RU2346653C2 - Способ и система для анализа сердечно-сосудистых звуков - Google Patents

Способ и система для анализа сердечно-сосудистых звуков Download PDF

Info

Publication number
RU2346653C2
RU2346653C2 RU2005141556/14A RU2005141556A RU2346653C2 RU 2346653 C2 RU2346653 C2 RU 2346653C2 RU 2005141556/14 A RU2005141556/14 A RU 2005141556/14A RU 2005141556 A RU2005141556 A RU 2005141556A RU 2346653 C2 RU2346653 C2 RU 2346653C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signals
acoustic energy
average acoustic
processor
sounds
Prior art date
Application number
RU2005141556/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005141556A (ru
Inventor
Мейр БОТБОЛ (IL)
Мейр БОТБОЛ
Игал КУШНИР (IL)
Игал КУШНИР
Original Assignee
Дипбриз Лтд.
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 Дипбриз Лтд. filed Critical Дипбриз Лтд.
Publication of RU2005141556A publication Critical patent/RU2005141556A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2346653C2 publication Critical patent/RU2346653C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00—Instruments for auscultation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00—Instruments for auscultation
    • A61B7/02—Stethoscopes
    • A61B7/04—Electric stethoscopes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0204—Acoustic sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046—Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам и способам для анализа звуков тела. Способ и система осуществляют анализ звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека. N преобразователей, где N - целое число, закреплены на поверхности тела в области грудной клетки. i-й преобразователь закреплен в положении х, и формирует начальный сигнал P(xi, t), выражающий волны сжатия в положении хi, где i=1…N. Сигналы P(xi, t) обрабатывают для формирования фильтрованных сигналов, в которых по меньшей мере один компонент сигналов Р(хi, t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален. Фильтрованные сигналы можно использовать для формирования изображения, по меньшей мере, части сердечно-сосудистой системы. Изобретения позволяют повысить точность анализа движущегося изображения. 5 н. и 37 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к медицинским устройствам и способам, в частности к устройствам и способам для анализа звуков тела.
Предшествующий уровень техники
Врачи обычно используют звуки тела для диагностики различных расстройств. Врач может поместить стетоскоп на грудь или спину пациента и прослушивать дыхание и сердцебиение пациента для выявления дополнительных (т.е. ненормальных или непредвиденных) звуков легких или тонов сердца. Идентификация и классификация дополнительных звуков легких или тонов сердца часто обеспечивает важную информацию о легочных или сердечных нарушениях.
Известен также способ, согласно которому на грудь или спину пациента устанавливают один или несколько микрофонов и записывают звуки легких. В патенте США №6139505 раскрыта система, в которой на груди пациента установлена совокупность микрофонов. Записи от микрофонов при вдохе и выдохе отображаются на экране или печатаются на бумаге. Затем врач визуально оценивает записи для выявления легочного заболевания пациента. Компис и др. (Chest, 120(4), 2001) раскрывает систему, в которой М микрофонов размещены на груди пациента и звуки легких записываются. Записи формируют М линейных уравнений, которые решаются методом наименьших квадратов. Решение системы используется для определения положения в легких источника звука, обнаруженного в записях.
В патенте США № 5285788 раскрыта система формирования ультразвукового изображения ткани, имеющая акустический преобразователь и средство формирования изображения для создания изображения ткани. Система также включает в себя средство формирования изображения на основе доплер-эффекта для создания сканированного акустического изображения движущейся ткани, которое отображается путем наложения на ультразвуковое изображение.
Краткое изложение сущности изобретения
В нижеследующем описании и формуле изобретения две заданные в явном виде переменные, которые можно вычислить или измерить, считаются эквивалентными друг другу, если эти две переменные пропорциональны друг другу.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложены система и способ записи и анализа сердечно-сосудистых звуков, возникающих в сердечно-сосудистой системе. Система включает в себя совокупность из N преобразователей (микрофонов), предназначенных для закрепления на, по существу, плоском участке R спины или груди пациента в области грудной клетки. Положения на участке R выражаются двухмерными векторами положения x=(x1,x2) в двухмерной системе координат, заданной на плоском участке R. i-й преобразователь, для i = 1...N, закреплен в положении xi на участке R и формирует сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в теле, поступающие в xi.
Преобразователи обычно расположены в виде матрицы, что позволяет легко закреплять их на коже человека. Такая матрица обычно может иметь вид жилета или одежды, которая легко размещается поверх грудной клетки пациента. Очевидно, что можно использовать разные матрицы для людей разных габаритов, возрастов, полов и т.д.
N сигналов P(xi,t) обрабатываются схемой обработки сигнала. Согласно изобретению сигналы фильтруются для удаления одного или нескольких компонентов сигналов, не являющихся сердечно-сосудистыми звуками, например сигналов дыхательных путей. Сердечно-сосудистые звуки обычно имеют частоты в диапазоне 6-45 Гц, тогда как звуки дыхательных путей обычно имеют частоты в диапазоне 100 - 400 Гц. Таким образом, респираторные звуки могут быть удалены из сигналов, например, с помощью полосового фильтра с полосой пропускания 15-45 Гц.
N отфильтрованных сигналов (также обозначаемые здесь P(xi,t)) могут быть обработаны для диагностирования состояния сердечно-сосудистой системы человека. Это можно делать посредством автоматической дифференциальной диагностики, в которой результаты обработки сравниваются с известными функциями или параметрами, предварительно сохраненными в базе данных и указывающими на различные заболевания.
