WO2012160999A1 - 聴診トレーニングシステム及び模擬聴診器 - Google Patents

聴診トレーニングシステム及び模擬聴診器 Download PDF

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WO2012160999A1
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sound
biological
collection unit
simulated
display means
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PCT/JP2012/062218
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English (en)
French (fr)
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俊哉 中口
政裕 田邊
Original Assignee
国立大学法人千葉大学
ケンツメディコ株式会社
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Publication date
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    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
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    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B7/00—Instruments for auscultation

Definitions

  • the present invention relates to an auscultation training system and a simulated stethoscope. .
  • the doctor When a patient first visits a doctor and complains of his / her medical condition, the doctor first calls an interview, asks the patient for his / her medical history / symptoms, and examines his / her physical findings. At that time, as part of the examination, the doctor applies a stethoscope (accurately, the sound collection part) to the affected part of the patient and listens to body sounds (breathing sounds, heart sounds, intestinal noise, etc.) and diagnoses the medical condition and disease name from the abnormalities. .
  • a stethoscope accurately, the sound collection part
  • a stethoscope is roughly divided into a sound collection unit, a tube (also called a rubber tube), and an ear canal.
  • an auscultation training system has been adopted to virtually train auscultation.
  • This system is roughly composed of a mannequin, a biological sound database, and a biological sound reproducing device.
  • the mannequin has small speakers embedded at a plurality of predetermined positions in the chest.
  • the biological sound database holds biological sound (normal sound, abnormal sound) recorded in advance in association with a predetermined position on the chest from a true patient as information.
  • the biological sound reproducing apparatus extracts predetermined biological sound information from the biological sound database according to a predetermined position and reproduces it, and emits reproduced biological sound from a small speaker.
  • This system is operated by the instructor, and the trainee auscultates the reproduced body sound (normal sound, abnormal sound) emitted from a small speaker using a stethoscope and answers the disease name, and the instructor corrects the answer in some cases Auscultation training is performed. If a correct answer is prepared separately, the trainee can also train alone without a supervising doctor.
  • Patent Document 1 listed below receives a simulated stethoscope, a human body model, an auscultation detection sensor for detecting an auscultation operation by the simulated stethoscope, and a detection signal created from the detection sensor, and the auditory canal of the simulated stethoscope.
  • An auscultation training system having a control unit that reproduces a body sound at an auscultation position corresponding to a detection signal from a body sound reproduction unit provided in the unit is disclosed.
  • Patent Document 2 has a movable roaming device and a positioning device for determining the position information of the roaming device. The position information is received, and the position information is compared with a predetermined set of regions.
  • a medical condition simulating system is disclosed that utilizes a computing device that, when matched, transmits information indicative of a medical condition.
  • auscultation training is conducted in the form of an inquiry and then auscultation.
  • a manikin can be used for auscultation training, an interview cannot be performed on a mannequin. Therefore, the interview is conducted on a simulated patient, not a true patient.
  • the mock patient acts as a true patient and appeals to his trainee for his medical history and symptoms.
  • Patent Document 1 uses a human body model and cannot solve the above problems.
  • the test subject may be a mannequin or a simulated patient (standard patient) (paragraph 0017).
  • a predetermined position on the subject of the head (headpiece) can be detected, a biological sound corresponding to the predetermined position can be taken out from a sound file of a computer, and a reproduced biological sound can be heard from the stethoscope earpiece by the trainee (0033, 0034) See paragraph).
  • the reproduced biological sound includes breathing sounds and heart sounds. If the subject performs breathing motion at a timing different from the reproduced breathing sound (reproduced breathing sound), the trainee feels uncomfortable and the training effect Will fall.
  • the computer measures the timing of the subject's breathing movement, expands or compresses the timing of the respiration breathing sound according to the measured value, and then lets the trainee hear the respiration breathing sound. (0030 paragraph).
  • the prior art 2 is designed to obtain the position of the roaming device three-dimensionally and determine the contact between the device and the subject from the position information, it is extremely high accuracy to determine the contact determination from the position information. There was a problem that misjudgment occurred frequently.
  • the present invention is to provide an inexpensive and simple auscultation training system.
  • an auscultation training system that solves the above-described problem includes a sound stethoscope, a simulated stethoscope including a tube and an ear canal, a position detection unit that detects the position of the sound collection unit, and a body sound.
  • the apprentice interviews the simulated patient and performs auscultation with the sound collection unit applied to the chest of the simulated patient
  • the apprentice The simulated living body sound reproduced from the reproducing means is heard from the eustachian tube
  • the sound collection unit includes position display means for displaying the position
  • the position detection means includes the chest and position display means of the simulated patient.
  • the biological sound reproduction means includes an audio regenerator attached to the simulated stethoscope, and the biological sound reproduction means and the audio regenerator are connected to each other wirelessly or by wire.
  • the means extracts predetermined biological sound information from the biological sound database in accordance with the position of the sound collection unit detected by the position detecting means and emits the reproduced biological sound from the sound reproducing device.
  • the system reaches the trainee's ear through the ear canal, and the system further includes timing display means for displaying the repetitive timing of the regenerated breathing sound. The operation can be performed in accordance with the timing of the breathing sound in the reproduced biological sound.
  • an auscultation training system includes a sound stethoscope, a simulated stethoscope comprising a tube and an ear canal, position detecting means for detecting the position of the sound collection unit, a body sound database, and a living body.
