WO2023181824A1 - 心音取得装置、心音取得システム、心音取得方法、及びプログラム - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
Definitions
- the present disclosure relates to a heart sound acquisition device, a heart sound acquisition system, a heart sound acquisition method, and a program.
- Heart sounds contain information that suggests heart diseases such as valvular heart disease and angina pectoris, or respiratory diseases such as COPD (chronic obstructive pulmonary disease). desired.
- heart diseases such as valvular heart disease and angina pectoris
- respiratory diseases such as COPD (chronic obstructive pulmonary disease).
- COPD chronic obstructive pulmonary disease
- a stethoscope As a device for acquiring heart sounds at home, a stethoscope has been proposed that is equipped with a chest piece that has a built-in microphone, and that has a sensor that detects contact at the part of the chest piece that contacts the human body. (For example, see Patent Document 1).
- an object of the present disclosure which has been made with attention to these points, is to provide a heart sound acquisition device, a heart sound acquisition system, and a heart sound acquisition system that can easily acquire heart sounds with good reproducibility without having specialized knowledge.
- the objective is to provide acquisition methods and programs.
- a heart sound acquisition device includes a main body, a movable member having a first sensor that is brought into contact with a human body to acquire heart sounds, and a movable member that has a first sensor that is brought into contact with a human body to acquire heart sounds.
- a biasing section that biases the movable member so as to press the human body
- the movable member is arranged in a pressing direction that is a direction in which the first sensor presses the human body with respect to the main body.
- the main body portion is movable, and includes an adjustment portion that adjusts a biasing force of the biasing portion with respect to the movable member.
- the biasing portion engages with the main body portion at a first end along the pressing direction, and has a second end closer to the first sensor than the first end.
- the movable member is configured to engage with the movable member at a portion thereof and apply a force in a direction to widen the space between the first end portion and the second end portion.
- the biasing section includes at least one of an elastic body and a magnetic body.
- the main body portion is located on a side of the first member opposite to the first sensor side of the first member and engages with the first end portion of the biasing portion. and a second member having a first movement limiting part, and the second member includes the adjusting part whose position in the pressing direction can be adjusted with respect to the first member.
- the main body section includes a fixing member that fixes the adjustment section so that the biasing force is fixed.
- the main body portion includes a second movement restriction portion that restricts movement of the movable member in the pressing direction by interfering with the movable member.
- the main body portion includes a cover portion that abuts the human body around the first sensor during acquisition of the heart sounds.
- the main body portion contacts the human body around the first sensor during the acquisition of the heart sounds, and the adjustment unit is capable of adjusting a position in the pressing direction with respect to the second movement restriction portion.
- a cover part including a part is provided.
- the heart sound acquisition device includes a second sensor for acquiring biological information other than heart sounds on a surface of the cover that comes into contact with the human body.
- the heart sound acquisition device includes an adhesive member that is removably adhered to the human body on a surface of the cover that comes into contact with the human body.
- the main body includes at least one of a ball bearing and a protrusion having a sliding surface that movably supports the movable member in the pressing direction.
- At least one of the main body portion and the movable member is provided with a mark used for positioning the relative position of the main body portion and the movable member in the pressing direction.
- a heart sound acquisition system includes a main body, a movable member having a first sensor that is brought into contact with a human body to acquire heart sounds, and a movable member that has a first sensor that is brought into contact with a human body to acquire heart sounds.
- the movable member includes a biasing portion that biases the movable member so as to press the human body, and the movable member moves with respect to the main body portion in a pressing direction that is a direction in which the first sensor presses the human body.
- the main body section includes a heart sound acquisition section having an adjustment section that adjusts the biasing force of the biasing section against the movable member, and a heart sound acquisition section that controls the heart sound acquisition section based on the data indicating the heart sound acquired from the first sensor. and a control unit that determines the state of acquisition of heart sounds.
- the heart sound acquisition system further includes a storage unit that stores a reference waveform of a heart sound measured in advance, the data indicating the heart sound includes a measured waveform of the heart sound, and the control unit is configured to By comparing the measured waveform with the measured waveform, the acquisition state of the heart sounds is determined.
- control unit determines the acquisition state of the heart sounds based on the degree of similarity between the reference waveform and the measurement waveform.
- the heart sound acquisition system further includes an output section, and when the control section determines that the reference waveform and the measured waveform are not similar, the control section sends at least one of an error and a guidance to the output section. to display.
- the heart sound acquisition unit includes a third sensor that measures the pressure with which the first sensor presses the human body.
- the heart sound acquisition system further includes a storage unit that stores a preset reference pressure for acquiring heart sounds, and the control unit is configured such that the pressure measured by the third sensor is If the pressure is not within a predetermined range based on the reference pressure, at least one of an error and guidance is displayed on the output unit.
- the main body includes a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure with which the first sensor presses the human body, and the control unit determines that the reference waveform and the measured waveform are not similar. At this time, the pressure is adjusted by the pressure adjustment mechanism.