Фильтрованные сигналы также можно обрабатывать для формирования изображения сердечно-сосудистой системы человека. Результаты этой обработки отображаются на устройстве отображения, например, с использованием шкалы уровней серого, что продемонстрировано в нижеприведенных примерах. На изображении можно наблюдать анатомические особенности сердца, например предсердия, желудочки, стенки перегородок. Изображение можно визуально или автоматически анализировать для выявления заболевания сердечно-сосудистой системы аналогично анализу изображений, полученных другими методами формирования изображения, например, рентгеновским (гамма-томография) или ультразвуковым (эхокардиография).
Область или области сердца или сердечно-сосудистой системы в отображаемом изображении, в отношении которых предполагается, что они имеют патологию, т.е. находятся в патологическом состоянии, могут быть идентифицированы на изображении тем или иным способом, например, разными цветами, разными шаблонами, написанным текстом или как-либо иначе. Термин «патологическое состояние» относится к любому отклонению от нормального, здорового состояния сердечно-сосудистой системы. Это могут быть шумы в сердце и другие гемодинамические аномалии, кровоизлияние сердца, сужение кровеносного сосуда и другие повреждения сердечно-сосудистой системы.
Кроме того, интервал времени можно разделить на совокупность подинтервалов и по отдельности обрабатывать каждый подинтервал. Изображение сердечно-сосудистой системы для каждого из этих подинтервалов можно затем определять и последовательно отображать на устройстве отображения. Таким образом, получается движущееся изображение, демонстрирующее динамические изменения, происходящие в сердечно-сосудистой системе в течение интервала времени. Это позволяет наблюдать систолы и диастолы разных частей сердца во время пульсации сердца.
В предпочтительном варианте осуществления обработка предусматривает определение на основании N сигналов средней акустической энергии, возникающей из сердечно-сосудистых звуков, обозначенной
Figure 00000001
как
Figure 00000002
в по меньшей мере одном положении x на участке R в интервале времени от t1 до t2. Термин «акустическая энергия» означает параметр, выражающий или приближенно выражающий произведение давления и скорости распространения массы в этом положении.
В одном варианте осуществления среднюю акустическую энергию в интервале времени от t1 до t2 получают в положении одного из микрофонов с использованием алгебраического выражения
Figure 00000003
где xi - положение микрофона.
В более предпочтительном варианте осуществления обработка предусматривает получение средней акустической энергии
Figure 00000004
в интервале времени от t1 до t2 в множестве положений xi микрофонов, например, с использованием уравнения (1), и последующего вычисления
Figure 00000002
в других положениях х путем интерполяции
Figure 00000002
с использованием любого известного метода интерполяции.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления интерполяция осуществляется для получения средней акустической энергии
Figure 00000002
в положении x = (x1,x2) на участке R с использованием алгебраического выражения
Figure 00000005
где g(x,xi,σ) - ядро, удовлетворяющее условиям
Figure 00000006
,
Figure 00000007
и где
Figure 00000008
- положение i-го микрофона; σ - выбираемый параметр.
Например, можно использовать ядро
Figure 00000009
Система может, в необязательном порядке, содержать устройство для отображения функции
Figure 00000010
Функция
Figure 00000011
может отображаться на дисплее, например, с использованием шкалы уровней серого, что продемонстрировано в нижеприведенных примерах. Двухмерное графическое представление функции
Figure 00000012
формирует изображение сердечно-сосудистой системы. В изображении можно наблюдать анатомические особенности сердца, например предсердия, желудочки, стенки перегородок. Изображение можно анализировать для выявления нарушений сердечно-сосудистой системы аналогично анализу изображений, полученных другими методами формирования изображения, например рентгеновским (гамма-томография) или ультразвуковым (эхокардиография).
Область или области сердца или сердечно-сосудистой системы в отображаемом изображении, в отношении которых предполагается, что они находятся в патологическом состоянии, могут быть идентифицированы в изображении тем или иным способом, например разными цветами, разными шаблонами, написанным текстом или как-либо иначе. Термин «патологическое состояние» относится к любому отклонению от нормального, здорового состояния сердечно-сосудистой системы. Это могут быть шумы в сердце и другие гемодинамические аномалии, кровоизлияние сердца, сужение кровеносного сосуда и другие повреждения сердечно-сосудистой системы.
Кроме того, интервал времени можно разделить на совокупность подинтервалов и определять среднюю акустическую энергию
Figure 00000012
на участке R для двух или более подинтервалов. Затем изображение
Figure 00000012
для каждого из этих подинтервалов можно определять и последовательно отображать на устройстве отображения. Таким образом, формируется движущееся изображение, демонстрирующее динамические изменения акустической энергии на различных участках тела в течение интервала времени. Например, преобразователи можно размещать на груди или спине человека и определять среднюю акустическую энергию
Figure 00000012
согласно изобретению для совокупности подинтервалов для одного или нескольких сокращений сердца. Изображение можно получать для каждого из этих подинтервалов и последовательно отображать для формирования движущегося изображения, демонстрирующего изменение акустической энергии сердца при сокращении сердца. Это позволяет наблюдать систолы и диастолы разных частей сердца во время пульсации сердца.
Сигналы P(xi,t) также могут подвергаться дополнительному анализу для выявления болезненных шумов сердца.
Согласно настоящему изобретению предложено также устройство хранения программ, считываемых машиной, материально реализующее программу, состоящую из команд, выполняемых машиной, чтобы осуществить этапы способа, для определения по меньшей мере для одного интервала времени функции
Figure 00000012
средней акустической энергии, возникающей из сердечно-сосудистых звуков, посредством алгоритма, использующего по меньшей мере один сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в положении xi на поверхности тела.