  • the patient's chest and position display means are photographed and image-processed to detect the position of the sound collection unit on the simulated patient's chest.
  • the biological sound including breathing sound and heart sound recorded in association with the position is stored as information
  • the biological sound reproducing means includes a sound reproducing device attached to the simulated stethoscope, and the biological sound reproducing means When It is connected to the voice player wirelessly or by wire, and the biological sound reproducing means extracts predetermined biological sound information from the biological sound database according to the position of the sound collection unit detected by the position detecting means and reproduces it from the voice player. Reproduced body sound is emitted from the sound player through the ear canal to the trainee's ear, and the timing display means the simulated patient sees it and records his breathing motion. This is to match the timing of the breathing sound in the body sound.
  • the position display means is an infrared LED and the position detection means is an infrared digital camera.
  • the position display means is an optical symbol such as a character, a symbol, a figure, or a pattern.
  • the position display means is the sound collection unit itself.
  • the sound collection unit includes a contact sensor and that the sound collection unit detects that it has hit the simulated patient's chest.
  • the position display means is lit when the contact sensor detects it.
  • the biological sound reproducing means includes a correcting means capable of correcting the repetitive timing of the reproduced breathing sound, and the predetermined biological sound information is obtained from the biological sound database. It is a preferable aspect to emit the reproduced biological sound from the voice regenerator after correcting the repetition timing of the reproduced breathing sound when the reproduced biological sound is emitted from the voice reproducer.
  • a simulated stethoscope includes a sound collection unit, a tube, and an ear canal, and the sound collection unit includes an infrared LED as a position display means for displaying the position.
  • the sound collection unit, the tube, and the ear canal is provided with an audio regenerator that emits a reproduced biological sound.
  • the present invention can provide an inexpensive and simple auscultation training system. More specifically, since the present invention does not use a device for measuring the timing of breathing motion, the system is simplified and inexpensive.
  • FIG. 1 It is a conceptual diagram for demonstrating an example of an auscultation training system. It is explanatory drawing which shows typically schematic structure of an auscultation training system. It is explanatory drawing which shows the external appearance structure of the simulation stethoscope 1 of an auscultation training system. It is explanatory drawing which shows an example of the use condition of an auscultation training system. It is a block diagram which shows the functional structure of a control part. It is a flowchart which shows the flow of a process of a control part. It is a figure which shows the example of a normal heart sound, an abnormal heart sound, a normal respiratory sound, and an abnormal respiratory sound with a waveform.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining an example of an auscultation training system
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of the auscultation training system of the present embodiment
  • FIG. 3 is a simulated auscultation of the auscultation training system
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a usage state of the auscultation training system
  • FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the control unit
  • FIG. 6 is a control diagram. It is a flowchart which shows the flow of a process of a part.
  • the auscultation training system 1 of the present embodiment includes a simulated stethoscope 1 and a simulated stethoscope that are used by the trainee 7 to perform a simulated auscultation operation on the simulated patient 8.
  • 1 includes a position detection means 2 for detecting the position of the sound collection unit 1 a, a breathing timing presentation means 5 for presenting breathing timing to the simulated patient 8, and a body sound database 3, according to the position of the simulated stethoscope 1.
  • the control unit 6 for generating appropriate body sounds and the transmission unit 4 for transmitting the body sounds generated by the control unit 6 by wireless communication are mainly configured.
  • the simulated stethoscope 1 is formed by imitating the external shape of a stethoscope used by a doctor or the like at the actual medical site for auscultation and abuts against the body surface of the simulated patient 8.
  • a sound collection unit 1a having an auscultation surface, a Y-shaped part 1b made of a soft material extending from the sound collection unit 1a and bifurcated, and a biological sound attached and transmitted in the middle of the Y-shaped unit 1b
  • An audio player 4a that receives and reproduces a body sound, and mainly includes an ear canal 1c that is attached to each end of the branched Y-shaped part and can be inserted into the ear hole 7a of the trainee 7.
  • the simulated stethoscope 1 may be formed by improving a part of an actual stethoscope.
  • the sound collection unit 1 a of the simulated stethoscope 1 is attached to the auscultation surface in contact with the body surface of the simulated patient 8 and detects the contact state with the body surface.
  • Contact detection means 1f provided with an automatic switch, and position display means 1d that emits infrared light when attached to the upper surface of the sound collection unit 1a (behind the auscultation surface) and the sound collection unit 1a touches the body surface ( Infrared LED) mainly.
  • a two-dimensional CCD sensor capable of infrared recording is used to detect the position of the sound collection unit 1a having the position display means 1d.
  • the contact state of the sound collection unit 1a with the body surface of the simulated patient 8 is detected by the contact detection unit 1f, and the position display unit 1d emits light only when the sound collection unit 1a is in contact with the body surface of the simulation patient 8. It is supposed to be. Therefore, when the position detection means 2 detects the light emission of the position display means 1d, the position detection means 2 is in a state in which the sound collection unit 1a is in contact with the body surface of the simulated patient 8, and the sound collection unit 1a is in the body of the simulation patient 8. The contact position with respect to the front surface can be acquired simultaneously. The position detection unit 2 sends these pieces of information to the control unit 6.
  • the control unit 6 is a main component of the auscultation training system of the present embodiment, and can perform various signal control and processing in accordance with the detection signal transmitted from the position detection unit 2.
