KR20110034667A - 청진 신호의 환경 잡음을 감소시키고, 전자 청진기로 환자를 청진하면서 코멘트들을 기록하기 위한 애플리케이션 서버 - Google Patents

Abstract

청진 신호의 환경 잡음을 감소시키고, 환자를 전자 청진기로 청진하는 동안 코멘트들을 기록하기 위한 애플리케이션 서버가 제공된다. 이 애플리케이션 서버(AS)는: 환경 사운드들과 믹싱된 청진 사운드들을 나타내는 원 청진 신호의 샘플들을 수신하기 위한 수단(SPH)으로서, 이 원 청진 신호는 청진기(ES)에 내장된 제 1 마이크로폰(M1)에 의해 송신되는, 상기 원 청진 신호의 샘플 수신 수단(SPH), 전화(IPP1)의 제 2 마이크로폰(M2)에 의해 송신된 환경 신호의 샘플들을 수신하기 위한 수단(SPH), 환경 사운드들이 없는 청진 신호를 생성하기 위해 청진 신호의 샘플들 및 환경 신호의 샘플들을 프로세싱하기 위한 수단(ASE), 청진기(ES)의 적어도 헤드셋에 환경 사운드들이 없는 청진 신호를 전송하기 위한 수단(LBM), 및 환경 신호의 음성 사운드들을 인식하고, 명령들을 데이터베이스(DB)에 저장하기 위해 이 음성 사운드들을 텍스트로 변환하기 위한 수단(VRM)을 포함한다.

Description

청진 신호의 환경 잡음을 감소시키고, 전자 청진기로 환자를 청진하면서 코멘트들을 기록하기 위한 애플리케이션 서버{AN APPLICATION SERVER FOR REDUCING AMBIANCE NOISE IN AN AUSCULTATION SIGNAL, AND FOR RECORDING COMMENTS WHILE AUSCULTATING A PATIENT WITH AN ELECTRONIC STETHOSCOPE}

청진(auscultation)은 청진기(stethoscope)로 기관, 특히 심장 및 폐로부터의 사운드들을 청취하는 데 있다. 본 발명은 청진 신호의 환경 잡음(ambiance noise)을 감소시키기 위해 및 전자 청진기로 환자를 청진하는 동안 코멘트들(comments)을 기록하기 위한 애플리케이션 서버(application server)에 관한 것이다.

확성기 또는 헤드폰과 같은 마이크로폰, 전자 사운드 프로세싱 수단, 및 사운드 재생 수단을 포함하는 유형의 전자 청진기들이 존재한다. 전자 청진기는 임의의 원하는 정도로 능동 증폭 및 필터링의 가능성을 제공한다. 전자 청진기의 출력부는 예를 들면, 심음도(phonocardiogram)와 같은 파형들을 분석하고 디스플레이하기 위해 개인용 컴퓨터 또는 개인 휴대용 정보 단말기(personal digital assistant)에 링크될 수 있다. 이는 청진 사운드들을 기록하기 위한 기록 디바이스에 링크될 수 있다.

이 전자 청진기들에 있어서의 주요 결점은 환경 잡음이 또한 캡처(capture)되고 증폭되는 점이다. 환자에 대한 청진은 환자 자신이 아기인 경우 환자의 울음소리들, 환자의 말들 또는 의사의 말들과 같은 환경 잡음에 의해 방해될 수 있다. 특히, 의사가 청진 중에 환자의 파일에 대해 코멘트들을 구술하는 경우, 환경 사운드들은 청진 사운드들에 중첩된다. 따라서, 잡음은 유용한 사운드들을 트러블(trouble)할 수 있다. 이는 의사가 임상에 기초하여 중요한 요소들을 검출할 수 없게 할 수 있다.

그러므로 청진 사운드를 정화(clean)하는 것이 필수적이다. 문서 US2004037429는:

a) 사람 또는 주변의 환경 잡음으로부터 발생하는 적어도 하나의 사운드를 나타내는 신호를 생성하기 위하여 사람에 대하여 위치되도록 동작하는 제 1 마이크로폰;

b) 주변의 환경 잡음을 나타내는 신호를 산출하도록 동작하는 적어도 하나의 제 2 마이크로폰; 및

c) 적어도 하나의 제 2 마이크로폰 및 헤드폰에 동작하도록 연결되는 환경 잡음 제거 디바이스로서, 능동 잡음 시스템은 주위의 환경 잡음에 대응하는 상기 다이아프램 마이크로폰(diaphragm microphone)에 의해 생성된 신호의 일부와 실질적으로 다른 위상인 신호를 생성하도록 동작하는, 상기 환경 잡음 제거 디바이스; 및

d) 다이아프램 마이크로폰 및 환경 잡음 제거 디바이스로부터 수신된 신호들을 수신하고 신호들을 들을 수 있게 송신하도록 동작하는 헤드폰 세트를 포함하는 고 환경 잡음 레벨을 가지는 상황에서 이용하기 위한 전자 청진기를 기술한다.

환경 잡음 제거 디바이스는 주변의 환경 잡음에 대응하는 제 1 마이크로폰으로부터 생성된 신호의 부분과 위상이 약 180도 벗어난 신호를 생성한다. 프로세서 유닛(processor unit)은 스펙트럼 공제 알고리즘(spectral subtraction algorithm)을 실행하여 위상이 약 180도 벗어난 신호를 생성한다.

문서 US 2003/0002685는 무선 송신기-수신기를 포함하는 전자 청진기를 기술하며, 무선 송신기-수신기는 주변 사운드들과 믹싱(mixing)된 청진 사운드들을 나타내는 원 청진 신호의 샘플들을 수신하기 위한 수단, 및 청진 신호들의 비 공칭 성분들(non nominal components)을 강조할 수 있는 사운드 신호 프로세싱 수단을 포함하는 서버를 포함하는 로컬 영역 네트워크로 링크시킬 수 있다. 프로세싱된 청진 신호는 청진기, 및 의사의 귀들까지 역으로 전송된다. 이는 또한 의학 기록 유지를 위해 기록될 수 있다.