Согласно настоящему изобретению предложен также компьютерный программный продукт, содержащий носитель, на котором записан компьютерно-считываемый программный код, анализирующий звуки по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, компьютерный программный продукт содержит:
компьютерно-считываемый программный код, в соответствии с которым компьютер определяет для по меньшей мере одного интервала времени, функцию
Figure 00000012
акустической энергии, возникающей из части сердечно-сосудистой системы, причем
Figure 00000012
определяется посредством алгоритма, использующего по меньшей мере один сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в положении xi на поверхности тела.
Согласно изобретению предложена также система для анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, содержащая:
- N преобразователей, где N - целое число, каждый из которых предназначен для размещения на поверхности тела в области грудной клетки, причем i-й преобразователь закреплен в положении xi и генерирует начальный сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в положении xi; где i = 1...N;
- процессор, предназначенный для приема сигналов P(xi,t) и фильтрации сигналов P(xi,t), чтобы формировать фильтрованные сигналы, в которых по меньшей мере один компонент сигналов P(xi,t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален.
Согласно изобретению дополнительно предложена система для анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, содержащая:
- N преобразователей, где N - целое число, каждый из которых предназначен для размещения на поверхности тела в области грудной клетки, причем i-й преобразователь закреплен в положении xi и генерирует начальный сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в положении xi, где i = 1...N;
- процессор, предназначенный для приема сигналов P(xi,t) и генерирования на их основе изображения по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы.
Согласно изобретению дополнительно предложен способ анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, содержащий этапы, на которых
закрепляют на поверхности тела в области грудной клетки N преобразователей, где N - целое число, причем i-й преобразователь закреплен в положении xi и генерирует начальный сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в положении xi; где i = 1...N,
обрабатывают сигналы P(xi,t) для формирования фильтрованных сигналов, в которых по меньшей мере один компонент сигналов P(xi,t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален.
Согласно изобретению дополнительно предложен способ анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, содержащий этапы, на которых
закрепляют на поверхности тела в области грудной клетки N преобразователей, где N-целое число, причем i-й преобразователь закреплен в положении xi и генерирует начальный сигнал P(xi,t), выражающий волны сжатия в положении xi, где i = 1...N,
обрабатывают сигналы P(xi,t) для формирования на их основании изображения по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы.
Согласно изобретению дополнительно предложено устройство хранения программ, считываемое машиной, материально реализующее программу, состоящую из команд, выполняемых машиной для осуществления этапов способа анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, содержащих обработку N начальных сигналов P(xi,t), где N - целое число, причем начальные сигналы выражают волны сжатия в положении xi, где i = 1...N, для формирования фильтрованных сигналов, в которых, по меньшей мере, один компонент сигналов P(xi,t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален.
Согласно изобретению дополнительно предложен компьютерный программный продукт, содержащий используемый компьютером носитель, на котором записан компьютерно-считываемый программный код, для анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы человека, содержащий обработку N начальных сигналов P(xi,t), где N - целое число, причем начальные сигналы выражают волны сжатия в положении xi, где i = 1...N, для формирования фильтрованных сигналов, в которых по меньшей мере один компонент сигналов P(xi,t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален.
Краткое описание чертежей
Ниже описан предпочтительный вариант осуществления, не ограничивающий объем изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает систему для получения и анализа сердечно-сосудистых звуков согласно изобретению;
фиг.2 - блок-схему этапов осуществления способа анализа сердечно-сосудистых звуков согласно изобретению;
фиг.3 - схему размещения преобразователей на спине человека для анализа сердечно-сосудистых звуков согласно изобретению;
фиг.4 - последовательные кадры движущегося изображения сердца здорового человека в течение одного сокращения сердца согласно изобретению;
фиг.5 - последовательные кадры движущегося изображения сердца и легких человека в течение одного дыхательного цикла согласно изобретению.
Подробное описание изобретения
Система 100 (фиг.1) для анализа звуков тела в трехмерной области тела человека согласно изобретению содержит N преобразователей 105 звука, показано четыре, которые установлены в плоской области груди или спины на коже человека 110. Преобразователи 105 могут представлять собой преобразователи звука любого типа, например микрофоны или детекторы доплеровского сдвига. Преобразователи 105 могут быть зафиксированы на пациенте любыми средствами, известными в технике, например, с помощью клея, присосок или крепежных ремней. Каждый преобразователь 105 формирует аналоговый сигнал 115 напряжения, выражающий волны сжатия, поступающие на преобразователь. Аналоговые сигналы 115 преобразуются в цифровую форму многоканальным аналого-цифровым преобразователем 120. Сигналы 125 цифровых данных P(xi,t) представляют волну сжатия в положении xi i-го преобразователя (i = 1 … N) в момент времени t. Сигналы 125 данных поступают в память 130. Процессор 135, предназначенный для обработки сигналов 125 данных, осуществляет доступ к данным, введенным в память. Сигналы 125 можно очищать от шума, отфильтровывая компоненты, имеющие частоты вне диапазона звуков тела, например вибрации, обусловленные движением человека. Каждый сигнал 125 также может быть подвергнут полосовой фильтрации, чтобы анализировать только компоненты сигнала в диапазоне сердечно-сосудистых звуков. Сигнал можно разделить на частотные полосы и анализировать каждую частоту в отдельности.