  • the simulated stethoscope 1 can reproduce a desired body sound from the ear canal unit 1c.
  • the control unit 6 is configured to convert the biological sound data shown in FIG. 7 reproduced from the biological sound reproduction unit into gender, age, case, symptom, and auscultation position.
  • the body sound storage unit 3 the image input unit 10 for inputting the image detected by the position detection means 2, and the contact state and position of the sound collection unit 1a from the image input unit 10
  • the control unit 6 can use a commercially available personal computer, and can perform various operations and data input using operation input devices such as a keyboard and a mouse. It has become.
  • control unit 6 independently controls and synthesizes the sound pressure and the reproduction speed of the heart sound and the breathing sound, which are the body sound data to be reproduced, according to the position of the sound collection unit 1a detected by the position detection unit 2.
  • a breathing timing generation unit 18 that generates a breathing timing synchronized with the biological sound processing unit 17, and a breathing timing display unit 5 that presents the breathing timing of the simulated patient 8 by expansion and contraction of characters and a rectangular image.
  • a reproduction condition setting unit capable of selecting various reproduction conditions such as a plurality of cases and symptoms that can be experienced by the trainee 7 based on the body sound data stored in the body sound storage unit 3. 19.
  • the control unit 6 makes it possible to visually recognize the contact state and position of the sound collection unit 1a detected by the position detection unit 2 and other various information, and performs signal control on an output device such as a monitor.
  • Output control unit 20 for output.
  • the biological sound database 3 stores a plurality of corresponding biological sound data according to the position of the sound collection unit 1a.
  • the position of the sound collection unit 1a is recorded based on the standard body shape data 15, but the position of the sound collection unit 1a detected by the position detection means 2 is the position information on the body shape of the simulated patient 8. Therefore, it is necessary to acquire the relationship between the standard body shape recorded in the body sound storage unit 3 and the body shape of the simulated patient 8. Therefore, the control unit 6 acquires the positional relationship between the center of the left and right clavicles and the xiphoid process, and calculates the relationship between the standard body shape data 15 and the body shape of the simulated patient 8.
  • the trainee 7 sequentially contacts the central part of the left and right clavicles and the xiphoid part of the simulated patient 8 in preparation for using the auscultation training system, and the control unit 6 Get location information.
  • the body type calibration unit 14 built in the control unit 6 calculates the relationship between the standard body type data 15 and the body type of the simulated patient 8.
  • the biological sound reproducing means 4 reproduces the predetermined biological sound information extracted from the biological sound database according to the position of the sound collection unit detected by the position detecting means through the sound reproducing device 4a provided in the simulated stethoscope. It can be generated.
  • the reproduced living body sound reaches the trainee's ear through the eustachian tube.
  • voice player 4a it is preferable that it is a small speaker, for example.
  • the breathing timing display means 5 displays the breathing timing for the simulated patient on a display device or the like, and based on this display, the simulated patient synchronizes his breathing operation with the timing of the respiration breathing sound. This is a completely opposite idea from the prior art.
  • the same procedure as an auscultation operation using a normal stethoscope is performed on the simulated patient 8, thereby defining the standard procedure for medical examination.
  • the apprentice 7 can experience a continuous auscultation according to the progress of various cases and medical conditions, and under a tension equivalent to that of actual medical treatment.
  • the body sound data reproduced from the ear canal unit 1c of the simulated stethoscope 1 is similar to the body sound heard when an actual stethoscope is used. Since the timings of the respiration sounds to be reproduced match, the trainee 7 can learn the auscultation technique without feeling uncomfortable.
  • the contact state and position of the sound collection unit 1a with respect to the body surface of the simulated patient 8 are detected, the contact detection means 1f provided with a mechanical switch, and the position display that emits infrared light in the contact state.
  • the contact detection means 1f may be other than this.
  • a pressure sensor for example, a pressure sensor, a resistance film type contact sensor, a capacitance type contact sensor, an optical proximity sensor, an ultrasonic proximity sensor, or the like can be used as the contact detection means 1f.
  • the sound collection unit 1a is preferably formed to imitate a sound collection unit of a stethoscope that is used by a doctor or the like during auscultation in an actual medical field
  • position display means 1d that emits infrared light.
  • position display means 1d that emits visible light
  • position detection means 2 that uses a two-dimensional CCD sensor that detects visible light.
  • a position of the sound collection unit 1a by arranging a design as a detection index such as a figure or a character in the sound collection unit 1a and detecting the design using a two-dimensional CCD sensor.
  • infrared light is preferable from the viewpoint of suppressing the influence of light emitted from the surrounding environment, but as means for further suppressing the influence of environmental light, modulation such as blinking and blinking of the position display means 1d at a constant period Can be added.
  • position information in the depth direction can be obtained by using an optical, magnetic or mechanical three-dimensional position detection device as the position detection means 2, the role of the contact detection means 1f can be substituted. it can.
  • contact detection is difficult because contact detection requires high position detection accuracy in the depth direction, and the body surface (particularly the chest) of the simulated patient 8 changes due to respiratory changes.
  • the body calibration unit has been described to calculate the relationship between the standard body shape and the body shape of the simulated patient 8 from the correspondence between the positions of the three points of the central part of the left and right clavicle and the xiphoid process part. As a means for improving accuracy, the number of corresponding positions can be increased. Furthermore, it is possible to automatically detect the body shape of the simulated patient 8 by analyzing an image acquired by a two-dimensional CCD sensor used as the position detection means 2 by an image recognition technique.
