270 kPa or less may be used.

また、振動伝達抑制層15の厚さは、被検体To内からの振動が第2の加速度センサ12bに伝播するのを好適に抑制する、余計なノイズを発生させない等の観点から、1mm〜40mmが好ましく、1mm〜10mmがより好ましい。   In addition, the thickness of the vibration transmission suppressing layer 15 is 1 mm to 40 mm from the viewpoint of preferably suppressing vibrations from within the subject To from propagating to the second acceleration sensor 12b and not generating extra noise. Is preferable and 1 mm to 10 mm is more preferable.

ここで、被検体Toとの間に第1物質層14を有する第1の加速度センサ12a、および、被検体Toとの間に振動伝達抑制層15を有する第2の加速度センサ12bによって検出される振動信号について、図2(B)を用いて説明する。
図2(B)は、加速度センサを被検体に取り付けた状態を模式的に示す断面図である。
まず、被検体Toとの間に、生体に近い音響インピーダンスを有する第1物質層14が設けられた第1の加速度センサ12aの場合について説明する。被検体To内で、屈伸運動に伴って膝の軟骨同士が擦れて発生する関節音は、被検体To内を伝播して第1物質層14に到達する。その際、第1物質層14の音響インピーダンスの値は、被検体Toの音響インピーダンスと第1の加速度センサ12aの音響インピーダンスの間にあるため、被検体To内で生じた関節音は、被検体Toと第1物質層14との界面で反射されたり、被検体Toと第1の加速度センサ12aとの界面で反射されることなく、且つ、振動が第1物質層14で吸収されることが無いため、第1物質層14を伝播して、第1の加速度センサ12aに到達する。
したがって、第1の加速度センサ12aは、被検体To内で発生する関節音を検出することができる。
ここで、前述のとおり、加速度センサを被検体の表面に取り付けて屈伸運動を行いつつ振動信号を測定するので、屈伸運動に伴う加速度センサ自体の変動、センサーケーブルの変動、皮膚とセンサ間の摩擦による振動、および、加速度センサを固定するための固着バンドとセンサ間の摩擦による振動等に起因するノイズが発生する。したがって、第1の加速度センサ12aはこれらのノイズを含んだ関節音を検出し、図3(A)に表すグラフのような振動信号V1として出力する。
Here, the first acceleration sensor 12a having the first material layer 14 between the subject To and the second acceleration sensor 12b having the vibration transmission suppressing layer 15 between the subject To and the subject To are detected. The vibration signal will be described with reference to FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing a state where the acceleration sensor is attached to the subject.
First, the case of the first acceleration sensor 12a in which the first material layer 14 having an acoustic impedance close to that of the living body is provided between the subject To and the subject To will be described. In the subject To, the joint sound generated by rubbing the knee cartilage with bending and stretching motion propagates through the subject To and reaches the first material layer 14. At this time, since the acoustic impedance value of the first material layer 14 is between the acoustic impedance of the subject To and the acoustic impedance of the first acceleration sensor 12a, the joint sound generated in the subject To The vibration is absorbed by the first material layer 14 without being reflected at the interface between To and the first material layer 14 or reflected at the interface between the subject To and the first acceleration sensor 12a. Therefore, the first material layer 14 is propagated and reaches the first acceleration sensor 12a.
Therefore, the first acceleration sensor 12a can detect the joint sound generated in the subject To.
Here, as described above, the acceleration signal is attached to the surface of the subject and the vibration signal is measured while performing bending and stretching movements. Noise due to vibration due to vibration, vibration due to friction between the fixing band for fixing the acceleration sensor and the sensor, and the like are generated. Therefore, the first acceleration sensor 12a detects the joint sound including these noises and outputs it as a vibration signal V1 as shown in the graph of FIG.

一方、被検体Toとの間に、振動伝達抑制層15が設けられた第2の加速度センサ12bの場合について説明する。
被検体To内で、膝の軟骨同士が擦れて発生する関節音は、被検体To内を伝播して振動伝達抑制層15に到達する。しかしながら、振動伝達抑制層15の音響インピーダンスが被検体Toの音響インピーダンス未満の場合には、関節音は、被検体Toと振動伝達抑制層15との界面、あるいは、振動伝達抑制層15と第2の加速度センサ12bとの界面で反射される。あるいは、振動伝達抑制層15が低い圧縮弾性率の材料の場合には、振動伝達抑制層15中で吸収される。したがって、関節音は、第2の加速度センサ12bに到達しないので、第2の加速度センサ12bは、被検体To内で発生する関節音を検出しない。
ここで、前述のとおり、加速度センサを被検体の表面に取り付けて屈伸運動を行いつつ振動信号を測定するので、屈伸運動に伴う加速度センサ自体の変動、センサーケーブルの変動、皮膚とセンサ間の摩擦による振動、および、加速度センサを固定するための固着バンドとセンサ間の摩擦による振動等に起因するノイズが発生する。これらのノイズは、いずれも被検体To内から振動伝達抑制層15を介して第2の加速度センサ12bに伝播するものではないので、第2の加速度センサ12bはこれらのノイズを検出して、図3(B)に概念的に表すグラフのような、ノイズ成分のみに起因する振動信号V2を出力する。
On the other hand, the case of the second acceleration sensor 12b in which the vibration transmission suppressing layer 15 is provided between the subject To and the subject To will be described.
The joint sound generated by rubbing the cartilages of the knee in the subject To propagates through the subject To and reaches the vibration transmission suppressing layer 15. However, when the acoustic impedance of the vibration transmission suppression layer 15 is less than the acoustic impedance of the subject To, the joint sound is generated at the interface between the subject To and the vibration transmission suppression layer 15 or between the vibration transmission suppression layer 15 and the second. Is reflected at the interface with the acceleration sensor 12b. Alternatively, when the vibration transmission suppression layer 15 is a material having a low compression modulus, the vibration transmission suppression layer 15 is absorbed in the vibration transmission suppression layer 15. Therefore, since the joint sound does not reach the second acceleration sensor 12b, the second acceleration sensor 12b does not detect the joint sound generated in the subject To.
Here, as described above, the acceleration signal is attached to the surface of the subject and the vibration signal is measured while performing bending and stretching movements. Noise due to vibration due to vibration, vibration due to friction between the fixing band for fixing the acceleration sensor and the sensor, and the like are generated. Since these noises do not propagate from the subject To to the second acceleration sensor 12b via the vibration transmission suppression layer 15, the second acceleration sensor 12b detects these noises, and FIG. As shown in the graph conceptually shown in FIG. 3B, the vibration signal V2 resulting from only the noise component is output.