Устройство ввода, например клавиатуру 140 или мышь 145 компьютера, используют для ввода соответствующей информации, относящейся к обследованию, например, персональные данные пациента 110. Устройство 140 ввода также можно использовать для ввода значений времени t1 и t2. Альтернативно, моменты времени t1 и t2 могут определяться автоматически при анализе фаз дыхания в отношении сигналов P(xt,t), осуществляемом процессором 135. Процессор 135 определяет среднюю акустическую энергию
Figure 00000002
по интервалу времени от t1 до t2 в по меньшей мере одном положении x на участке R при вычислении с использованием по меньшей мере одного из сигналов P(xi,t).
Значения средней акустической энергии сохраняются в памяти 130 и могут отображаться на устройстве отображения 150, например экране ЭЛТ, при диагностике, проводимой врачом.
Процессор 135 также может осуществлять автоматическую дифференциальную диагностику путем сравнения функции
Figure 00000012
с известными функциями, хранящимися в памяти, указывающими на различные заболевания органов.
На фиг.2 представлена блок-схема этапов осуществления способа согласно изобретению. На этапе 200 сигналы P(xi,t) получают от N преобразователей, находящихся в заданных положениях xi для i от 1 до N на участке R на поверхности тела. На этапе 205 значения t1 и t2 либо вводят в процессор 135 с использованием устройств 140, 145 ввода, либо определяют процессором. На этапе 210 определяют среднюю акустическую энергию
Figure 00000002
в по меньшей мере одном положении x на участке R в интервале времени от t1 до t2. На этапе 220 среднюю акустическую энергию отображают на дисплее 150 для по меньшей мере одного значения х. На этапе 230 определяют, следует ли определять функцию
Figure 00000013
на другом интервале времени. Если да, то процесс возвращают к этапу 205. Если нет, то процесс заканчивают.
Очевидно также, что система согласно изобретению может представлять собой соответствующим образом запрограммированный компьютер. Изобретение касается также компьютерной программы, считываемой компьютером, для выполнения способа согласно изобретению. Изобретение также касается машинно-считываемой памяти, материально реализующей программу, состоящую из команд, выполняемых машиной для осуществления способа согласно изобретению.
Примеры
Для анализа сердечно-сосудистых звуков пациента использовали систему и способ согласно изобретению.
Пример 1
На фиг.3 показана запись сигналов в течение одного сокращения сердца человека. На спине человека была задана двухмерная система координат. На спине человека в области грудной клетки разместили 48 преобразователей, в положениях, указанных кружками 300. Кривые 305 изображают предполагаемые контуры легких, а кривая 306 изображает предполагаемый контур сердца. Преобразователи размещены в виде правильной прямоугольной сетки с интервалом между преобразователями по горизонтали и вертикали 2,5 см. Сигналы P(xi,t) от каждого преобразователя записывали в течение одного сокращения сердца. Каждый сигнал фильтровали с использованием полосового фильтра с диапазоном 6-45 Гц для удаления звуков дыхательных путей. Период сокращения сердца разделили на интервалы длительностью 0,1 с, и для каждого интервала получали
Figure 00000002
с использованием вышеприведенных уравнений (1) и (2) с ядром g согласно уравнению (5) при σ=36 пикселей. На фиг.4 представлены изображения, полученные из полученных функций
Figure 00000002
путем затенения уровнями серого. Изображения могут отображаться на устройстве 150 отображения в быстрой последовательности для создания движущегося изображения сердца в течение сокращения сердца. Движущееся изображение можно анализировать для определения значений основных параметров сердечной функции, например, диастолического объема конца левого желудочка (LVED), систолического объема конца левого желудочка (LVES), диастолического объема конца правого желудочка (RVED), систолического объема конца правого желудочка (EVES), диастолического диаметра конца левого предсердия (LAED), диастолического диаметра конца правого предсердия (LAES), толщины стенки межжелудочковой перегородки (систолической и диастолической) и параметров, выводимых из этих параметров, например, ударного объема левого желудочка, минутного сердечного выброса левого желудочка, доля выброса, доля (часть) сокращения левого желудочка, утолщения межжелудочковой перегородки. Движущееся изображение также можно анализировать для выявления пороков сердца, например дисфункции клапана и аритмии сердца.
Пример 2
Сигналы P(xi,t) получали от каждого преобразователя, как описано в примере 1, и затем записывали в течение одного дыхательного цикла, который включает в себя около 5 сокращений сердца. Каждый сигнал разделили на два подсигнала P1(xi,t) и P2(xi,t) с разными полосами частот. Подсигнал P1(xi,t) получали, фильтруя сигнал с использованием полосового фильтра с диапазоном 6-40 Гц. Подсигнал P2(xi,t) получали, фильтруя сигнал с использованием полосового фильтра с диапазоном 100-150 Гц. Подсигнал P1(xi,t) состоит, в основном, из шумов сердца, а подсигнал P2(xi,t) состоит, в основном, из звуков легких. Подсигнал P1(xi,t) анализировали способом согласно изобретению а подсигнал P2(xi,t) анализировали согласно способу, раскрытому в патентной заявке США № 10/338742, поданной 9 января 2003 г. Сигнал P2(xi,t) разделяли на интервалы длительностью 0,25 с, и сигнал P1(xi,t) разделяли на интервалы длительностью 0,1 с. Для каждого интервала из P1(xi,t) и P2(xi,t) соответственно получали функции
Figure 00000002
и
Figure 00000002
с использованием уравнений (1) и (2) с ядром g согласно уравнению (5) при σ = 36 пикселей. Две функции отображали предпочтительно одновременно на устройстве отображения путем затенения интенсивности, с использованием отдельного цвета для каждой функции. На фиг.5 показаны изображения полученных функций
Figure 00000002
и
Figure 00000002
одновременно путем затенения уровнями серого. Изображения могут отображаться на устройстве 150 отображения в быстрой последовательности для создания движущегося изображения сердца в течение сокращения сердца. Движущееся изображение можно анализировать для определения значений параметров сердечной функции, например минутного сердечного выброса и фракции выброса крови. Движущееся изображение также можно анализировать для выявления пороков сердца, например дисфункции клапана и аритмии сердца.