특수한 환경 잡음의 유형은 의사의 코멘트들에 의해 구성된다. 관행에 따라 의사는 청진 동안 그와 같은 코멘트를 기록하기 위해서 한 손에는 휴대용 구술 기록기(portable dictating machine)를 잡고 다른 한 손에는 청진기의 체스트(chest) 부분을 잡는다. 이 코멘트들은 이후에 서기에 의해 컴퓨터상에 타이핑되고, 텍스트 파일은 환자 파일 데이터 베이스 내에 저장될 수 있다.

그러나, 한 손에는 휴대용 구술 기록기를 다른 한 손에는 청진기의 체스트 부분을 쥐는 것은 편리하지 않다. 게다가, 청진 동안의 구술 코멘트들은 특히 청진 신호가 환자의 의료 파일 내에 기록되어야 한다면, 청진 사운드들에 유해한 환경 잡음을 발생시킨다.

공지되어 있는 잡음 감소 디바이스는 의사의 코멘트들 뿐만 아니라, 다른 환경 잡음들의 사운드들을 감소시킬 수 있으나, 이는 한 손에는 구술 기록기 다른 한 손에는 청진기의 체스트 부분을 잡는 불편함을 해소하지 않는다. 두번째 결점은 구술된 코멘트들을 타이핑하는 것이 필요하다는 것이다.

그러므로, 청진 신호의 환경 사운드들을 감소시키는 것 외에도, 코멘트들을 환자 파일 데이터베이스에 기록하는 더욱 편리한 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

이는 본 발명에 따른 애플리케이션 서버에 의해 제공될 수 있다.

본 발명의 목적은 청진 신호의 환경 잡음을 감소시키기 위한 애플리케이션 서버이고, 이 서버는 음성 패킷망(voice over IP) 전화 애플리케이션을 지원하는 가상 로컬 영역 네트워크를 지원하는 로컬 영역 네트워크 인프라스트럭처에 링크되도록 구성되고:

-- 환경 사운드들과 믹싱된 청진 사운드들을 나타내는 원 청진 신호(raw auscultation signal)의 샘플들을 수신하기 위한 수단으로서, 이 원 청진 신호는 음성 패킷망 전화 애플리케이션을 지원하는 가상 로컬 영역 네트워크에 접속된 단말에 연결된 청진기에 내장된 제 1 마이크로폰에 의해 송신된, 상기 원 청진 신호의 샘플 수신 수단,

-- 음성 패킷망 전화 애플리케이션을 지원하는 가상 로컬 영역 네트워크에 접속된 단말에 연결된 적어도 하나의 제 2 마이크로폰에 의해 송신된 환경 신호의 샘플들을 수신하기 위한 수단,

-- 환경 사운드들이 없는 청진 신호를 생성하기 위해 청진 신호의 샘플들 및 환경 신호의 샘플들을 프로세싱하기 위한 수단,

-- 환경 사운드들이 없는 청진 신호를 청진기의 적어도 헤드셋으로 전송하기 위한 수단으로서, 헤드셋은 음성 패킷망 전화 애플리케이션을 지원하는 가상 로컬 영역 네트워크에 접속된 단말에 연결되는, 상기 청진 신호 전송 수단, 및

-- 환경 신호의 음성 사운드들을 인식하고, 이 음성 사운드들을 텍스트로 변환하기 위한 수단(VRM)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 애플리케이션 서버는 빌트-인(built-in) 잡음 감소자를 갖지 않는 전자 청진기에 환경 잡음 감소를 제공한다. 동시에, 애플리케이션 서버는 음성 코멘트들을 캡처하는 추가 하드웨어를 필요로 하지 않기 때문에 의사의 음성 코멘트들을 캡처하는 용이한 방식을 제공한다. 동일한 환경 신호는 잡음 감소를 얻고 의사의 코멘트들을 캡처하기 위해 이용된다.

특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 서버는:

-- 텍스트를 데이터베이스에 저장될 수 있는 파일로 삽입하기 위한 수단, 및

-- 파일을 로컬 영역 네트워크 인프라스트럭처에 접속된 데이터베이스에 전송하기 위한 수단을 추가로 포함한다.

이 특정 실시예는 의사가 구술 기록기를 더 이상 필요로 하지 않으므로, 의사의 음성 코멘트들을 환자 파일 데이터베이스로 기록하는 편리한 방식을 제공한다.

특정 실시예에 따르면, 본 발명에 따르는 서버는 음성 사운드들의 변환으로부터 발생하는 텍스트의 음성 명령들을 인식한 다음, 인식된 음성 명령들에 따라, 애플리케이션 서버의 일부 기능들을 제어하기 위한 수단을 추가로 포함한다.

이 특정 실시예는 모든 환경 사운드들, 특히 음성 코멘트들이 청진 신호에서 제거되기 때문에, 음성 명령들에 의한 청진 신호의 질적 저하 없이도 의사가 청진기의 기능들, 환자 파일 데이터 베이스의 기능들을 제어할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 첨부 도면들과 함께 취해질 때, 본 발명의 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 더 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들의 특징들 및 장점들을 상세하게 설명하기 위해서, 다음의 기술은 첨부 도면들을 참조할 것이다. 가능하면, 동일하거나 유사한 참조 번호들은 이의 도면들 및 명세서 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 컴포넌트들을 병기한다.

- 도 1은 음성 전용 VLAN를 지원하고, 본 발명에 따른 애플리케이션 서버의 일 실시예를 포함하는 일 예시적인 병원 로컬 영역 네트워크를 도시한 블록도.
- 도 2는 청진 사운드들을 정화하고, 이들을 전자 청진기로 역으로 전달하기 위한, 및 음성 코멘트들을 추출하고, 추출된 음성 코멘트들을 텍스트로 변환하고, 변환된 것들을 청진 신호에 따라 데이터베이스 내의 환자의 파일에 저장하기 위한, 본 발명에 따른 애플리케이션 서버의 이 실시예의 이용을 도시한 도면.
- 도 3은 본 발명의 애플리케이션 서버에 따른 애플리케이션 서버의 이 실시예를 더 자세하게 개략적으로 도시한 도면.

도 1은 다음을 포함하는 일 예시적인 병원 로컬 영역 네트워크(HN)를 도시하는 블록도이다:

- 데이터 전용 VLAN(이 도면에서는 도시되지 않음)에 접속된 환자 파일 데이터베이스(DB).