測定装置本体13の差分信号算出部16は、第1の加速度センサ12aから供給される振動信号V1と第2の加速度センサ12bから供給される振動信号V2との差分を算出する部位である。差分信号算出部16は、振動信号V1と振動信号V2との差分である、差分信号V3を算出する。   The difference signal calculation unit 16 of the measurement apparatus body 13 is a part that calculates a difference between the vibration signal V1 supplied from the first acceleration sensor 12a and the vibration signal V2 supplied from the second acceleration sensor 12b. The difference signal calculation unit 16 calculates a difference signal V3 that is a difference between the vibration signal V1 and the vibration signal V2.

上述のとおり、第1の加速度センサ12aから出力される振動信号V1は、屈伸運動に伴って膝の軟骨同士が擦れて発生する関節音に起因する成分のみならず、屈伸運動に伴う加速度センサ自体の変動、センサーケーブルの変動、皮膚とセンサ間の摩擦による振動、および、加速度センサを固定するための固着バンドとセンサ間の摩擦による振動等に起因するノイズ成分を含んだ信号である。
一方、第2の加速度センサ12bから出力される振動信号V2は、関節音は検出せずに、ノイズ成分のみを含んだ信号である。
したがって、差分信号算出部16において、関節音に起因する成分とノイズ成分を含む振動信号V1とノイズ成分のみを含む振動信号V2との差分をとることで、ノイズ成分を除去した、関節音に起因する成分のみを含む差分信号V3を得ることができる。
As described above, the vibration signal V1 output from the first acceleration sensor 12a is not only the component caused by the joint sound generated by rubbing the cartilage of the knees in accordance with the bending / extending movement, but also the acceleration sensor itself accompanying the bending / extending movement. Is a signal including noise components due to fluctuations in the sensor cable, vibration due to friction between the skin and the sensor, vibration due to friction between the fixing band for fixing the acceleration sensor and the sensor, and the like.
On the other hand, the vibration signal V2 output from the second acceleration sensor 12b is a signal including only noise components without detecting joint sounds.
Therefore, the difference signal calculation unit 16 takes the difference between the vibration signal V1 including the noise component and the vibration signal V1 including the noise component and the vibration signal V2 including only the noise component, thereby removing the noise component. The differential signal V3 including only the component to be obtained can be obtained.

前述のとおり、VAG(Vibroarthrography)による診断では、加速度センサを被検体の表面(皮膚上)に取り付けて屈伸運動を行いつつ振動信号を測定するので、屈伸運動に伴う加速度センサ自体の変動、センサーケーブルの変動、皮膚とセンサ間の摩擦による振動、および、加速度センサを固定するための固着バンドとセンサ間の摩擦による振動等に起因してノイズが発生するという問題があった。
これらに起因して生じるノイズは、フィルターを用いる等のソフトウェア的な信号処理や、利用する信号の範囲を屈伸角度で区切ることでは、取り除くことが難しいことがわかった。そのため、これらのノイズに起因して生じるアーティファクトの影響により、関節音の正確な数値を計測することが困難であり、より高精度な診断が難しいという問題があることがわかった。
As described above, in the diagnosis by VAG (Vibroarthrography), an acceleration sensor is attached to the surface of the subject (on the skin) and the vibration signal is measured while performing bending and stretching movements. There is a problem that noise is generated due to fluctuations in the vibration, vibration due to friction between the skin and the sensor, vibration due to friction between the fixing band for fixing the acceleration sensor and the sensor, and the like.
It was found that noise caused by these was difficult to remove by software-like signal processing such as using a filter, or by dividing the range of the signal to be used by the bending angle. For this reason, it has been found that there is a problem that it is difficult to measure accurate numerical values of joint sounds due to the influence of artifacts caused by these noises, and it is difficult to perform more accurate diagnosis.

これに対して、本発明の関節音測定システムにおいては、2つの加速度センサを用いて、一方の加速度センサには、被検体との間に、生体の音響インピーダンス以上の音響インピーダンスを有する第1物質層14を設置し、他方の加速度センサには、関節音に起因する振動が伝達されるのを抑制する振動伝達抑制層15を設置して、これらの加速度センサから出力される振動信号の差分を求めることにより、ノイズ成分を除去した、関節音に起因する成分のみを含む、アーティファクトの少ない差分信号を得ることができる。この差分信号を用いて診断を行うことで、より正確な診断が可能となる。   On the other hand, in the joint sound measurement system of the present invention, two acceleration sensors are used, and one acceleration sensor has a first substance having an acoustic impedance higher than that of a living body between the subject and the subject. The layer 14 is installed, and the other acceleration sensor is provided with a vibration transmission suppression layer 15 that suppresses transmission of vibration caused by joint sounds, and the difference between the vibration signals output from these acceleration sensors is determined. As a result, it is possible to obtain a differential signal with few artifacts including only the component caused by the joint sound from which the noise component is removed. By performing a diagnosis using this difference signal, a more accurate diagnosis can be performed.