  • the timing presentation method of the breathing timing display means 5 can be realized by blinking the light emitting device alone in addition to the presentation method combining characters and images. It can also be presented to the simulated patient 8 using sounds such as voice and rhythm. At this time, it is necessary to consider that the voice is transmitted only to the simulated patient 8.
  • the respiratory timing can be presented to the simulated patient 8 using a small vibration device or a weak current.
  • the system of the present invention is used for auscultation training to improve auscultation techniques of trainees such as medical students aiming at doctors, nursing students aiming at nurses, pharmacy students aiming at pharmacists, and students aiming at caregivers. Since the auscultation training can be performed for the simulated patient in a natural flow from inquiry to auscultation, the training effect is high. Nevertheless, since the system is simple, it can be provided at low cost, so it is highly available.

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Abstract

　模擬患者の呼吸動作を測定する装置を使わず簡易な構成で安価な本聴診トレーニングシステムを提供する。そのため本聴診トレーニングシステムは、位置表示手段（１ｄ）を備えた採音部、チューブ及び耳管からなる模擬聴診器（１）、採音部位置を検知する位置検知手段（２）、生体音データベース（３）、生体音再生手段（４）及び再生呼吸音の繰り返しタイミングを表示するタイミング表示手段（５）からなる。データベースは、予め真の患者から胸の位置に対応付けて録音された生体音を情報として保有している。また、生体音再生手段は音声再生器（４ａ）を備えており、位置検知手段が検知した採音部位置に応じてデータベースから所定の生体音情報を取り出し音声再生器から再生生体音を発し、それを実習生は耳管を通して聞く。そして、タイミング表示手段は模擬患者がそれを見て自分の呼吸動作を再生呼吸音に合わせる。

Description

聴診トレーニングシステム及び模擬聴診器
　本発明は、聴診トレーニングシステム及び模擬聴診器に関するものである。　　　　
　患者が最初に医師を訪れ、病状を訴えた場合、医師は最初に問診と称して、患者から病歴・症状を聞き身体所見を診る。その際、医師は診察の一環として聴診器（正確には採音部）を患者の患部に当てて生体音（呼吸音、心音、腸雑音等）を聴きその異常性から病状、病名を診断する。
　聴診器は大きく分けて採音部、チューブ（ゴム管とも呼ばれる）及び耳管からなる。
　ところで、医師を目指す医学生や看護師を目指す看護学生などの実習生は、聴診の技術を修得しなければならない。そのため、実習生に対して聴診トレーニングが行われている。従来は、心音、呼吸音などの音源が収録されたＤＶＤの付録があるテキストブックや外来や病室で真の患者を医師（指導医）が聴診した後、実習生に聴診を行わせることにより聴診をトレーニングする等の学習が行われていた。しかし、これでは真正性がなかったり、患者の負担になり、多数の実習生に対してトレーニングすることができないなどの問題があった。希な病気の場合には患者そのものが少ないといった問題もある。
　そのため、最近は聴診を仮想的にトレーニングするため聴診トレーニングシステムが採用されている。このシステムは、大きく分けて、マネキン、生体音データベース及び生体音再生装置から構成されている。マネキンには胸の中の複数の所定位置に小型スピーカーが埋め込まれている。生体音データベースは予め真の患者から胸の所定位置に対応付けて録音された生体音（正常音、異常音）を情報として保有している。生体音再生装置は、所定位置に応じて生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し再生し小型スピーカーから再生生体音を発する。このシステムは指導医が操作し、実習生は小型スピーカーから発せられた再生生体音（正常音、異常音）を、聴診器を使って聴診し病名を回答し、場合によって指導医が回答を正すことで聴診トレーニングが行われる。別途、正解を用意しておけば、指導医なしで実習生が単独でトレーニングを行うこともできる。
　また、下記特許文献１には、模擬聴診器と、人体モデルと、模擬聴診器による聴診動作を検知する聴診検知センサと、この検知センサから創出される検知シグナルを受付け、模擬聴診器の耳管部に設けられた生体音再生部から検知シグナルに対応する聴診位置の生体音を再生させる制御部を有する聴診トレーニングシステムが開示されている。