- 음성 샘플들을 포함하는 스트리밍 패킷(streaming packet)들 및 생리학적 신호들의 샘플들을 포함하는 스트리밍 패킷들을 라우팅하기 위한 IP 프로토콜 군(family)을 이용하고 있는 음성 전용 가상 로컬 영역 네트워크(virtual local area network; VLAN)(VN).

- 음성 VLAN(VN)에 접속된 단말들 사이에 음성 패킷망 통신들을 설정하기 위하여, 음성 전용 VLAN(VN)에 링크된 호 서버(CS).

- 음성 전용 VLAN(VN)에 링크된 액세스 포인트(AP1)와 같은 Wi-Fi 액세스 포인트들. 이들은 이용자들이 Wi-Fi 단말들을 이 네트워크로 접속하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA1)는 이 액세스 포인트(AP1)에 접속되고, 블루투스 이어 셋(Bluetooth ear set)(BES1)은 블루투스 링크에 의해 이 개인 휴대용 정보 단말기(PDA1)에 접속된다. 이 장비의 이용자는 음성 전용 VLAN(VN) 상에서 전화 호들을 행할 수 있으나, 그 이용자는 또한 청진 레슨(auscultation lesson)을 청취할 수 있고, 개인 휴대용 정보 단말기(PDA1)의 디스플레이 상에 청진 파형들을 바라볼 수 있다.

- 환자의 머리맡들에 배치되는 IP 폰(IPP1)과 같은 IP 폰들. 이 IP 폰들의 각각은 문자숫자의 문자들 뿐만 아니라, 영상을 디스플레이할 수 있는 스크린을 포함한다. 이 IP 폰들의 각각은 또한 오디오 디바이스를 음성 전용 VLAN(VN)에 양방향으로 접속시키는 것을 가능하게 하는 블루투스 인터페이스를 포함한다. 코드레스(cordless) 디지털 청진기(ES)는 이 블루투스 인터페이스를 통해 IP 폰(IPP1)에 접속된다.

- 본 발명에 따른 애플리케이션 서버의 일 실시예(AS).

- 제공 서버(presentation server)(PS).

도 2는 전자 청진기(ES)에 의해 캡처된 음성 코멘트들과 믹싱된 청진 사운드들을 나타내는 원 청진 신호를 정화한 다음, 정화된 청진 사운드들을 전자 청진기(ES)로 역으로 전달하고, 텍스트 형식의 코멘트들 및 정화된 청진 사운드들을 포함하는 XML 파일을 환자 파일 내에 기록되어 있는 데이터베이스(DB)에 전달하기 위한 애플리케이션 서버(AS)의 이용을 도시한다.

청진기(ES)는 헤드셋(H) 및 블루투스 인터페이스 및 마이크로폰(M1)을 포함하는 체스트 부분을 포함한다. 이는 환경 사운드들과 믹싱된 청진 사운드들을 나타내는 원 청진 신호의 샘플들을 음성 전용 VLAN(VN) 및 IP 폰(IPP1)을 통해 전송한다. 이는 환경 사운드들이 없는 청진 사운드들을 나타내는 정화된 청진 신호를 음성 전용 VLAN(VN) 및 IP 폰(IPP1)을 통해 수신한다.

IP 폰(IPP1)은 통상적으로 핸드 프리(hand free) 기능을 위해 헤드-셋 내에 마이크로폰, 및 캐비넷(cabinet)에 통합된 추가 마이크로폰(M2)을 포함한다. 후자는 환경 사운드들을 캡처하고 대응하는 환경 신호를 공급하기 위해 이용된다. 환경 사운드들은 의사의 음성 코멘트들이 있다면, 이것들을 포함한다.

전자 청진기(ES)는 자체의 마이크로폰(M1)에 의해 공급된 청진 신호가 청진기(ES)의 헤드셋(H) 대신 IP 폰(IPP1)으로 스위칭(switching)될 수 있도록, 및 IP 폰(IPP1)에 의해 공급된 정화 청진 신호가 헤드셋(H)으로 스위칭될 수 있도록 설계된다. 그래서 원 청진 신호는 프로세싱을 위해 음성 전용 VLAN(VN)을 통해 애플리케이션 서버(AS)에 전송된 다음, 음성 VLAN(VN)을 통해 청진기(ES)의 이용자의 귀들로 및 가능하면 음성 전용 VLAN(VN)에 접속된 다른 단말들에 전달되도록 역으로 전송될 수 있다.

의사는 종래의 방식에서 청진기(ES)를 IP 폰(IPP1)의 블루투스 인터페이스에 접속한다. 그 다음, 의사는 애플리케이션 서버(AS)를 지정하는 내선 번호를 다이얼링한다. 호는 종래의 방식으로 호 서버(CS)에 의해 확립된다. 호 셋 업은 병원 내에서 이용되는 호 서버에 의해 현재 이용된 그러한 특정 프로토콜에 기초하여 실행된다. 이 특정 호 셋 업 절차는 더욱더 SIP에 기초하게 되지만, 독점 프로토콜(proprietary protocol)들이 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 애플리케이션 서버(AS)의 실시예는:

-- 원 청진 신호 및 IP 폰(IPP1)에 의해 송신된 환경 신호를 각각 데이터 패킷들의 두 플로우들로서 수신하고,

-- 실시간 전송 프로토콜 레벨로, 원 청진 신호의 샘플들을 포함하는 패킷을 캡슐화-해제(de-encapsulating)하고,

-- 실시간 전송 프로토콜 레벨로, 환경 신호의 샘플들을 포함하는 대응하는 패킷을 캡슐화-해제하고,

-- 정화된 청진 신호, 즉 환경 사운드들이 없는 신호 및 환경 신호를 개별적으로 생성하기 위하여 이 샘플들을 프로세싱하고, 이 환경 신호는 주로 의사의 음성 코멘트들이 있다면 이것들에 의해 구성된다,

-- 정화된 청진 신호를 IP 폰(IPP1)으로 어드레싱(addressing)된 제 1 패킷 플로우, 및 가능하면 도 1에 도시된 개인 휴대용 정보 단말기(PDA1)와 같은 음성 전용 VLAN(VN)에 접속된 또 다른 단말로 어드레싱된 적어도 제 2 패킷 플로우로 캡슐화하고,

-- 환경 신호의 음성 코멘트들을 인식하고,

-- 이 음성 코멘트들을 텍스트로 변환하고,

-- 텍스트가 데이터베이스(BD) 내에 저장될 수 있도록 텍스트를 XML 파일로 삽입하고,

-- 이 파일을 데이터베이스(BD) 내에 있는 환자의 의료 파일 내에 저장하기 위한 수단을 포함한다.