また、VAGによるOAの診断においては、膝の軟骨細胞同士を擦り合わせるために、屈伸運動や、脚をスウィングさせるなどの運動が必要である。そこで予めこれらの運動に伴うノイズ成分を推定しておき、一定のノイズ成分を減算する方法で、ノイズ成分を除去する方法も考えられるが、毎回同じ運動を行うことは非常に困難であったため、精度を高くすることはできない。これに対して、本発明では、毎回同じ運動が行えなくても、関節音の測定と同時にノイズ成分を検出するので、高精度な信号を得ることができる。   Further, in the diagnosis of OA by VAG, in order to rub the chondrocytes of the knee, exercises such as bending and stretching movements and swinging legs are necessary. Therefore, it is possible to estimate the noise components associated with these movements in advance and subtract a certain noise component to remove the noise components, but it is very difficult to perform the same movement every time. The accuracy cannot be increased. On the other hand, in the present invention, even if the same movement cannot be performed every time, the noise component is detected simultaneously with the measurement of the joint sound, so that a highly accurate signal can be obtained.

なお、加速度センサを3つ以上有し、複数の第1の加速度センサ12a、および、複数の第2の加速度センサ12bを有する場合には、差分信号算出部16は、各第1の加速度センサ12aと、各第1の加速度センサ12aに最も近接する第2の加速度センサ12bとを組として、各組において振動信号V1と振動信号V2との差分を求めればよい。   In addition, when it has three or more acceleration sensors and has the some 1st acceleration sensor 12a and the some 2nd acceleration sensor 12b, the difference signal calculation part 16 is each 1st acceleration sensor 12a. And the second acceleration sensor 12b closest to each first acceleration sensor 12a as a set, and the difference between the vibration signal V1 and the vibration signal V2 may be obtained in each set.

また、差分信号算出部16は、振動信号V1と振動信号V2との差分を求める際に、各振動信号に重み付けを行って差分を求めてもよい。
例えば、第1の加速度センサ12aと第2の加速度センサ12bとの取り付け位置の関係や、第1の加速度センサ12aと第2の加速度センサ12bとの間の距離等に応じて重み付けを行って差分を求めるようにしてもよい。
Further, when the difference signal calculation unit 16 obtains the difference between the vibration signal V1 and the vibration signal V2, the difference signal calculation unit 16 may obtain the difference by weighting each vibration signal.
For example, weighting is performed according to the relationship between the attachment positions of the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, the distance between the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, and the like. May be requested.

差分信号算出部16は、得られた差分信号V3を周波数解析部18に供給する。   The difference signal calculation unit 16 supplies the obtained difference signal V3 to the frequency analysis unit 18.

周波数解析部18は、差分信号算出部16から供給される差分信号V3に対して、周波数解析を行って、解析信号Aを出力する部位である。   The frequency analysis unit 18 is a part that performs frequency analysis on the difference signal V3 supplied from the difference signal calculation unit 16 and outputs an analysis signal A.

周波数解析部18が行う周波数解析としては、分割信号の周波数特性を求める数学処理であれば特に限定はない。具体的には、高速フーリエ変換(FFT)、ウェーブレット変換、time-frequency法、統計的解析手法等が利用可能である。
なかでも、処理負荷が低い、計算コストが安価等の観点からFFTによる周波数解析が好ましい。
The frequency analysis performed by the frequency analysis unit 18 is not particularly limited as long as it is a mathematical process for obtaining the frequency characteristics of the divided signals. Specifically, fast Fourier transform (FFT), wavelet transform, time-frequency method, statistical analysis method, etc. can be used.
In particular, frequency analysis by FFT is preferable from the viewpoint of low processing load and low calculation cost.

変形性膝関節症(OA)の診断では、OA患者の関節音は、健常者の関節音に比べて、所定の周波数帯(例えば、50Hz〜100Hzの周波数帯)で高いパワーを示すことを利用して診断を行う。
すなわち、膝の関節音の振動信号に対して、FFT等の周波数解析を行い、パワー値と周波数との関係を表す解析信号Aを求め、この解析信号Aの50Hz〜100Hzの周波数帯でのパワー値を健常者のものと比較することで、診断を行うことができる。
In the diagnosis of knee osteoarthritis (OA), the joint sound of an OA patient uses higher power in a predetermined frequency band (for example, a frequency band of 50 Hz to 100 Hz) than that of a healthy person. And make a diagnosis.
That is, a frequency analysis such as FFT is performed on the vibration signal of the knee joint sound to obtain an analysis signal A representing the relationship between the power value and the frequency, and the power in the frequency band of 50 Hz to 100 Hz of the analysis signal A is obtained. Diagnosis can be made by comparing the values with those of healthy individuals.

ここで、本発明においては、振動信号V1と振動信号V2との差分をとることで、ノイズ成分を除去した差分信号V3に対して周波数解析を行う。そのため、関節音の正確な数値を用いて解析を行うことができ、より精度の高い診断が可能となる。   Here, in the present invention, the frequency analysis is performed on the difference signal V3 from which the noise component is removed by taking the difference between the vibration signal V1 and the vibration signal V2. Therefore, analysis can be performed using accurate numerical values of joint sounds, and more accurate diagnosis is possible.