　また、下記特許文献２には、移動可能なローミングデバイスと、ローミングデバイスの位置情報を決定するポジショニングデバイスを有し、この位置情報を受け取り、位置情報と予め備えた領域の規定セットとを比較し、一致する場合に、医学的様態を示す情報を送信するコンピューティングデバイスを利用する医学的様態シミュレートシステムが開示されている。
特開２００５－０７７５２１号公報 特表２００８－５１８２７７号公報
　通常、聴診トレーニングは、まず問診しその後に聴診という流れで実施される。聴診トレーニングではマネキンを使えるものの、問診はマネキンには行えない。そのため、問診は真の患者ではなく、模擬患者に対して行われている。模擬患者は真の患者を装って演技して病歴・症状を実習生に訴えるのである。
　即ち、実習生は、まず模擬患者に対し問診を行い、その後にマネキンに対し聴診を行うのである。しかし、この方法は、対象が模擬患者からマネキンと変わるので、実習生にとって違和感があり、実習の真正性が落ちる。また、マネキンは現時点において、米国製で約６００万円、国産で約３００万円と極めて高価である。
　上記特許文献１に記載の技術は人体モデルを用いるものであって、上記の課題を解決することができない。
　上記特許文献２に記載の技術は、被験者はマネキンでも模擬患者（標準患者）でもよいとされ（００１７段落）、特に図６に開示されたシステムでは、カメラを使って聴診器正確には採音部（ヘッドピース）の被験者上の所定位置を検知し、その所定位置に応じた生体音をコンピューターの音ファイルから取り出し聴診器イヤピースから再生生体音を実習生に聴かせることができる（００３３、００３４段落参照）。　
　しかしながら、再生生体音は呼吸音と心音を含んでおり、仮に被験者がこの再生された呼吸音（再生呼吸音）と異なるタイミングで呼吸動作を行ったとすると、実習生にとって違和感が出て、実習効果が落ちてしまう。
　そこで、先行技術２では、コンピューターが被験者の呼吸動作のタイミングを測定し、この測定値に合わせて再生呼吸音のタイミングを伸張又は圧縮し、その上で再生呼吸音を実習生に聞かせることにしている（００３０段落）。
　しかし、このような呼吸動作のタイミングを測定する装置はシステムを複雑・高価にする問題があり、このシステムは実用化されていない。
　さらに、先行技術２ではローミングデバイスの位置を三次元的に取得し、デバイスと被験者の接触を位置情報から判定するよう設計されているが、接触の判定を位置情報から判定することは極めて高い精度が求められ誤判定が多発するという問題があった。
　そこで、本発明は、上記課題を鑑み、安価で簡易な聴診トレーニングシステムを提供することにある。
　ここで、上記課題を解決する本発明の一観点にかかる聴診トレーニングシステムは、採音部、チューブ及び耳管からなる模擬聴診器と、採音部の位置を検知する位置検知手段と、生体音データベースと、生体音再生手段と、を有して構成され、実習生が模擬患者に問診を行った後、採音部を模擬患者の胸に当てて聴診を行ったとき、実習生が生体音再生手段から再生された模擬生体音を耳管から聞かされるものであって、採音部は、その位置を表示する位置表示手段を備え、位置検知手段は、模擬患者の胸及び位置表示手段を撮影し画像処理することにより、前記採音部が模擬患者の胸のどこの位置にあるかを検知するものであり、生体音データベースは、予め真の患者から胸の位置に対応付けて録音された、呼吸音と心音を含む生体音を情報として保有しており、生体音再生手段は、模擬聴診器に取り付けられた音声再生器を備えており、生体音再生手段と音声再生器とは無線又は有線で連結されており、生体音再生手段は、位置検知手段が検知した採音部の位置に応じて生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し音声再生器から再生生体音を発するものであり、発せられた再生生体音は、音声再生器から耳管を通して実習生の耳に届き、更に、本システムは、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを表示するタイミング表示手段を備えており、模擬患者はタイミング表示手段を見て自分の呼吸動作を、再生生体音における呼吸音のタイミングに合わせて行うことができるものである。
　また、本発明の他の一観点にかかる聴診トレーニングシステムは、採音部、チューブ及び耳管からなる模擬聴診器と、採音部の位置を検知する位置検知手段と、生体音データベースと、生体音再生手段と、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを表示するタイミング表示手段と、を有するものであって、採音部は、その位置を表示する位置表示手段を備え、位置検知手段は、模擬患者の胸及び位置表示手段を撮影し画像処理することにより、採音部が模擬患者の胸のどこの位置にあるかを検知するものであり、生体音データベースは、予め真の患者から胸の位置に対応付けて録音された、呼吸音と心音を含む生体音を情報として保有しており、生体音再生手段は、模擬聴診器に取り付けられた音声再生器を備えており、生体音再生手段と音声再生器とは無線又は有線で連結されており、生体音再生手段は、位置検知手段が検知した採音部の位置に応じて生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し音声再生器から再生生体音を発するものであり、発せられた再生生体音は、音声再生器から耳管を通して実習生の耳に届き、タイミング表示手段は、模擬患者がそれを見て自分の呼吸動作を、記再生生体音における呼吸音のタイミングに合わせるためのものである。
　なお、上記観点において、限定されるわけではないが、位置表示手段が赤外線ＬＥＤであり、位置検知手段が赤外線デジタルカメラであることは好ましい一態様である。
　また、上記観点において、限定されるわけではないが、位置表示手段が文字、記号、図形、模様などの光学的シンボルであることは好ましい一態様である。
　また、上記観点において、限定されるわけではないが、位置表示手段が前記採音部そのものであることは好ましい一態様である。