그러므로, 애플리케이션 서버(AS)는 환경 사운드들을 제거함으로써 원 청진 신호를 정화하고, 정화된 청진 신호를 청진기(ES)의 헤드셋(H)으로 역으로 전송한다. 동시에, 이는 환경 사운드들 중에 음성 코멘트들이 있다면 이것들을 인식하고; 이 음성 코멘트들을 텍스트로 변환하고; 변환된 텍스트를 데이터베이스(BD) 내에 저장한다. 게다가, 애플리케이션 서버(AS)는 정화된 청진 사운드들을 IP 폰(IPP1), 및 가능하면 음성 전용 VLAN(VN)에 접속된 다른 단말들에 전달하기 전에, 진단에 유용한 사운드 특성들을 강화하도록 정화된 청진 사운드들을 프로세싱할 수 있다.

음성 전용 VLAN(VN)에 링크된 제공 서버(PS)는 IP 폰들을 통해 이용될 수 있는 여러 애플리케이션들을 위해서 병원 네트워크(HN)의 IP 폰들의 스크린 및 키보드를 관리한다. 예를 들면, IP 폰(IPP1)의 스크린 및 키보드는 청진을 실행하고 전화 호를 행하기 위해 동시에 이용될 수 있다. 제공 서버(PS)는 현재 이용되고 있는 애플리케이션들에 따라 IP 폰(IPP1)의 스크린 상에 디스플레이될 영상들을 생성한다. 반대 방향에서, 제공 서버(PS)는 IP 폰(IPP1)으로부터 눌러지는 키들에 대응하는 시그널링 메시지들을 수신하고, 제공 서버(PS)는 이 메시지들을 적절한 애플리케이션, 특히 애플리케이션 서버(AS) 상에서 구동된 애플리케이션들에 전달한다.

예를 들면, 의사가 청진을 시작하는데 전용된 키를 누르는 경우, 제공 서버(PS)는 호 서버(CS)에 IP 폰(IPP1)과 청진을 취급하는 애플리케이션 서버(AS) 사이의 호를 셋 업하라는 요청을 전송한다. 애플리케이션 서버(AS)가 호를 수락하였을 때, 그 후에 제공 서버(PS)는 IP 폰(IPP1)의 스크린 상에 디스플레이될 업데이트(update)된 영상을 생성한다. 이 영상은 IP 폰(IPP1)의 키들 부근에 위치되고, 현재 이용되는 애플리케이션들에 따른 특정 기능들에 동적으로 할당될 수 있는 키워드들 또는 아이콘들을 포함한다. 의사가 키를 누를 때, 제공 서버(PS)는 이 키가 눌러졌다고 표시하는 메시지를 수신한다. 제공 서버(PS)는 이 메시지를 적절한 애플리케이션으로 전달한다. 메시지가 청진에 전용된 키와 관련되는 경우, 메시지는 애플리케이션 서버(AS)의 원격 제어 모듈에 전달된다.

음성 전용 VLAN(VN)에 접속된 단말은 병원의 IP 전화일 수 있으나, 이는 또한 무선 또는 유선인 네트워크를 지원하는 임의의 IP를 통해 접속된 임의의 원격 VOIP 단말일 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 애플리케이션 서버(AS)의 더욱 상세한 예시적인 실시예를 도시한 블록도이다.

애플리케이션 서버(AS)는 소프트폰(softphone)(SPH), 즉, 범용 컴퓨터를 이용하여, IP 네트워크를 통해 전화 호들을 행하기 위한 소프트웨어 프로그램을 포함한다. 이 소프트폰(SPH)은 음성 전용 VLAN(VN)을 통해 애플리케이션 서버(AS)에 액세스하는 것을 가능하게 한다. 이는 음성 전용 VLAN에 접속된 특정 전화 세트와 같은 역할을 한다:

- 소프트폰은 병원 네트워크(HN) 내부 또는 외부의 임의의 전화 세트로부터 셋 업된 음성 호를 자동으로 수용할 것이다.

- 소프트폰은 병원 네트워크(HN) 내부 또는 외부의 임의의 전화 세트로부터 셋 업된 전화 회의(conference call)를 자동으로 수용할 것이다.

- 소프트폰은 어떤 호출자를 식별하기 위해 보안 등록 프로세스를 개시할 것이다.

- 소프트폰은 호출하는 당사자 또는 호 서버(CS) 그 어떤 것으로부터의 어떠한 특정 요구 사항 없이도, 음성 전용 VLAN(VN)에 대한 음성 접속을 확립할 수 있도록 호 셋 업 프로토콜을 적절하게 종료할 것이다.

- 소프트폰은 호를 셋 업하였던 단말에 의해 호가 발신되면 유휴 상태(idle state)로 자동으로 복귀된다.

애플리케이션 서버(AS)는 사운드 프로세싱 모듈(sound processing module; SPM)을 추가로 포함하고, 상기 사운드 프로세싱 모듈은:

-- 모두 소프트폰(SPH)에 의해 공급된 원 청진 신호의 샘플들을 포함하는 패킷들, 및 환경 신호의 샘플들을 포함하는 패킷들을 수신하고,

-- 실시간 전송 프로토콜 레벨로 각각의 패킷을 캡슐화-해제하고,

-- 정화 청진 신호, 즉, 환경 사운드들이 없는 정화 청진 신호를 생성하기 위해, 원 청진 신호의 샘플들을 후술되는 청진 사운드 추출 모듈(auscultation sound extraction module; ASE)에 의해 프로세싱하고,

-- 환경 신호를 청진 사운드 추출 모듈(ASE)로 공급하기 위해, 및 음성 인식을 위해 프로세싱되도록 적응된 음성 신호를 공급하기 위하여, 환경 신호의 샘플들을 환경 사운드 추출기(NSE)에 의해 프로세싱하고,

-- 정화 청진 신호를 IP 폰(IPP1)에 어드레싱된 제 1 패킷 플로우, 및 가능하면 음성 전용 VLAN(VN)에 접속된 또 다른 단말 예를 들면, 블루투스 이어셋(BES1)에 링크된 개인 휴대용 정보 단말기(PDA1)에 어드레싱된 적어도 제 2 패킷 플로우 내로 캡슐화하기 위한 소프트웨어 프로그램 모듈이다.