Claims (42)

1. Система анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы пациента, содержащая N преобразователей, где N - целое число, причем каждый преобразователь выполнен с возможностью закрепления на поверхности тела пациента в области грудной клетки, причем i-й преобразователь закреплен в положении хi и предназначен для генерирования начального сигнала Р(хi, t), индицирующего волны давления в положении хi, для i=1…N, процессор, выполненный с возможностью приема сигналов Р(хi, t) и для фильтрации сигналов Р(хi, t), чтобы сформировать фильтрованные сигналы, в которых по меньшей мере один компонент сигналов Р(хi, t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален, при этом процессор дополнительно конфигурирован для определения функции
Figure 00000014
в одном или более местоположений х в соответствии с алгоритмом, включающим в себя
определение средней акустической энергии
Figure 00000015
в интервале времени от t1 до t2 в множестве местоположений хi преобразователей и определение средней акустической энергии
Figure 00000016
в по меньшей мере одном местоположении х путем интерполяции полученного значения
Figure 00000016
.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что фильтрованные сигналы звуков дыхательных путей удалены.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит полосовой фильтр с полосой пропускания 15-45 Гц для отфильтровывания начальных сигналов, являющихся респираторными звуками.
4. Система по п.1 отличающаяся тем, что дополнительно содержит двухмерное устройство отображения.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для формирования изображения по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы из по меньшей мере одного из фильтрованных сигналов.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор конфигурирован для формирования изображения по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы в множество моментов времени или в течение множества последовательных интервалов времени и последовательного представления изображения на устройстве отображения.
7. Система по п.4, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для представления изображения по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы на устройстве отображения.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для определения средней акустической энергии
Figure 00000016
сердечно-сосудистой системы в по меньшей мере одном местоположении х в интервале времени от первого времени t1 до второго времени t2, причем
Figure 00000014
определяется посредством алгоритма с использованием по меньшей мере одного из обработанных сигналов.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для сравнения средней акустической энергии
Figure 00000014
с одной или несколькими заранее определенными функциями
Figure 00000017
и для определения функции
Figure 00000018
среди функций
Figure 00000017
, наиболее сходной с
Figure 00000014
.
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для постановки диагноза на основании определенной функции.
11. Система по п.8, отличающаяся тем, что средняя акустическая энергия
Figure 00000014
в интервале времени от t1 до t2 определяется в местоположении хi преобразователя с использованием алгебраического выражения
Figure 00000019
12. Система по п.8, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для определения средней акустической энергии
Figure 00000016
в интервале времени от t1 до t2 в множестве местоположений xi преобразователей с использованием алгебраического выражения
Figure 00000020
13. Система по п.8, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для определения средней акустической энергии
Figure 00000016
в по меньшей мере одном местоположении х путем интерполяции полученного значения
Figure 00000016
с использованием алгебраического выражения
Figure 00000021