　また、上記観点において、限定されるわけではないが、採音部が接触センサーを備え、採音部が模擬患者の胸に当たったことを検知することは好ましい一態様である。
　また、上記観点において、限定されるわけではないが、接触センサーが検知したとき、位置表示手段が点灯することは好ましい一態様である。
　また、上記観点において、限定されるわけではないが、生体音再生手段は、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを修正することができる修正手段を備えており、生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し音声再生器から再生生体音を発する際に、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを修正した上で、前記音声再生器から再生生体音を発することは好ましい一態様である。
　また、本発明の他の一観点に係る模擬聴診器は、採音部、チューブ及び耳管を有するものであって、採音部が、その位置を表示する位置表示手段としての赤外線ＬＥＤを備え、採音部、チューブ又は耳管の少なくともいずれかが、再生生体音を発する音声再生器を備えているものである。
　以上本発明により、安価で簡易な聴診トレーニングシステムを提供することができる。より具体的に説明すると、本発明では呼吸動作のタイミングを測定する装置を使わないので、システムが簡素になり安価で済むといった効果がある。
聴診トレーニングシステムの一例を説明するための概念図である。 聴診トレーニングシステムの概略構成を模式的に示す説明図である。 聴診トレーニングシステムの模擬聴診器１の外観構成を示す説明図である。 聴診トレーニングシステムの使用状態の一例を示す説明図である。 制御部の機能的構成を示すブロック図である。 制御部の処理の流れを示すフローチャートである。 正常心音、異常心音、正常呼吸音、異常呼吸音の例を波形で示す図である。
　以下、本発明の実施形態に係る聴診トレーニングシステムについて、図１乃至図５に基づいて説明する。図１は聴診トレーニングシステムの一例を説明するための概念図であり、図２は本実施形態の聴診トレーニングシステムの概略構成を模式的に示す説明図であり、図３は聴診トレーニングシステムの模擬聴診器１の外観構成を示す説明図であり、図４は聴診トレーニングシステムの使用状態の一例を示す説明図であり、図５は制御部の機能的構成を示すブロック図であり、図６は制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
　本実施形態の聴診トレーニングシステム１は、図２乃至図５に示すように、模擬患者８に対し、実習生７が模擬的に聴診動作を行うために使用する模擬聴診器１と、模擬聴診器１の採音部１ａの位置を検出する位置検知手段２と、模擬患者８に対し呼吸タイミングを提示する呼吸タイミング提示手段５と、生体音データベース３を内蔵し、模擬聴診器１の位置に応じて適切な生体音を生成する制御手段６と、制御部６で生成した生体音を無線通信により送信する送信部４とを具備して主に構成されている。
　模擬聴診器１は、図２に示すように、実際の医療現場において医師等が聴診の際に利用する聴診器の外観形状を模して形成され、模擬患者８の体表に対して当接される聴診面を有する採音部１ａ、採音部１ａから延設され二つに分岐した軟素材製のＹ字部１ｂ、Ｙ字部１ｂの途中に取着され無線送信された生体音を受信し生体音を再生する音声再生器４ａ、分岐したＹ字部のそれぞれの端部に取着され、実習生７の耳孔部７ａに挿着可能な耳管部１ｃを有して主に構成されている。なお、係る模擬聴診器１は、実際の聴診器の一部を改良することによって形成した物であっても構わない。
　模擬聴診器１の採音部１ａは、図２に示すように、模擬患者８の体表に対して当接される聴診面に取着され体表への当接状態を検知するため、機械的スイッチを配した当接検知手段１ｆと、採音部１ａの上面（聴診面の裏側）に取着され採音部１ａが体表に当節した時に赤外線光を発光する位置表示手段１ｄ（赤外線ＬＥＤ）を有して主に構成されている。
　位置検知手段２は、位置表示手段１ｄを有する採音部１ａの位置を検出するために赤外線記録が可能な２次元ＣＣＤセンサが利用されている。採音部１ａが模擬患者８の体表に対する当接状態は当接検知手段１ｆにより検知され、位置表示手段１ｄは、採音部１ａが模擬患者８の体表への当接状態時にのみ発光するようになっている。従って位置検知手段２が位置表示手段１ｄの発光を検出することにより、位置検知手段２は採音部１ａが模擬患者８の体表に対する当接状態と、採音部１ａが模擬患者８の体表に対する当接位置を同時に取得することができる。位置検知手段２はこれらの情報を制御部６へ送出する。
　制御部６は、本実施形態の聴診トレーニングシステムの主要構成をなす物であり、位置検知手段２から送出される検知シグナルに応じて、種々の信号制御及び処理を行うことが可能であり、最終的に模擬聴診器１に耳管部１ｃから所望の生体音の再生を可能とするものである。係る制御部６は、その機能的構成として、図４に示すように、生体音再生部から再生される図７に示す生体音データを、性別、年齢別、症例別、症状別、及び聴診位置別に分類し、データベース化して記憶する生体音記憶部３と、位置検知手段２によって検知された画像を入力する画像入力部１０と、画像入力部１０から採音部１ａの当接状態と位置に係る情報を含む検知シグナルを受付ける発光検出部１１と、発光検出部１１と体型キャリブレーション部のデータから採音部１ａの位置を算出する聴診位置算出部１２と、採音部１ａの位置に対応する生体音データを生体音記憶部３から抽出する生体音抽出部１３と、生体音を無線通信によって送出するための信号制御を行う再生制御部１６を主に具備して構成されている。なお、制御部６は、図１に示すように、市販のパーソナルコンピュータを利用することが可能であり、キーボード及びマウス等の操作入力機器を利用して種々の操作及びデータの入力等ができるようになっている。