환경 사운드 추출기(ambiance sound extractor; NSE)는 신호의 음성 및 잡음을 구별하기 위해, 음성 인식 모듈(voice recognition module; VRM)에 의해 프로세싱될 음성 사운드들을 추출하기 위해 공지되어 있는 방법들을 적용한다.

청진 사운드 추출 모듈(ASE)은 원 청진 신호로부터 환자의 체스트(chest)를 가로지르는 외부 잡음 또는 음성를 나타내는 부분을 공제함으로써 원 청진 신호의 청진 사운드들과 믹싱되는 환경 사운드들을 제거한다; 환자의 체스트를 통한, IP 폰(IPP1)의 마이크로폰(M2)에 의해 캡처된 환경 사운드들, 및 청진기의 마이크로폰(M1)에 의해 캡처된 환경 사운드들을 각각 나타내는 두 신호들 사이의 무시해도 좋은 타임 시프트(time shift)가 있다고 가정한다.

청진 사운드 추출 모듈(ASE)에서 구현된 신호 프로세싱 알고리즘들은 주로 체스트에서 유도되는 신호 왜곡을 고려한다.

청진 사운드 추출 모듈(ASE)의 바람직한 일 실시예에서, 보정 신호를 생성하는 동안 환경 신호에 저역 통과 필터링이 적용된다. 이 필터링의 목적은 환경 사운드들이 청진기의 마이크로폰(M1)에 도달하기 전 환자의 체스트로 관통할 때, 상기 환자의 체스트에 의해 생성된 청각 저역 통과 필터링을 시뮬레이팅(simulating)하는 것이다.

고정 저역 통과 필터링 및 고정 감쇠가 모든 유형들의 환자에 대한 보정 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.

그러나, 바람직한 일 실시예는 환자의 체스트의 청각 전송 함수를 결정함으로써 교정된 적응가능한 저역 통과 필터링 및 적응가능한 감쇠를 적용한다. 이 전송 함수 h(t)를 결정한 다음, 정화된 청진 신호(CST(t))를 계산하기 위해, 방법은:

-- 심장 사운드들을 캡처하는 것을 방지하기 위해서, 청진기의 체스트 부분을 심장 청진 지점들에서 멀리 있는 환자의 체스트 상에 배치하는 단계,

-- 호흡 사운드들을 캡처하는 것을 방지하기 위해서, 환자에게 호흡을 중단하라고 요청하는 단계,

-- 환경 사운드들만을 포함하는 원 청진 신호(SA(t)), 즉, 교정 국면을 제공하는 마이크로폰(M1) 및 환경 신호(SD(t))를 제공하는 마이크로폰(M2) 양쪽 모두에 의해 캡처된 즉 예를 들면, "호흡을 멈추세요"를 반복하는 교정 문장을 의사가 말하는 단계,

-- 컨볼루션 곱(convolution product):

SD(t)*SA(t)

을 계산함으로써 환자의 체스트의 청각 전송 함수 H(t)를 계산하는 단계,

-- 이 교정 국면 이후에, 실제 청진 동안, 컨볼루션 곱:

SC(t) = SD(t) * H(t)

를 계산함으로써 보정 신호(SC(t))를 생성하는 단계, 및

-- 그 다음, 정화된 청진 신호:

CSA(t) = SA(t) - SC(t)를 계산하는 단계로 이루어진다.

애플리케이션 서버(AS)는 환경 신호 추출기(VSE)에 의해 준비된 환경 신호를 수신하는 음성 인식 모듈(VRM)을 추가로 포함한다. 이는 지시들 및 명령들을 종래의 방식으로 텍스트로 변환한다.

애플리케이션 서버(AS)는 특히 의사가 환자의 방으로부터 IP 폰에 의해 통화하고 있을 때, 애플리케이션 서버(AS)로의 액세스를 제어하기 위해 이용된 보안 등록 모듈(secured registration module; SRM)을 추가로 포함한다. 이 보안 등록 모듈(SRM)은 자신의 로그인들 및 패스워드들에 따라 서버(AS)로의 액세스가 가능한 이용자들의 목록을 저장하는 로컬 데이터베이스를 포함한다. 이 로컬 데이터베이스는 종래의 관리 툴(tool)들에 의해 관리된다. 특정한 일 실시예에서, 로컬 데이터베이스는 안전한 원격 접속을 통해 관리된 MySQL 데이터베이스이다. 소프트폰(SP)은 인가된 이용자들의 목록을 핸들링(handling)한다. 소프트폰은 이를 호출하고 모든 이용자들의 안전한 접속들의 제어를 보장한다.

애플리케이션 서버(AS)는 이용자가 병원 네트워크(HN)에 의해 지원된 데이터 전용 VLAN(DN)을 통해 액세스를 요청할 때, 애플리케이션 서버(AS)로의 액세스를 제어하기 위해 이용된 것이 가능한 보안 등록 모듈(SRM)에 연결된 보안 웹 서버(secured web server; SWS)를 추가로 포함한다. 그 다음, 액세스는 하이퍼텍스트 전송 프로토콜 오버 시큐어 소켓 레이어(Hypertext Tranfer Protocol over Secure Socket Layer; HTTPS)를 이용한다.