なお、複数組の第1の加速度センサ12a、および、第2の加速度センサ12bを有し、差分信号算出部が複数の差分信号を算出する場合には、周波数解析部18は、各差分信号に対して、周波数解析を行って解析信号を求めればよい。   In addition, when there are a plurality of sets of the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, and the difference signal calculation unit calculates a plurality of difference signals, the frequency analysis unit 18 outputs a difference signal to each difference signal. On the other hand, an analysis signal may be obtained by performing frequency analysis.

周波数解析部18は、得られた解析信号Aを判定部20に供給する。   The frequency analysis unit 18 supplies the obtained analysis signal A to the determination unit 20.

判定部20は、周波数解析部18から供給される解析信号AからOAであるか否かを判定する部位である。
具体的には、例えば、判定部20は、解析信号Aでの所定の周波数帯のパワー値を基準となるパワー値と比較して、基準のパワー値を上回った場合には、OAであると判定し、解析信号Aが基準のパワー値以下であった場合には、正常であると判定する。
The determination unit 20 is a part that determines whether or not the analysis signal A supplied from the frequency analysis unit 18 is OA.
Specifically, for example, the determination unit 20 compares the power value of a predetermined frequency band in the analysis signal A with the reference power value and exceeds the reference power value. If the analysis signal A is equal to or less than the reference power value, it is determined to be normal.

なお、複数組の第1の加速度センサ12a、および、第2の加速度センサ12bを有し、差分信号算出部16が複数の差分信号を算出し、周波数解析部18が複数の解析信号を算出する場合には、判定部20は、解析信号の平均値を求めて、この解析信号の平均値について、基準のパワー値を上回るか否かの比較を行い、上述の判定をすればよい。あるいは、解析信号ごとに上述の判定を行い、最も判定結果が多い判定結果を採用してもよい。   Note that a plurality of sets of first acceleration sensors 12a and second acceleration sensors 12b are provided, the difference signal calculation unit 16 calculates a plurality of difference signals, and the frequency analysis unit 18 calculates a plurality of analysis signals. In such a case, the determination unit 20 may obtain the average value of the analysis signal, compare whether the average value of the analysis signal exceeds the reference power value, and perform the above determination. Alternatively, the above determination may be performed for each analysis signal, and a determination result having the largest determination result may be employed.

なお、2組以上の加速度センサを用いて複数の差分信号を求める場合には、理想的には全て差分信号から同じ判定結果が得られるが、加速度センサ12の取り付け位置や、ノイズ等の影響で判定結果にばらつきが生じることがある。これに対して、2組以上の加速度センサを用いて複数の差分信号を求めることで、加速度センサ12の取り付け位置や、ノイズ等の影響を低減でき、より正確に判定することができる。   Note that when two or more sets of acceleration sensors are used to obtain a plurality of difference signals, ideally, the same determination result can be obtained from all the difference signals. However, due to the influence of the mounting position of the acceleration sensor 12 and noise. The determination result may vary. On the other hand, by obtaining a plurality of differential signals using two or more sets of acceleration sensors, it is possible to reduce the influence of the attachment position of the acceleration sensor 12 and noise, etc., and to determine more accurately.

また、判定部20は、複数の異なる基準のパワー値に基づいて、判定を行い、OAの症状の度合を判定してもよい。
例えば、3つの基準のパワー値に基づいて、解析信号Aの所定の周波数帯のパワー値が、最も高い基準のパワー値よりも高い場合には、重度と判定し、最も高い基準のパワー値以下で2番目に高い基準のパワー値よりも高い場合には、中度と判定し、2番目に高い基準のパワー値以下で3番目に高い基準のパワー値よりも高い場合には、軽度と判定し、3番目に高い基準のパワー値以下の場合には、正常と判定するようにしてもよい。
判定部20は、判定結果を表示部22に供給する。
The determination unit 20 may perform determination based on a plurality of different reference power values to determine the degree of OA symptoms.
For example, based on three reference power values, if the power value of the predetermined frequency band of the analysis signal A is higher than the highest reference power value, it is determined to be severe and less than the highest reference power value If it is higher than the second highest reference power value, it is judged as medium, and if it is lower than the second highest reference power value and higher than the third highest reference power value, it is judged as mild. If it is equal to or lower than the third highest reference power value, it may be determined as normal.
The determination unit 20 supplies the determination result to the display unit 22.

表示部22は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、判定部20から供給された判定結果を制御部24の制御の下で表示する。   The display unit 22 includes, for example, a display device such as an LCD, and displays the determination result supplied from the determination unit 20 under the control of the control unit 24.

制御部24は、操作者により操作部26から入力された指令に基づいて関節音測定システム10の各部の制御を行う部位である。
また、制御部24は、操作部26を用いて操作者によって入力された各種の情報を、必要な部位に供給する。例えば、操作部26に、測定の開始および終了の情報、差分信号算出部16で用いられる重み付けの情報、判定部20で用いられる基準のパワー値の情報等の入力が行われた場合には、これらの情報を、必要に応じて、関節音測定システムの各部に供給する。
The control unit 24 is a part that controls each unit of the joint sound measurement system 10 based on a command input from the operation unit 26 by the operator.
In addition, the control unit 24 supplies various types of information input by the operator using the operation unit 26 to necessary parts. For example, when the operation unit 26 is input with information on the start and end of measurement, information on weighting used in the difference signal calculation unit 16, information on a reference power value used in the determination unit 20, etc. Such information is supplied to each part of the joint sound measurement system as necessary.