где
Figure 00000022
- функция, удовлетворяющая соотношению:
Figure 00000023

Figure 00000024
приблизительно равно 1.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что
Figure 00000025
является функцией
Figure 00000026
15. Система по п.8, отличающаяся тем, что процессор дополнительно конфигурирован для отображения средней акустической энергии
Figure 00000016
на устройстве отображения.
16. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор конфигурирован для определения средней акустической энергии в множестве последовательных интервалов времени, причем каждое значение средней акустической энергии определяется в соответствии с алгоритмом, связанным с использованием по меньшей мере с одним из сигналов Р(хi, t).
17. Система по п.16, отличающаяся тем, что процессор конфигурирован для последовательного отображения на устройстве отображения представления каждого полученного значения средней акустической энергии.
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор конфигурирован для того, чтобы для каждой из одной или более полос частот осуществлять полосовую фильтрацию сигналов Р(хi, t) в заданной полосе частот и определять функцию средней акустической энергии для указанной полосы частот на основе по меньшей мере одного из фильтрованных сигналов.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что процессор конфигурирован для отображения одной или более функций средней акустической энергии, определенных для полосы частот на устройстве отображения.
20. Способ анализа звуков, возникающих в по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы пациента, заключающийся в том, что закрепляют на поверхности тела в области грудной клетки N преобразователей для получения N сигналов, где N - целое число, причем 1-й преобразователь закрепляют в положении хi и он индицирует начальный сигнал Р(хi, t), выражающий волны давления в местоположении xi, для i=1…N, обрабатывают сигналы Р(хi, t), чтобы сформировать фильтрованные сигналы, в которых по меньшей мере один компонент сигналов Р(хi, t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален, функцию
Figure 00000014
определяют в одном или более положений х в соответствии с алгоритмом, содержащим определение средней акустической энергии
Figure 00000016
в интервале времени от t1 до t2 в множестве местоположений хi преобразователей и
определение средней акустической энергии
Figure 00000016
в по меньшей мере одном местоположении х путем интерполяции определенного
Figure 00000027
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что звуки дыхательных путей отфильтровывают из начальных сигналов.
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что начальные сигналы отфильтровывают посредством полосового фильтра с полосой пропускания 15-45 Гц для отфильтровывания сигналов, являющихся респираторными звуками.
23. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно отображают изображение по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы на устройстве отображения.
24. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно формируют изображение по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы из по меньшей мере одного из отфильтрованных сигналов.
25. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно формируют изображение по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы в множестве моментов времени или в течение множества последовательных интервалов времени и последовательно отображают изображения на устройстве отображения.
26. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно определяют среднюю акустическую энергию
Figure 00000028
возникающую из сердечно-сосудистой системы в по меньшей мере одном местоположении х в течение интервала времени от первого времени t1 до второго времени t2, причем
Figure 00000014
определяют в соответствии с алгоритмом, связанным с по меньшей мере одним из обработанных сигналов.
27. Способ по п.26, отличающийся тем, что дополнительно сравнивают среднюю акустическую энергию
Figure 00000014
с одной или более заранее определенными функциями
Figure 00000017
и определяют функцию
Figure 00000029
среди функций
Figure 00000017
, наиболее сходную с
Figure 00000014
.
28. Способ по п.27, отличающийся тем, что посредством процессора дополнительно ставят диагноз на основе определенной функции.
29. Способ по п.26, отличающийся тем, что среднюю акустическую энергию
Figure 00000014
в интервале времени от t1 до t2 определяют в местоположении xi преобразователя с использованием алгебраического выражения
Figure 00000020
30. Способ по п.26, отличающийся тем, что среднюю акустическую энергию
Figure 00000014
в интервале времени от t1 до t2 определяют в множестве местоположений хi преобразователей с использованием алгебраического выражения
Figure 00000020
31. Способ по п.26, отличающийся тем, что среднюю акустическую энергию определяют в по меньшей мере одном местоположении х путем интерполяции полученного значения
Figure 00000016
с использованием алгебраического выражения
Figure 00000030

где
Figure 00000025
- функция, удовлетворяющая соотношению
Figure 00000031

Figure 00000032
приблизительно равно 1.
32. Способ по п.31, отличающийся тем, что
Figure 00000025
является функцией, соответствующей
Figure 00000033
33. Способ по п.26, отличающийся тем, что дополнительно отображают среднюю акустическую энергию
Figure 00000016
на устройстве отображения.
34. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно определяют среднюю акустическую энергию в множестве последовательных интервалов времени, причем каждое значение средней акустической энергии определяют в соответствии с алгоритмом с использованием по меньшей мере одного из сигналов Р(хi, t).
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что дополнительно последовательно отображают на устройстве отображения представление каждого полученного значения средней акустической энергии.
36. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно определяют среднюю акустическую энергию в множестве последовательных интервалов времени, причем каждую среднюю акустическую энергию определяют посредством алгоритма, связанного, по меньшей мере, с одним из сигналов P(xi, t).
37. Способ по п.20, отличающийся тем, что дополнительно для каждой из одной или более полос частот осуществляют полосовую фильтрацию сигналов Р(хi, t) в указанной полосе частот,
определяют функцию средней акустической энергии для указанной полосы частот на основе по меньшей мере одного из фильтрованных сигналов.
38. Способ по п.37, отличающийся тем, что дополнительно отображают на устройстве отображения одну или более функций средней акустической энергии, определенных для полосы частот.
39. Процессор, предназначенный для приема сигналов Р(хi, t) и генерирования из них изображения по меньшей мере части сердечно-сосудистой системы.
40. Применение способа анализа звуков заявленного в п.20 для диагностики нарушений сердечно-сосудистой системы.
41. Применение по п.40, в котором указанное заболевание выбрано из группы, состоящей из по меньшей мере аритмии сердца и заболевания сердечного клапана.
42. Машиночитаемый носитель данных, содержащий компьютерную программу, исполнение которой обеспечивает обработку N начальных сигналов Р(хi, t), где N - целое число, причем указанные сигналы индицируют волны давления в положении xi, где i=1…N, для формирования фильтрованных сигналов, в которых по меньшей мере один компонент сигналов Р(хi, t), не возникающий из сердечно-сосудистых звуков, удален.
RU2005141556/14A 2003-06-02 2004-06-01 Способ и система для анализа сердечно-сосудистых звуков RU2346653C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47459503P 2003-06-02 2003-06-02
US60/474,595 2003-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005141556A RU2005141556A (ru) 2006-06-10
RU2346653C2 true RU2346653C2 (ru) 2009-02-20

Family

ID=33490722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005141556/14A RU2346653C2 (ru) 2003-06-02 2004-06-01 Способ и система для анализа сердечно-сосудистых звуков