애플리케이션 서버(AS)는 원격 제어 명령들을 디코딩하기 위한 원격 제어 모듈(remote control module; RCM)을 추가로 포함한다. 원격 제어 모듈은 제어 신호들을 애플리케이션 서버(AS)의 모든 다른 모듈들로 공급한다. 원격 제어 모듈은 IP 폰(IPP1)의 키보드들 상에 수동으로 적용된 명령들을 수신하기 위하여 소프트폰(SP)과 협력하고, 청진기(ES)의 마이크로폰(M1)을 통해 음성으로 적용된 미리 규정된 명령들을 수신하기 위해 음성 인식 모듈(VRM)과 협력한다. 그러므로, 음성 경로들이 병원 네트워크(HN)를 통해 확립될 때, 음성 전용 VLAN(VN) 내에서, 애플리케이션 서버(AS)는 청진을 행하고, 청진을 기록하고/기록하거나 청진 레슨을 교시하는데 필요한 여러 동작들을 실행하기 위해 원격의 단말에 의해 전송된 원격 제어 명령들을 수신할 수 있다. 예를 들면: 청진 사운드들을 필터링하기 위한 파라미터의 선택, 청진 신호의 기록의 시작/중지, 등.

애플리케이션 서버(AS)는 실시간 전송 프로토콜(Real-time Transport Protocol; RTP)의 레벨에서 환경 신호 없는 청진 신호를 청진기가 접속되어 있는 단말로 루프 백(loop back)하기 위한 루프 백 모듈(loop back module; LBM)을 추가로 포함한다. 이 루프 백 모듈(LBM)은 RTP의 레벨에서, 데이터 패킷을 캡슐화-해제하고, 원 어드레스 및 목적지 어드레스를 치환한다. 예를 들면, 루프 백 모듈(LBM)은 음성 사운드들이 없는 청진 신호들을 환자의 머리맡에 있는 IP 폰(IPP1)을 통해 이 청진기(ES)의 헤드셋으로 역으로 전송하도록 인입하는 RTP 채널을 루프 백한다. 이는 의사가 준(quasi) 실시간 동작(준 실시간은 환자의 방 내에 있는 IP 폰과 애플리케이션 서버(AS)의 소프트폰(SPH) 사이에서, 음성 전용 VLAN(VN)을 통한 왕복 지연(roundtrip delay)을 의미한다. 이상적으로, 왕복 지연은 의사에 의한 방해를 방지하기 위해 충분히 낮게 유지되어야만 한다)으로 정화된 청진 사운드들을 청취할 수 있도록 한다.

애플리케이션 서버(AS)는 이용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol; UDP)를 통해 전송될 영상들(카디오포노그램(cardiophonogram))을 제공 서버(PS)를 통해 그와 같은 영상들을 형성(elaborate)할 수 없는 단말 예를 들면, 환자의 머리맡에 있는 IP 폰(IPP1)의 스크린에 디스플레이되도록 주기적으로 형성하기 위하여, 청진 사운드 추출 모듈(SPM)로부터 정화된 청진을 수신하는 영상 프로세싱 모듈(PPM)을 추가로 포함한다. 애플리케이션 서버(AS)의 영상 프로세싱 모듈(PPM)은 슬라이딩 파형(sliding waveform)을 실시간으로 연속해서 생성하기 위해 정화된 청진 신호를 프로세싱한다. 그와 같은 프로세싱을 위한 방법은 본원에 참조로써 통합되어 있는 문서 US 5.025.809에 기술되어 있다. 그러나, IP 폰(IPP1)은 그와 같은 파형에 대응하는 스트리밍 비디오를 연속해서 계산하고 디스플레이하는데 충분한 리소스들(resources)을 가지지 않는다. 영상 프로세싱 모듈(PPM)은 청진 사운드들에 대응하는 아날로그 신호의 시각적 표시인 곡선을 형성한 다음, 커브의 주기적인 영상들을 취한다. 영상 프로세싱 모듈(PPM)은 IP 폰(IPP1)의 스크린 상에 이 영상들을 디스플레이하기 위하여 제공 서버(PS)에 일련의 영상들을 전달한다.

애플리케이션 서버(AS)와 제공 서버(PS) 사이의 논리적 구별은 단지 기능적인 분리이다. 양 애플리케이션들은 동일한 기계 상에서 구동될 수 있다.

제공 서버(PS)는 애플리케이션 서버(AS)에 의해 생성된 곡선의 영상들을 실시간으로 계속해서 수신한다. 이 영상들은 애플리케이션 서버(AS)로부터 제공 서버(PS)로 병원 로컬 영역 네트워크(HN)에 의해 지원된 데이터(도 3에 도시되지 않음)를 지원하는 VLAN를 통해 전송된다.

제공 서버(PS)는 음성 전용 VLAN(VN)을 통해 IP 폰(IPP1)의 스크린 상에 디스플레이된 영상을 IP 폰(IPP1)의 성능에 적절한 레이트(rate)로 리프레쉬(refresh)한다. 일례로서, 초 당 하나의 영상의 리프레쉬 레이트는 프로세싱 부하, 네트워크 부하 및 청진 동안의 비주얼 컴포트(visual comfort) 사이의 양호한 절충을 제공하는데 적합하다. 이 영상들을 나타내는 파일들은 압축된다. 영상 레이트 및 압축 레이트는 영상들이 실시간으로 디스플레이될 수 있도록, IP 전화들로의 접속의 제한된 대역, 및 IP 전화들의 디스플레이 수단이 제한된 대역폭과 호환된다. 각각의 영상은 제공 서버(AS)의 영상 프로세싱 모듈(PPM)에 의해 예를 들면, 종래의 JPEG 포맷으로 압축된 청진 신호의 일종의 사진이다.

반대 방향으로, 제공 서버(PS)는 IP 폰(IPP1)으로부터 눌려지는 키들에 대응하는 시그널링 메시지들을 수신하고, 제공 서버(PS)는 상기 메시지들을 적절한 애플리케이션으로, 특히 애플리케이션 서버(AS) 상에서 구동된 애플리케이션들에 전달한다.