　さらに制御部６は、位置検知手段２によって検知された採音部１ａの位置に応じて、再生する生体音データである心音と呼吸音の音圧と再生速度を独立して制御し合成することができる生体音処理部１７と、生体音処理部１７に同期する呼吸タイミングを生成する呼吸タイミング生成部１８と、模擬患者８の呼吸タイミングを文字と矩形画像の伸縮により提示する呼吸タイミング表示手段５と、実習生７が体験することの可能な複数の症例及び症状等の種々の再生条件を前述の生体音記憶部３に記憶された生体音データに基づいて選択することのできる再生条件設定部１９を具備している。さらに、制御部６は、位置検知手段２によって検知された採音部１ａの当接状態や位置、及びその他の種々の情報を視覚的に認識可能にして、モニタなどの出力機器に信号制御して出力するための出力制御部２０を有している。
　生体音データベース３には採音部１ａの位置に応じて、対応する生体音データが複数記憶されている。ここでの採音部１ａの位置は標準体型データ１５を基準として位置情報が記録されているが、位置検知手段２によって検知された採音部１ａの位置は模擬患者８の体型における位置情報であるため、生体音記憶部３に記録された標準体型と模擬患者８の体型の関係を取得する必要がある。そこで、制御部６は左右両鎖骨の中央部と剣状突起部の３点の位置関係を取得し、標準体型データ１５と模擬患者８の体型の関係を算出する。具体的な方法として、実習生７は聴診トレーニングシステムを使用する前準備として模擬患者８の左右両鎖骨の中央部と剣状突起部に順に、採音部１ａを当接し、制御部６がそれぞれの位置情報を取得する。３点の位置情報取得後に制御部６に内蔵された体型キャリブレーション部１４が標準体型データ１５と模擬患者８の体型の関係を算出する。
　生体音再生手段４は、位置検知手段が検知した採音部の位置に応じて生体音データベースから取り出された所定の生体音情報を、模擬聴診器に備え付けられる音声再生器４ａを通じて再生生体音を発生させることができるものである。なお、発せられた再生生体音は、耳管を通して実習生の耳に届く。なお、音声再生器４ａの構成としては、例えば小型のスピーカーであることが好ましい。
　呼吸タイミング表示手段５は、模擬患者に対し呼吸のタイミングをディスプレイ装置等に表示するものであり、模擬患者はこの表示に基づき、自分の呼吸動作を再生呼吸音のタイミングに合わせる。この点が上記先行技術とは異なる全く逆の発想となっている。
　以上、説明したように、本実施形態の聴診トレーニングシステムによれば、通常の聴診器を用いた聴診動作と全く同じことを、模擬患者８に対して行うことにより、内科検診の標準手続きとして定められている問診から始まり、種々の症例や病状の進行度合いに応じた聴診を円滑に連続して、また実際の診療と同等の緊張感のもとで実習生７は体感することができる。特に、模擬聴診器１の耳管部１ｃから再生される生体音データが、実際の聴診器を用いた場合に聴取される生体音と類似したものであり、模擬患者８の呼吸と生体音として再生される呼吸音のタイミングが一致していることにより、実習生７は違和感を覚えることなく聴診技術を学習することができる。
　以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
　本実施形態では模擬患者８の体表に対する採音部１ａの当接状態と位置の検知を、機械的スイッチを配した当接検知手段１ｆと、当接状態において赤外光を発光する位置表示手段１ｄと赤外光を検出する二次元ＣＣＤセンサを用いた位置検知手段２によって行うものを示したが、係る聴診位置を特定するための位置特定手段、及び採音部と体表の当接状態を検知するための当接検知手段１ｆはこれ以外のものであっても構わない。
　例えば、当接検知手段１ｆには圧力センサ、抵抗膜方式接触センサ、静電容量方式接触センサ、光学式近接センサ、超音波方式近接センサなどが利用できる。
　また、採音部１ａは実際の医療現場において医師等が聴診の際に利用する聴診器の採音部を模して形成されていることが望ましいため、赤外光を発光する位置表示手段１ｄを配することが好ましいが、可視光を発光する位置表示手段１ｄと可視光を検出する二次元ＣＣＤセンサを用いた位置検知手段２を用いることもできる。また、採音部１ａに図形や文字など検出の指標となる図柄を配し、二次元ＣＣＤセンサを用いて図柄を検出することで採音部１ａの位置を特定することもできる。ただしこの場合は採音部１ａの当接状態を制御部６へ伝達する手段を用意する必要がある。さらに、周囲環境が発する光の影響を抑制する観点からも赤外光の利用が好ましいが、環境光の影響をさらに抑制する手段として、位置表示手段１ｄを一定周期で点滅、明滅させるなどの変調を加えることができる。
　また、位置検知手段２として光学式、磁気式あるいは機械式の三次元位置検出装置を用いることで奥行き方向の位置情報を取得することができるため、当接検知手段１ｆの役割も代用することができる。しかし、当接の検知には奥行き方向の高い位置検出精度が要求され、かつ模擬患者８の体表（特に胸部）形状は呼吸性変動により変化するため当接検知が困難となることが予想される。
　また、体型キャリブレーション部は左右両鎖骨の中央部と剣状突起部の三点の位置の対応関係から、標準体型と模擬患者８の体型の関係を算出することを述べたが、対応関係の精度を高める手段として、対応位置の個数を増加させることが可能である。さらに、位置検知手段２として用いられる二次元ＣＣＤセンサで取得した画像を画像認識技術によって解析することにより自動的に模擬患者８の体型を検出することが可能である。
　また、呼吸タイミング表示手段５のタイミング提示方法としては、文字と画像を組み合わせた提示方法のほかに、発光装置単体を明滅させることでも実現可能である。また模擬患者８に音声やリズムなど、音を使って提示することもできる。このとき音声が模擬患者８にのみ伝わるよう配慮する必要がある。その他、小型の振動装置や、微弱電流を使って模擬患者８に呼吸タイミングを提示することができる。