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7517319B2 (ru)
EP (1) EP1628576A1 (ru)
JP (1) JP2006526452A (ru)
KR (1) KR20060028682A (ru)
CN (1) CN100493458C (ru)
AU (1) AU2004243189A1 (ru)
BR (1) BRPI0410945A (ru)
CA (1) CA2527982A1 (ru)
RU (1) RU2346653C2 (ru)
TW (1) TW200509858A (ru)
WO (1) WO2004105612A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8033996B2 (en) * 2005-07-26 2011-10-11 Adidas Ag Computer interfaces including physiologically guided avatars
US8024974B2 (en) 2005-11-23 2011-09-27 3M Innovative Properties Company Cantilevered bioacoustic sensor and method using same
US7998091B2 (en) * 2005-11-23 2011-08-16 3M Innovative Properties Company Weighted bioacoustic sensor and method of using same
US8920343B2 (en) 2006-03-23 2014-12-30 Michael Edward Sabatino Apparatus for acquiring and processing of physiological auditory signals
US20080139893A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Warren Lee Apparatus And System For Sensing and Analyzing Body Sounds
CN101594826B (zh) * 2006-12-11 2012-06-06 迪普布雷兹有限公司 分析体音的方法和系统
EP2249706B1 (en) * 2008-03-04 2013-05-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Non invasive analysis of body sounds
US8218846B2 (en) 2008-05-15 2012-07-10 Superdimension, Ltd. Automatic pathway and waypoint generation and navigation method
US8218847B2 (en) 2008-06-06 2012-07-10 Superdimension, Ltd. Hybrid registration method
JP5603157B2 (ja) * 2010-07-15 2014-10-08 独立行政法人科学技術振興機構 情動制御装置
US8491488B1 (en) * 2010-10-01 2013-07-23 Blaufuss Medical Multimedia Laboratories, LLC Method and system for identifying cardiopulmonary findings by using a heart and lung sounds builder
WO2019071050A2 (en) 2017-10-04 2019-04-11 Ausculsciences, Inc. SENSOR OF SOUNDS OR VIBRATIONS OF AUSCULTATION
US11284827B2 (en) 2017-10-21 2022-03-29 Ausculsciences, Inc. Medical decision support system
US10828009B2 (en) 2017-12-20 2020-11-10 International Business Machines Corporation Monitoring body sounds and detecting health conditions
TWI775711B (zh) * 2022-02-22 2022-08-21 昌泰科醫股份有限公司 基於血流動力學及弦脈分析且與肝火旺盛/心火旺盛相關的特定生理綜合症偵測方法及系統