예를 들면, 의사가 청진을 시작하는데 전용된 키를 누르는 경우, 제공 서버(PS)는 IP 전화(IPP1)와 청진을 취급하는 애플리케이션 서버(AS) 사이의 호를 셋 업하라는 요청을 호 서버에 전송한다. 애플리케이션 서버(AS)가 호를 수용했을 때, 그 후에 제공 서버(PS)는 IP 폰(IPP1)의 스크린 상에 디스플레이될 업데이트된 영상을 생성한다. 이 영상은 IP 폰(IPP1)의 키들 부근에 위치되고, 현재 이용되는 애플리케이션들의 따른 특정한 기능들로 동적으로 할당될 수 있는 키워드들 또는 아이콘들을 포함할 수 있다. 의사가 키를 누르면, 제공 서버(PS)는 이 키가 눌러졌음을 나타내는 메시지를 수신한다. 제공 서버(PS)는 메시지를 적절한 애플리케이션에 전달한다. 메시지가 청진에 전용된 키와 관련되면, 메시지는 애플리케이션 서버(AS)의 원격 제어 모듈(RCM)에 전달된다.

애플리케이션 서버(AS)는 예를 들면, 청진을 n명의 학생들에게 동시에 교시하기 위해서, 음성 전용 VLAN에 접속된 n개의 단말들을 향한 n개의 나가는 RTP 흐름들로의 직접적인 인입하는 RTP 플로우의 n개의 유니캐스트(unicast)들을 행할 수 있는 전달 모듈(forwarding module; FWM)을 추가로 포함할 수 있다. 전달 모듈(FWM)은 사운드 프로세싱 모듈(SPM)에 의해 공급된 음성 사운드들이 없는 청진 사운드들을 전달할 수 있다. 전달 모듈(FWM)은 또한 영상 프로세싱 모듈(PPM)에 의해 공급된 일련의 영상들을 그와 같은 영상들을 형성할 수 없는 단말 예를 들면, 환자의 머리맡에 있는 IP 전화(IPP1)에, 제공 서버(PS)를 통해 전달할 수 있다.

애플리케이션 서버(AS)는 환자 데이터를 프로세싱하기 위한 모듈(PDP)을 추가로 포함한다. 모듈(PDP)은 환자에 대한 어떤 관리 데이터를 검색하기 위해 환자 파일 데이터베이스(DB)를 참조할 수 있다. 모듈은 새로운 데이터의 데이터베이스(DB)로의 기록을 또한 제어할 수 있다. 이는 음성 인식 모듈(VRM)로부터, 음성 사운드들을 텍스트로 변환한 결과에 따른 어떤 텍스트를 수신한다. 음성 인식 모듈(VRM)은 이 텍스트로부터, 음성 명령들인 워드들(words)의 그룹들을 제거했고, 음성 인식 모듈(VRM)은 의사의 코멘트들(예를 들면, 사운드들이 모여 있었던 위치) 및 관리 데이터로 구성되는 텍스트 파일을 구성하였다.

애플리케이션 서버(AS)는 XML 파일의 생성을 위한 모듈(FCM)을 추가로 포함하고, 여기서 청진 사운드 추출 모듈(SPM)에 의해 공급된 정화된 청진 신호의 일련의 샘플들은 환자 데이터 프로세싱 모듈(PDP)에 의해 준비된 텍스트 파일과 함께 배치된다. 그 다음, 이 XML 파일은 데이터 전용 VLAN(DN)을 통해 전송되어 환자 데이터베이스(DB)에 저장된다.

애플리케이션 서버(AS) 내에서 구동하고 있는 소프트폰(SPH)은 호의 발전과는 관계없이(전송, 제 2 호, 호 전송, 호 파크(call park), 호 픽 업(call pick up) 등), 정상적인 전화와 같이 작동한다: 단말이 애플리케이션 서버(AS)를 호출하면, 호 서버(CS)는 소프트폰(SPH)을 호에 인바이트(invite)한다. 소프트폰(SPH)은 그 호를 수용한다. 호가 셋 업되었다면, 애플리케이션 서버(AS) 내의 사운드 프로세싱 모듈(SPM)은 원 청진 신호의 환경 사운드들을 삭제한다. 그 다음, 애플리케이션 서버(AS)의 루프 백 모듈(LBM)은 정화된 청진 신호를 호출하는 단말로 역으로 전송한다. 현재의 케이스에서, 정화된 청진 신호는 블루투스 링크를 통해 IP 폰(IPP1)으로 역으로, 청진기(ES)의 헤드셋(H)까지 전송된다.

음성 인식 모듈(VRM)은 의사가 예를 들면, 정화된 청진 사운드들 및 코멘트들(동시에 그러나 개별 데이터 파일들로)의 데이터 베이스(DB)로의 기록을 시작/중단하라는 일부 명령들에 대해서 음성 명령을 이용하는 것을 가능하게 한다. 이는 환자의 체스트 상에서 청진기를 잡고 있는 동안 키들을 누르는 것보다 훨씬 더 쉽다.

의사는 상술한 바와 같이 제공 서버(PS)를 통해 애플리케이션 서버(AS)와 통신 중이다. 애플리케이션 서버(AS)의 보안 등록 모듈(SRM)은 의사가 통화 중이었을 때 IP 폰(IPP1)의 내선 번호를 수신하였다. 이는 또한 그/그녀가 로그인했을 때 의사의 이름을 수신하였다.

의사가 IP 폰(IPP1)의 일부 키들을 눌러서 애플리케이션 서버(AS)에 사운드 프로세싱 모듈(SPM)의 청진 사운드 추출기(ASE)에서의 정화된 청진 신호의 기록을 시작하라고 명령한다. 제공 서버(PS)는 어떤 키들이 눌러졌는지를 나타내는 시그널링 메시지들을 애플리케이션 서버(AS)에 전달한다.

이후에, 의사는 IP 폰(IPP1)의 일부 키들을 눌러서 애플리케이션 서버(AS)에 청진 사운드 추출기(ASE)에서의 정화된 청진 신호의 기록을 중지하라고 명령한다. 그 다음, 의사는 IP 폰(IPP1)의 일부 키들을 눌러서 사운드 프로세싱 모듈(SPM)의 청진 사운드 추출기(ASE)에 기록된 청진 사운드를 문서화한다. 특히, 그/그녀는 IP 폰(IPP1) 상의 키들을 누르거나 네비게이션 버튼을 움직임으로써 청진 존(auscultation zone)을 나타낸다.