操作部26は、操作者が入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
また、操作部26は、操作者が、必要に応じて各種の情報を入力するための、入力機能を備えている。例えば、操作部26は、測定の開始および終了の情報、差分信号算出部16で用いられる重み付けの情報、判定部20で用いられる基準のパワー値の情報等を入力するための、入力機能を備えている。
The operation unit 26 is for an operator to perform an input operation, and can be formed from a keyboard, a mouse, a trackball, a touch panel, or the like.
Further, the operation unit 26 has an input function for the operator to input various types of information as necessary. For example, the operation unit 26 has an input function for inputting measurement start and end information, weighting information used by the difference signal calculation unit 16, reference power value information used by the determination unit 20, and the like. ing.

なお、関節音測定システムにおいて、差分信号算出部16、周波数解析部18、判定部20および制御部24等は、CPU(Central Processing Unit)と、CPUに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成され、例えば、PC(personal computer)を用いてもよい。しかしながら、本発明においては、これらの部位をデジタル回路で構成してもよい。   In the joint sound measurement system, the difference signal calculation unit 16, the frequency analysis unit 18, the determination unit 20, the control unit 24, and the like are based on a CPU (Central Processing Unit) and an operation program for causing the CPU to perform various processes. For example, a PC (personal computer) may be used. However, in the present invention, these parts may be constituted by digital circuits.

ここで、複数組の第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bを有する場合には、全ての組において、加速度センサが出力する振動信号から差分信号を求める構成であってもよく、少なくとも1組において、加速度センサが出力する振動信号から差分信号を求める構成であってもよい。
また、複数組の第1の加速度センサ12aおよび第2の加速度センサ12bを有する場合には、各組の加速度センサから得られる差分信号すべてに対して、周波数解析を行う構成であってもよく、少なくとも1組の加速度センサから得られる差分信号に対して周波数解析を行う構成であってもよい。
Here, in the case of having a plurality of sets of the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, the configuration may be such that the difference signal is obtained from the vibration signal output by the acceleration sensor in all the sets. In one set, the difference signal may be obtained from the vibration signal output from the acceleration sensor.
In addition, in the case of having a plurality of sets of the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b, the configuration may be such that frequency analysis is performed on all the differential signals obtained from each set of acceleration sensors. The frequency analysis may be performed on the difference signal obtained from at least one set of acceleration sensors.

また、図1に示す例では、判定部20の判定結果を表示部22に表示する構成としたが、これに限定はされず、判定部20の判定結果を音声等により通知するものであってもよい。
また、図1に示す例では、周波数解析部18による解析信号に基づいて、判定部20がOAであるか否かを判定して、判定結果を表示部22に表示する構成としたが、これに限定はされず、周波数解析部18による解析信号のグラフを表示部22に表示する構成としてもよい。すなわち、解析信号のグラフを表示部22に表示するのみで、医師等が、解析信号のグラフを見て診断を行うようにしてもよい。
Moreover, in the example shown in FIG. 1, it was set as the structure which displays the determination result of the determination part 20 on the display part 22, but it is not limited to this, The determination result of the determination part 20 is notified by an audio | voice etc. Also good.
In the example shown in FIG. 1, the determination unit 20 determines whether or not it is OA based on the analysis signal from the frequency analysis unit 18, and the determination result is displayed on the display unit 22. However, the present invention is not limited to this, and a graph of the analysis signal by the frequency analysis unit 18 may be displayed on the display unit 22. That is, only by displaying the analysis signal graph on the display unit 22, a doctor or the like may make a diagnosis by looking at the analysis signal graph.

また、本発明の関節音測定システム10は、被検体の屈伸運動に伴う膝の曲げ伸ばしの角度(屈伸角度)を検出する角度センサを有していてもよい。
角度センサとしては、特に限定はなく、水平方向に対する傾斜角度を検出する傾斜計、ロータリーエンコーダ等の回転角センサ、ポテンショメータ、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)静電容量方式角度センサ方式等の種々の公知の角度センサが利用可能である。なかでも、MEMS静電容量方式角度センサは、角度分解能と応答速度の点で好適である。
In addition, the joint sound measurement system 10 of the present invention may include an angle sensor that detects an angle of bending and stretching of the knee (a bending and stretching angle) accompanying a bending and stretching motion of the subject.
The angle sensor is not particularly limited, and various known sensors such as an inclinometer that detects an inclination angle with respect to the horizontal direction, a rotation angle sensor such as a rotary encoder, a potentiometer, and a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) capacitance type angle sensor system. The angle sensor can be used. Among these, the MEMS capacitive type angle sensor is suitable in terms of angular resolution and response speed.

なお、角度センサによる屈伸角度の検出は、膝を伸ばした状態を0°とし、膝を90°曲げた状態を90°として検出してもよく、あるいは、膝を伸ばした状態を90°とし、膝を90°曲げた状態を0°として検出してもよい。   In addition, the detection of the bending / extension angle by the angle sensor may be performed by detecting a state in which the knee is extended as 0 ° and a state in which the knee is bent by 90 ° as 90 °, or a state in which the knee is extended as 90 °, A state where the knee is bent by 90 ° may be detected as 0 °.

また、図1に示す例では、振動センサとして、加速度センサを用いたがこれに限定はされず、電子聴診器や、マイクロフォン等の音を検出するデバイスを用いてもよい。   In the example shown in FIG. 1, an acceleration sensor is used as the vibration sensor, but the present invention is not limited to this, and an electronic stethoscope, a device such as a microphone, or the like may be used.

以上、本発明の関節音測定システムに関して詳細に説明したが、本発明は、上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。   As described above, the joint sound measurement system of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described example, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。   The features of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples.