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3604852A (en) 1970-03-02 1971-09-14 Howard Wise Apparatus for the visual aesthetic display of sound
US3878832A (en) * 1973-05-14 1975-04-22 Palo Alto Medical Research Fou Method and apparatus for detecting and quantifying cardiovascular murmurs and the like
US4220160A (en) * 1978-07-05 1980-09-02 Clinical Systems Associates, Inc. Method and apparatus for discrimination and detection of heart sounds
US4387722A (en) 1978-11-24 1983-06-14 Kearns Kenneth L Respiration monitor and x-ray triggering apparatus
US4289142A (en) 1978-11-24 1981-09-15 Kearns Kenneth L Physiological occurrence, such as apnea, monitor and X-ray triggering device
SU993917A1 (ru) 1981-06-08 1983-02-07 Научно-Исследовательский Институт Сельского Хозяйства Нечерноземной Зоны Усср Устройство дл прослушивани вымени животных
US4777961A (en) 1985-10-15 1988-10-18 Bruce Saltzman High sensitivity stethoscopic system and method
US4833625A (en) 1986-07-09 1989-05-23 University Of Arizona Image viewing station for picture archiving and communications systems (PACS)
US5218969A (en) 1988-02-04 1993-06-15 Blood Line Technology, Inc. Intelligent stethoscope
US5213108A (en) 1988-02-04 1993-05-25 Blood Line Technology, Inc. Visual display stethoscope
US5010889A (en) 1988-02-04 1991-04-30 Bloodline Technology Intelligent stethoscope
GB8825611D0 (en) 1988-11-02 1988-12-07 Stoneman S A T Respiratory condition diagnosis & apparatus therefor
US5058600A (en) 1990-01-08 1991-10-22 Center For Innovative Technology Graphical readout of laryngotracheal spectra and airway monitor
US5016642A (en) * 1990-04-11 1991-05-21 Hewlett-Packard Company Slow motion cardiac imaging
JPH0482538A (ja) 1990-07-25 1992-03-16 Hitachi Ltd 呼吸音診断装置
US5309922A (en) 1992-09-21 1994-05-10 Center For Innovative Technology Respiratory sound analyzer for use in high noise environments
US5285788A (en) 1992-10-16 1994-02-15 Acuson Corporation Ultrasonic tissue imaging method and apparatus with doppler velocity and acceleration processing
US5526442A (en) 1993-10-04 1996-06-11 Hitachi Medical Corporation X-ray radiography method and system
US5492125A (en) 1995-02-10 1996-02-20 University Of Washington Ultrasound signal processing apparatus
US6390977B1 (en) 1995-06-07 2002-05-21 Alliance Pharmaceutical Corp. System and methods for measuring oxygenation parameters
US5957866A (en) 1995-07-03 1999-09-28 University Technology Corporation Apparatus and methods for analyzing body sounds
US5774558A (en) 1995-10-30 1998-06-30 Rsq, Llc Sound imager
IL117146A0 (en) 1996-02-15 1996-06-18 Gull Medical Software Systems Diagnosis of lung condition
US6152884A (en) 1996-04-25 2000-11-28 Bjoergaas; Per Samuel Method and instrument for examination of heart/arteries using microphones
US6168568B1 (en) * 1996-10-04 2001-01-02 Karmel Medical Acoustic Technologies Ltd. Phonopneumograph system
US5844997A (en) 1996-10-10 1998-12-01 Murphy, Jr.; Raymond L. H. Method and apparatus for locating the origin of intrathoracic sounds
RU2127075C1 (ru) 1996-12-11 1999-03-10 Корженевский Александр Владимирович Способ получения томографического изображения тела и электроимпедансный томограф
US6140565A (en) 1998-06-08 2000-10-31 Yamaha Corporation Method of visualizing music system by combination of scenery picture and player icons
IL124900A0 (en) 1998-06-14 1999-01-26 Tapuz Med Tech Ltd Apron for performing ecg tests and additional examinations
US6135960A (en) 1998-08-31 2000-10-24 Holmberg; Linda Jean High-resolution, three-dimensional whole body ultrasound imaging system
US6139505A (en) 1998-10-14 2000-10-31 Murphy; Raymond L. H. Method and apparatus for displaying lung sounds and performing diagnosis based on lung sound analysis
US6396931B1 (en) 1999-03-08 2002-05-28 Cicero H. Malilay Electronic stethoscope with diagnostic capability
US7343195B2 (en) 1999-05-18 2008-03-11 Mediguide Ltd. Method and apparatus for real time quantitative three-dimensional image reconstruction of a moving organ and intra-body navigation
AU7845900A (en) 1999-09-29 2001-04-30 Siemens Corporate Research, Inc. Multi-modal cardiac diagnostic decision support system and method
US6572560B1 (en) * 1999-09-29 2003-06-03 Zargis Medical Corp. Multi-modal cardiac diagnostic decision support system and method
US6527729B1 (en) * 1999-11-10 2003-03-04 Pacesetter, Inc. Method for monitoring patient using acoustic sensor
US6381351B1 (en) 1999-11-24 2002-04-30 Direct Radiography Corp. Weighted inverse topography method for digital x-ray image data processing
US6944330B2 (en) 2000-09-07 2005-09-13 Siemens Corporate Research, Inc. Interactive computer-aided diagnosis method and system for assisting diagnosis of lung nodules in digital volumetric medical images
KR100387201B1 (ko) 2000-11-16 2003-06-12 이병훈 자동판독 기록진단장치
GB0118728D0 (en) 2001-07-31 2001-09-26 Univ Belfast Monitoring device
US20030130588A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-10 Igal Kushnir Method and system for analyzing respiratory tract sounds

Also Published As

Publication number Publication date
TW200509858A (en) 2005-03-16
JP2006526452A (ja) 2006-11-24
KR20060028682A (ko) 2006-03-31
EP1628576A1 (en) 2006-03-01
US7517319B2 (en) 2009-04-14
US20040267149A1 (en) 2004-12-30
WO2004105612A1 (en) 2004-12-09
CA2527982A1 (en) 2004-12-09
BRPI0410945A (pt) 2006-06-27
CN1819797A (zh) 2006-08-16
RU2005141556A (ru) 2006-06-10
AU2004243189A1 (en) 2004-12-09
CN100493458C (zh) 2009-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2314751C2 (ru) Система для анализа и формирования изображения шума дыхательных путей
CN101594826B (zh) 分析体音的方法和系统
US6488629B1 (en) Ultrasound image acquisition with synchronized reference image
RU2346653C2 (ru) Способ и система для анализа сердечно-сосудистых звуков
US5957866A (en) Apparatus and methods for analyzing body sounds
EP2440139B1 (en) Method and apparatus for recognizing moving anatomical structures using ultrasound
JP6443517B2 (ja) 生体情報測定装置および生体情報測定装置もしくは生体情報測定システムの作動方法
JP2010517660A (ja) 肺機能の領域別評価システムおよびその方法
De Panfilis et al. Multi-point accelerometric detection and principal component analysis of heart sounds
JP2009517120A (ja) 肺の生理機能の領域評価のための方法及びシステム
RU2264786C1 (ru) Способ определения основных функциональных показателей миогемодинамики сердца
KR20220044902A (ko) 진단 지원 프로그램
Khosrow-Khavar Automatic and Non-Invasive Delineation of the Seismocardiogram Signal for the Estimation of Cardiac Time Intervals with Applications in Diastolic Timed Vibration and Early Stage Hemorrhage Detection
WO2020232606A1 (zh) 一种心脏舒张功能评估方法、设备和系统
CN111345791A (zh) 一种脉搏波测量装置
US20230329563A1 (en) Phonocardiogram (pcg) signal processing systems and methods for determining cardiac tissue and valvular blood flow parameters
MXPA05013006A (en) Method and system for analyzing cardiovascular sounds
WO2024214802A1 (ja) 診断支援プログラムおよび診断支援システム
JP7182391B2 (ja) 超音波診断装置
Ulusar Fetal breathing movement and its distinctive characteristics in bio-magnetic data

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090602