그 다음, 의사는 일부 키들을 눌러서 애플리케이션 서버(AS)에 사운드 기록 및 부가 텍스트 정보를 환자 파일 데이터베이스(DB)에 저장하라고 명령한다.

파일 생성 모듈(file creation module; FCM)은:

- 청진 사운드 기록, in.wav 파일,

- 방 번호 및 환자의 이름을 검색하는 것을 가능하게 할 IP 폰(IPP1)의 내선 번호,

- 의사의 이름,

- 청진 존, 및

- 텍스트 코멘트들을 포함하는 XML 파일을 생성한다.

그 다음, 애플리케이션 서버(AS)는 병원 네트워크(HN)에 의해 지원된 데이터 전용 로컬 영역 네트워크를 통해 이 XML 파일을 데이터베이스(DB)에 전송한다.

이 정보는 이후에 환자 파일 데이터베이스(DB)의 웹 서버 및 애플리케이션 서버(AS)를 통해 검색될 수 있다. 환자 파일을 찾기 위한 적절한 액세스 권리를 가지며 음성 전용 VLAN(VN)에 접속된 IP 단말을 갖는 이용자는 애플리케이션 서버(AS)의 소프트폰(SPH)을 호출한다. 이용자는 애플리케이션 서버(AS)의 보안 등록 모듈(SRM)을 통해 환자 파일 데이터베이스(DB)에 액세스한다. XML 파일은 데이터 베이스(DB)에서 판독된 다음 환자 데이터 프로세싱 모듈(PDP)에 전송된다. 이 후자는 XML 파일을 연 다음, 청진 사운드들을 추출하고 추출된 사운드들을 음성 전용 VLAN(VN)을 통해 요청 이용자의 단말에 전송한다. 이는 또한 문자 명령들을 추출하지만 추출된 텍스트 명령들을 단말에 직접적으로 전송하지 않는다. 이는 자체의 포맷을 목적지 단말의 디스플레이 커패시티(capacity)에 적응시키기 위해 추출된 텍스트 명령들을 제공 서버(PS)에 전송한다. 그 다음, 제공 서버(PS)는 음성 전용 VLAN(VN)을 통해 텍스트 데이터를 단말에 전송한다. 이 청진 신호는 또한 청진 레슨 동안 청취되도록 검색될 수 있다.

Claims (6)

1. 청진 신호의 환경 잡음을 감소시키고 코멘트들(comments)을 기록하기 위한 애플리케이션 서버(AS)로서, 음성 패킷망(voice over IP) 전화 애플리케이션을 지원하는 가상 로컬 영역 네트워크(VN)를 지원하는 로컬 영역 네트워크 인프라스트럭처(HN)에 링크되도록 구성되고, 환경 사운드들과 믹싱(mixing)된 청진 사운드들을 나타내는 원 청진 신호(raw auscultation signal)의 샘플들을 수신하기 위한 수단(SPH)을 포함하는, 상기 애플리케이션 서버(AS)에 있어서:
   -- 환경 신호의 샘플들을 수신하기 위한 수단(SPH),
   -- 환경 사운드들이 없는 청진 신호를 생성하기 위해 상기 청진 신호의 샘플들 및 상기 환경 신호의 샘플들을 프로세싱하기 위한 수단(ASE),
   -- 음성 패킷망 전화 애플리케이션을 지원하는 상기 가상 로컬 영역 네트워크(VN)를 통해 상기 환경 사운드들이 없는 상기 청진 신호를 역 전송하기 위한 수단(LBM), 및
   -- 상기 환경 신호의 음성 사운드들을 인식하고, 상기 음성 사운드들을 텍스트로 변환하기 위한 수단(VRM)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 애플리케이션 서버(AS).
2. 제 1 항에 있어서,
   -- 상기 텍스트를 데이터베이스(BD) 내에 저장될 수 있는 파일로 삽입하기 위한 수단(PDP, FCM), 및
   -- 상기 파일을 상기 로컬 영역 네트워크 인프라스트럭처(HN)를 통해 전송하기 위한 수단(RCM)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 애플리케이션 서버(AS).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 음성 사운드들의 변환으로부터 발생되는 상기 텍스트의 음성 명령들을 인식한 다음, 인식된 음성 명령들에 따라, 상기 애플리케이션 서버의 일부 기능들을 제어하기 위한 수단(VRM, RCM)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 애플리케이션 서버(AS).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 환경 사운드들이 없는 청진 신호를 생성하기 위해 상기 원 청진 신호의 샘플들 및 상기 환경 신호의 샘플들을 프로세싱하기 위한 수단(ASE)은 상기 원 청진 신호에 상기 환경 신호의 기능인 보정 신호를 추가하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 애플리케이션 서버(AS).
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 원 청진 신호에 상기 환경 신호의 기능인 보정 신호를 추가하기 위한 상기 수단(ASE)은:
   -- 컨볼루션 곱(convolution product) SD(t)*SA(t)을 계산함으로써, 환자의 체스트의 청각 전송 함수 H(t)를 계산하고, 여기서 SD(t)는 환경 신호이고 SA(t)는 교정 국면 동안의 원 청진 신호이고,
   -- 이 교정 국면 이후에, 실제 청진 동안, 컨볼루션 곱 SC(t)=SD(t)*H(t)을 계산함으로써 보정 신호 SC(t)를 생성하고,
   -- 그 다음, 상기 정화된 청진 신호 CSA(t)=SA(t)-SC(t)를 계산하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 애플리케이션 서버(AS).
6. 제 1 항에 있어서,
   적어도 상기 청진기(ES)의 헤드셋에 환경 사운드들이 없는 상기 청진 신호를 전송하기 위한 상기 수단(LBM)은:
   -- 상기 청진기로부터 수신된 패킷들을 실시간 전송 프로토콜 레벨로 캡슐화-해제(de-encapsulating)하고, 각각의 패킷의 소스 어드레스(source address)를 추출하기 위한 수단을 포함하고,
   -- 음성 사운드가 없는 청진 신호를 캡슐화하는 동안, 상기 패킷을 상기 청진기가 접속되는 단말(IPP1)로 역으로 전달하기 위해, 상기 추출된 어드레스를 이용하여 목적지 어드레스를 구성하는 것을 특징으로 하는, 애플리케이션 서버(AS).

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