[実施例1]
被検体の膝の大腿骨外側顆側に、固着バンドBdを用いて、第1の加速度センサ12a(ワコーテック社製 MA3-04AD)を固定した。
第1の加速度センサ12aと被検体との間には、ウレタンゲル(タキロン社製 ソナゲル N0511)からなる第1物質層14を設置した。ソナゲルの音響インピーダンスは、1.4×106kg/(m2・sec)である。
[Example 1]
The first acceleration sensor 12a (MA3-04AD manufactured by Wako Tech Co., Ltd.) was fixed on the lateral condyle side of the subject's knee using the fixation band Bd.
A first material layer 14 made of urethane gel (Sonagel N0511 manufactured by Takiron Co., Ltd.) was placed between the first acceleration sensor 12a and the subject. The acoustic impedance of sonagel is 1.4 × 10 6 kg / (m 2 · sec).

また、第1の加速度センサ12aから10mmの位置に、固着バンドBdを用いて、第2の加速度センサ12b(ワコーテック社製 MA3-04AD)を固定した。
第2の加速度センサ12bと被検体との間には、シリコーンゲルからなるゲルテープ(タイカ社製 ゲルチップGC−7)を振動伝達抑制層15として設置した。このシリコーンゲルの音響インピーダンスは、1.1×106kg/(m2・sec)である。また、圧縮弾性率は、40kPaである。
Further, the second acceleration sensor 12b (MA3-04AD manufactured by Wako Tech Co., Ltd.) was fixed at a position 10 mm from the first acceleration sensor 12a by using the fixing band Bd.
Between the second acceleration sensor 12b and the subject, a gel tape made of silicone gel (gel chip GC-7 manufactured by Taika Co., Ltd.) was installed as the vibration transmission suppressing layer 15. The acoustic impedance of this silicone gel is 1.1 × 10 6 kg / (m 2 · sec). The compression elastic modulus is 40 kPa.

加速度センサを取り付けた状態で、被検体に椅子に静置した状態から、1秒間で立ち上がり、3秒間静止した後、1秒間で座る運動を行わせ、その際、2つの加速度計から2つの出力信号を検出した。
各加速度センサからの出力信号をA/D変換ボードを経由して、PCに信号を取り込んで、加速度センサを通して得られた時間領域の加速度データのRMS(root mean square)平均値(X方向、Y方向、Z方向)、すなわち、振動信号V1およびV2を算出した。
With the accelerometer attached, the subject stands in a chair, rises in 1 second, rests for 3 seconds, and then sits down in 1 second, with two outputs from two accelerometers. A signal was detected.
The output signal from each acceleration sensor is taken into the PC via the A / D conversion board, and the RMS (root mean square) average value (X direction, Y) of the time domain acceleration data obtained through the acceleration sensor Direction, Z direction), that is, vibration signals V1 and V2.

次に、差分信号算出部16において、振動信号V1と振動信号V2との差分を算出し、差分信号V3を求めた。
次に、周波数解析部において、得られた差分信号V3をFFT処理し、パワー値と周波数との関係を表す解析信号Aを求めた。この解析信号Aの50Hz〜100Hzにおけるパワー値の平均値を平均信号Pとして求めた。
上記の測定を10回行い、10個の平均信号Pを求めて、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
なお、変動率は、標準偏差σを平均値で割った値(%)である。
Next, the difference signal calculation unit 16 calculates the difference between the vibration signal V1 and the vibration signal V2 to obtain the difference signal V3.
Next, in the frequency analysis unit, the obtained difference signal V3 was subjected to FFT processing to obtain an analysis signal A representing the relationship between the power value and the frequency. The average value of the power values at 50 Hz to 100 Hz of the analysis signal A was obtained as the average signal P.
The above measurement was performed 10 times, 10 average signals P were obtained, and the average value, standard deviation σ, and variation rate of the 10 average signals P were obtained.
The variation rate is a value (%) obtained by dividing the standard deviation σ by the average value.

[実施例2]
第1物質層14の材料をPVDFシート(ニチアス社製 TOMBO No.9000−PVDF)に変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
なお、PVDFシートの音響インピーダンスは、4×10kg/(m2・sec)である。
[Example 2]
The average signal P was obtained in the same manner as in Example 1 except that the material of the first substance layer 14 was changed to a PVDF sheet (TOMOB No. 9000-PVDF manufactured by NICHIAS). The average value of 10 average signals P, The standard deviation σ and the variation rate were obtained.
The acoustic impedance of the PVDF sheet is 4 × 10 6 kg / (m 2 · sec).

[実施例3]
第1の加速度センサ12aと第2の加速度センサ12bとの間の距離を7mmに変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
[Example 3]
The average signal P is obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance between the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b is changed to 7 mm, the average value of the 10 average signals P, the standard Deviation σ and variation rate were obtained.

[実施例4]
第1の加速度センサ12aと第2の加速度センサ12bとの間の距離を5mmに変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
[Example 4]
The average signal P is obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance between the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b is changed to 5 mm, the average value of the 10 average signals P, the standard Deviation σ and variation rate were obtained.

[実施例5]
第1の加速度センサ12aと第2の加速度センサ12bとの間の距離を1mmに変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
[Example 5]
The average signal P is obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance between the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b is changed to 1 mm, the average value of the ten average signals P, the standard Deviation σ and variation rate were obtained.

[実施例6]
第1の加速度センサ12aと第2の加速度センサ12bとの間の距離を11mmに変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
[Example 6]
The average signal P is obtained in the same manner as in Example 1 except that the distance between the first acceleration sensor 12a and the second acceleration sensor 12b is changed to 11 mm, the average value of the 10 average signals P, the standard Deviation σ and variation rate were obtained.