　本発明のシステムは、医師を目指す医学生や看護師を目指す看護学生、薬剤師を目指す薬学部生、介護士を目指す学生などの実習生の聴診技術を向上させる聴診トレーニングに使われる。模擬患者に対し、問診から聴診、という自然な流れで聴診トレーニングができるので、研修効果が高い。それでいて、システムが簡易なので安価に提供できるので利用可能性が高い。
１・・・・模擬聴診器
１ａ・・・採音部
１ｂ・・・チューブ
１ｃ・・・耳管
１ｄ・・・位置表示手段（例：赤外線ＬＥＤ）
２・・・・位置検知手段（例：赤外線デジタルカメラ）
３・・・・生体音データベース
４・・・・生体音再生手段
４ａ・・・音声再生器（例：小型スピーカー）
５・・・・タイミング表示手段

Claims (9)

  1. 　採音部、チューブ及び耳管からなる模擬聴診器と、
    　前記採音部の位置を検知する位置検知手段と、
    　生体音データベースと、
    　生体音再生手段と、を有して構成され、
    　実習生が模擬患者に問診を行った後、前記採音部を模擬患者の胸に当てて聴診を行ったとき、実習生が生体音再生手段から再生された模擬生体音を耳管から聞かされる聴診トレーニングシステムであって、
    　前記採音部は、その位置を表示する位置表示手段を備え、
    　前記位置検知手段は、模擬患者の胸及び位置表示手段を撮影し画像処理することにより、前記採音部が模擬患者の胸のどこの位置にあるかを検知するものであり、
    　前記生体音データベースは、予め真の患者から胸の位置に対応付けて録音された、呼吸音と心音を含む生体音を情報として保有しており、
    　前記生体音再生手段は、前記模擬聴診器に取り付けられた音声再生器を備えており、
    　前記生体音再生手段と前記音声再生器とは無線又は有線で連結されており、
    　前記生体音再生手段は、前記位置検知手段が検知した前記採音部の位置に応じて前記生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し前記音声再生器から再生生体音を発するものであり、発せられた再生生体音は、前記音声再生器から前記耳管を通して実習生の耳に届き、
    　更に、本システムは、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを表示するタイミング表示手段を備えており、
    　前記模擬患者はタイミング表示手段を見て自分の呼吸動作を、前記再生生体音における呼吸音のタイミングに合わせて行うことができる聴診トレーニングシステム。
  2. 　採音部、チューブ及び耳管からなる模擬聴診器と、
    　前記採音部の位置を検知する位置検知手段と、
    　生体音データベースと、
    　生体音再生手段と、
    　再生された呼吸音の繰り返しタイミングを表示するタイミング表示手段と、を有する聴診トレーニングシステムであって、
    　前記採音部は、その位置を表示する位置表示手段を備え、
    　前記位置検知手段は、模擬患者の胸及び位置表示手段を撮影し画像処理することにより、採音部が模擬患者の胸のどこの位置にあるかを検知するものであり、
    　前記生体音データベースは、予め真の患者から胸の位置に対応付けて録音された、呼吸音と心音を含む生体音を情報として保有しており、
    　前記生体音再生手段は、模擬聴診器に取り付けられた音声再生器を備えており、
    　前記生体音再生手段と前記音声再生器とは無線又は有線で連結されており、
    　前記生体音再生手段は、前記位置検知手段が検知した前記採音部の位置に応じて生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し前記音声再生器から再生生体音を発するものであり、発せられた前記再生生体音は、前記音声再生器から前記耳管を通して実習生の耳に届き、
    　前記タイミング表示手段は、模擬患者がそれを見て自分の呼吸動作を、記再生生体音における呼吸音のタイミングに合わせるためのものである聴診トレーニングシステム。
  3. 　前記位置表示手段が赤外線ＬＥＤであり、前記位置検知手段が赤外線デジタルカメラであることを特徴とする請求項１又は２に記載の聴診トレーニングシステム。
  4. 　前記位置表示手段が文字、記号、図形、模様などの光学的シンボルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の聴診トレーニングシステム。
  5. 　前記位置表示手段が前記採音部そのものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の聴診トレーニングシステム。
  6. 　前記採音部が接触センサーを備え、前記採音部が模擬患者の胸に当たったことを検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の聴診トレーニングシステム。
  7. 　前記接触センサーが検知したとき、前記位置表示手段が点灯することを特徴とする請求項６に記載の聴診トレーニングシステム。
  8. 　前記生体音再生手段は、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを修正することができる修正手段を備えており、前記生体音データベースから所定の生体音情報を取り出し前記音声再生器から再生生体音を発する際に、再生された呼吸音の繰り返しタイミングを修正した上で、前記音声再生器から再生生体音を発することを特徴とする請求項１又は２に記載の聴診トレーニングシステム。
  9. 　採音部、チューブ及び耳管からなる模擬聴診器において、
    　前記採音部が、その位置を表示する位置表示手段としての赤外線ＬＥＤを備え、前記採音部、前記チューブ又は前記耳管の少なくともいずれかが、再生生体音を発する音声再生器を備えていることを特徴とする模擬聴診器。
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