[実施例7]
振動伝達抑制層15の材料をタイカ製シリコーン ゲルチップ GC−1に変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
なお、ゲルチップGC−1の音響インピーダンスは、1.0×10kg/(m2・sec)であり、圧縮弾性率は、30kPaである。
[Example 7]
The average signal P is obtained in the same manner as in Example 1 except that the material of the vibration transmission suppressing layer 15 is changed to a silicone gel chip GC-1 manufactured by Taica, and the average value of 10 average signals P, the standard deviation σ, and The rate of change was determined.
The acoustic impedance of the gel chip GC-1 is 1.0 × 10 6 kg / (m 2 · sec), and the compression elastic modulus is 30 kPa.

[実施例8]
振動伝達抑制層15の材料をタイカ製シリコーン ゲルチップ GC−2に変更した以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
なお、ゲルチップGC−2の音響インピーダンスは、1.2×10kg/(m2・sec)であり、圧縮弾性率は、151kPaである。
[Example 8]
The average signal P is obtained in the same manner as in Example 1 except that the material of the vibration transmission suppressing layer 15 is changed to a silicone gel chip GC-2 manufactured by Taika, and the average value of the 10 average signals P, the standard deviation σ, and The rate of change was determined.
The acoustic impedance of the gel chip GC-2 is 1.2 × 10 6 kg / (m 2 · sec), and the compression elastic modulus is 151 kPa.

[参考例1]
第2の加速度センサ12bによる振動信号の検出を行わずに、第1の加速度センサのみで振動信号の検出を行い、差分信号を算出せずに周波数解析を行った以外は実施例1と同様にして、平均信号Pを求め、10個の平均信号Pの平均値、標準偏差σ、および、変動率を求めた。
結果を表1に示す。
[Reference Example 1]
Except for detecting the vibration signal by the second acceleration sensor 12b, the vibration signal is detected only by the first acceleration sensor, and the frequency analysis is performed without calculating the difference signal. Thus, the average signal P was obtained, and the average value, standard deviation σ, and variation rate of the 10 average signals P were obtained.
The results are shown in Table 1.

上記表1に示されるように、本発明の実施例である実施例1〜7はいずれも、参考例1と比較して、平均信号Pの標準偏差および変動率が小さく、毎回同じ様な信号が検出できていることがわかる。すなわち、適正にノイズ成分を除去できていることがわかる。したがって、このような適正にノイズ成分を除去した信号を用いて診断を行うことで、より正確な診断が可能となる。
以上から本発明の効果は明らかである。
As shown in Table 1 above, Examples 1 to 7, which are examples of the present invention, have smaller standard deviation and variation rate of the average signal P than the reference example 1, and the same signal every time. It can be seen that is detected. That is, it can be seen that the noise component can be properly removed. Therefore, more accurate diagnosis is possible by performing diagnosis using such a signal from which noise components have been appropriately removed.
From the above, the effect of the present invention is clear.

10 関節音測定システム
12a 第1の加速度センサ
12b 第2の加速度センサ
13 測定装置本体
14 第1物質層
15 振動伝達抑制層
16 差分信号算出部
18 周波数解析部
20 判定部
22 表示部
24 制御部
26 操作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Joint sound measuring system 12a 1st acceleration sensor 12b 2nd acceleration sensor 13 Measurement apparatus main body 14 1st substance layer 15 Vibration transmission suppression layer 16 Differential signal calculation part 18 Frequency analysis part 20 Determination part 22 Display part 24 Control part 26 Operation part

Claims (12)

検査対象物の屈伸運動に伴う振動を検出し、振動信号を出力する2以上の振動センサと、
2以上の前記振動センサの少なくとも1つである第1の振動センサの前記検査対象物側の面に配置される、生体の音響インピーダンス以上の音響インピーダンスを持った第1物質層と、
2以上の前記振動センサのうち、前記第1の振動センサ以外の少なくとも1つである第2の振動センサの前記検査対象物側の面に配置され、前記屈伸運動に伴う振動が前記第2の振動センサに伝達されるのを抑制する振動伝達抑制層とを有することを特徴とする関節音測定システム。
Two or more vibration sensors for detecting vibration associated with the bending and stretching movement of the inspection object and outputting a vibration signal;
A first material layer having an acoustic impedance equal to or higher than that of a living body, disposed on a surface of the first vibration sensor, which is at least one of the two or more vibration sensors, on the inspection object side;
Of the two or more vibration sensors, the second vibration sensor, which is at least one other than the first vibration sensor, is disposed on a surface on the inspection object side, and vibrations associated with the bending and stretching movements are the second vibration sensors. A joint sound measurement system comprising: a vibration transmission suppression layer that suppresses transmission to a vibration sensor.
前記振動伝達抑制層は、生体の音響インピーダンス未満の音響インピーダンスを持った物質からなる層である請求項1に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 1, wherein the vibration transmission suppression layer is a layer made of a material having an acoustic impedance lower than that of a living body. 前記振動伝達抑制層は、圧縮弾性率が270kPa以下の物質からなる層である請求項1に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 1, wherein the vibration transmission suppression layer is a layer made of a material having a compression elastic modulus of 270 kPa or less. 前記第1の振動センサから出力される第1の振動信号と、前記第2の振動センサから出力される第2の振動信号との差分信号を算出する差分信号算出部を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の関節音測定システム。   The differential signal calculation part which calculates the differential signal of the 1st vibration signal output from the said 1st vibration sensor, and the 2nd vibration signal output from the said 2nd vibration sensor. The joint sound measurement system according to any one of the above. 前記第1の振動センサの1つと、前記第2の振動センサの1つとが、前記検査対象物の、互いに近接する位置に取り付けられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement according to any one of claims 1 to 4, wherein one of the first vibration sensors and one of the second vibration sensors are attached to the inspection object at positions close to each other. system. 前記検査対象物に取り付けた際の、前記第1の振動センサと、前記第2の振動センサとの間の距離が20mm以下である請求項5に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 5, wherein a distance between the first vibration sensor and the second vibration sensor when attached to the inspection object is 20 mm or less. 1つの前記第1の振動センサと、1つの前記第2の振動センサとの2つの前記振動センサを有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 1, comprising two vibration sensors, one of the first vibration sensors and one of the second vibration sensors. 前記第1物質層の音響インピーダンスが、1.35×10〜47×10kg/(m2・sec)である請求項1〜7のいずれか1項に記載の関節音測定システム。 8. The joint sound measurement system according to claim 1, wherein an acoustic impedance of the first material layer is 1.35 × 10 6 to 47 × 10 6 kg / (m 2 · sec). 前記第2物質層の音響インピーダンスが、1.35×10kg/(m2・sec)未満である請求項1〜8のいずれか1項に記載の関節音測定システム。 9. The joint sound measurement system according to claim 1, wherein an acoustic impedance of the second material layer is less than 1.35 × 10 6 kg / (m 2 · sec). 前記差分信号に対して周波数解析を行い、解析信号を出力する周波数解析部を有する請求項4〜9のいずれか1項に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 4, further comprising a frequency analysis unit that performs frequency analysis on the difference signal and outputs an analysis signal. 前記周波数解析部が、高速フーリエ変換を行う請求項10に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 10, wherein the frequency analysis unit performs fast Fourier transform. 前記振動センサが、圧電型加速度センサである請求項1〜11のいずれか1項に記載の関節音測定システム。   The joint sound measurement system according to claim 1, wherein the vibration sensor is a piezoelectric acceleration sensor.
JP2015050531A 2015-03-13 2015-03-13 Joint sound measurement system Active JP6261536B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015050531A JP6261536B2 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Joint sound measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015050531A JP6261536B2 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Joint sound measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016168219A JP2016168219A (en) 2016-09-23
JP6261536B2 true JP6261536B2 (en) 2018-01-17

Family

ID=56981719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015050531A Active JP6261536B2 (en) 2015-03-13 2015-03-13 Joint sound measurement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6261536B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09248282A (en) * 1996-03-15 1997-09-22 Ikyo Kk Throat vibration sensor and signal output equipment from organism
JP5754689B2 (en) * 2010-02-05 2015-07-29 学校法人日本大学 Diagnostic system using biological acoustic sensor
JP5603789B2 (en) * 2011-01-26 2014-10-08 旭化成株式会社 Body sound acquisition device and electronic stethoscope provided with the same
JP2013074916A (en) * 2011-09-29 2013-04-25 Jvc Kenwood Corp Microphone for collecting biological sounds and electronic stethoscope device
JP5733240B2 (en) * 2012-02-24 2015-06-10 株式会社Jvcケンウッド Vibration detector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016168219A (en) 2016-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130211259A1 (en) Determination of joint condition based on vibration analysis
US20220378299A1 (en) Noninvasive method for measuring sound frequencies created by vortices in a carotid artery, visualization of stenosis, and ablation means
WO2014150780A2 (en) Determination of joint condition based on vibration analysis
WO2004103176A1 (en) Balance function diagnostic system and method balance function diagnostic system and method
US20160095572A1 (en) System and Method for Non-Invasive Blood Pressure Measurement
JP2020049232A (en) System, apparatus and method for measurement of muscle stiffness
Verma et al. Engineering aspects of incidence, prevalence, and management of osteoarthritis: a review
JP6307462B2 (en) Joint sound measurement system
Zhou et al. The effect of pleural fluid layers on lung surface wave speed measurement: Experimental and numerical studies on a sponge lung phantom
JP2016041176A (en) Muscle tonus measuring device
JP6261536B2 (en) Joint sound measurement system
KR100868551B1 (en) Apparatus and method for imaging shear modulus within a body
Castellini State of the art and perspectives of ultrasound imaging as a human-machine interface
JP5787286B2 (en) Ultrasound biological tissue measuring device
JPWO2017213066A1 (en) Tremor detection device, stress evaluation system using the same, and stress evaluation method
Bobrova et al. Method of fetal movement registration for remote monitoring systems
Sadeghi et al. Change in shear modulus of healthy lower leg muscles after treadmill running: Toward a noninvasive diagnosis of chronic exertional compartment syndrome
Salman et al. Assessment of muscle stiffness using a continuously scanning laser‐Doppler vibrometer
JP3215107B2 (en) Method and apparatus for measuring intracranial pressure
Okuyama et al. Measurement of human scratch behavior using compact microphone
Luo et al. Bioinspired non-invasive radial pulse sensor: from biomimetic design, system calibration, to clinic application
Kaburagi et al. Algorithm for estimation of scratching time
Kawamoto et al. Bulk movement included in multi-channel mechanomyography: Similarity between mechanomyography of resting muscle and that of contracting muscle
Zhu et al. Biomechanical mechanism of noninvasive plaque detection based on multi-sensor fusion
Noor Development of a Non-Invasive Bio-Acoustics Measurement System for Assessing Articular Cartilage Knee Joint Problem

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170207

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: 20171128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6261536

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250