- the main body includes a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure with which the first sensor presses the human body, the data indicating the heart sound includes a measured waveform of the heart sound, and the control unit The pressure is adjusted by the pressure adjustment mechanism so that the amplitude of the measured waveform is maximized.
- the heart sound acquisition unit includes a third sensor that measures the pressure with which the first sensor presses the human body.
- the heart sound acquisition system further includes a storage unit that stores a preset reference pressure for acquiring heart sounds, and the control unit uses the third sensor as an initial value of the pressure. The pressure is adjusted by the pressure adjustment mechanism so that the measured pressure becomes the reference pressure.
- the biasing portion engages with the main body portion at a first end along the pressing direction, and has a second end closer to the first sensor than the first end.
- the pressure adjustment mechanism is configured to engage the movable member at the first end and apply a force in a direction to widen the space between the first end and the second end. The position of the main body portion engaged with is adjusted in the pressing direction.
- the biasing section includes a balloon that presses the movable member in the pressing direction, and the pressure adjustment mechanism is configured to cause the balloon to exert an effect on the movable member by inhaling or exhausting air into the balloon. configured to regulate pressure.
- control unit acquires biological information other than heart sounds from another measuring device, and determines parameters related to cardiac function based on the heart sounds acquired from the first sensor and the biological information. presume.
- the other measuring device includes at least one of an electrocardiograph and a blood pressure monitor.
- the parameter related to cardiac function includes intracardiac pressure.
- a heart sound acquisition method as an aspect of the present disclosure is a heart sound acquisition method executed by a computer control device, which includes: a main body portion; a movable member having a first sensor that is brought into contact with a human body to acquire heart sounds; and a biasing section that biases the movable member so that the first sensor presses the human body when acquiring the heart sounds, and the movable member is configured to press the first sensor against the main body.
- a program includes a main body, a movable member having a first sensor that is brought into contact with a human body to acquire heart sounds, and a movable member that has a first sensor that contacts the human body when acquiring the heart sounds.
- the movable member is movable relative to the main body in a pressing direction in which the first sensor presses the human body.
- the main body section acquires heart sounds from a heart sound acquisition section including an adjustment section that adjusts the biasing force of the biasing section against the movable member, and determines the acquisition state of the heart sounds based on the measured waveform of the heart sounds.
- the processor is caused to execute the process of determining.
- the pressure with which the first sensor presses against the human body can be adjusted by adjusting the urging force of the urging unit against the movable member. This makes it possible to easily obtain heart sounds with good reproducibility even without specialized knowledge.
- FIG. 1 is a perspective view of a heart sound acquisition device according to a first embodiment.
- FIG. 2 is a sectional view of the heart sound acquisition device of FIG. 1.
- FIG. 3 is a sectional view of a heart sound acquisition device according to a second embodiment.
- FIG. 4 is a diagram illustrating another configuration example of the movable member and the urging section of the heart sound acquisition device.
- FIG. 5 is a perspective view of a heart sound acquisition device according to a third embodiment.
- FIG. 6 is a sectional view of the heart sound acquisition device of FIG. 5.
- FIG. 7 is a sectional view of a heart sound acquisition device according to a fourth embodiment.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of a heart sound acquisition device according to a fifth embodiment.
- FIG. 9 is a sectional view of a heart sound acquisition device according to the sixth embodiment.
- FIG. 10 is a sectional view of a heart sound acquisition device according to a seventh embodiment.
- FIG. 11 is a sectional view of a heart sound acquisition device according to the eighth embodiment.
- FIG. 12 is a sectional view of a heart sound acquisition device according to a ninth embodiment.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of a heart sound acquisition unit according to the tenth embodiment.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of a heart sound acquisition unit according to the eleventh embodiment.
- FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a heart sound acquisition system according to the twelfth embodiment.
- FIG. 16A is a part of a flowchart showing a procedure for acquiring heart sound data using the heart sound acquisition system of FIG. 15.
- FIG. 16B is another part of the flowchart showing the procedure for acquiring heart sound data using the heart sound acquisition system of FIG. 15.
- FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration of a heart sound acquisition system according to the thirteenth embodiment.
- FIG. 18 is a flowchart showing a procedure for acquiring a reference waveform to be stored in the storage section of FIG. 17.
- FIG. 19 is a flowchart showing a procedure for acquiring heart sound data using the heart sound acquisition system of FIG. 17.
- FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration of a heart sound acquisition system according to the fourteenth embodiment.
- FIG. 21 is a flowchart showing a procedure for acquiring heart sound data using the heart sound acquisition system of FIG. 20.
- FIG. 22 is a block diagram showing a schematic configuration of a heart sound acquisition system according to the fifteenth embodiment.
- FIG. 23 is a flowchart showing a procedure for measuring and estimating parameters related to cardiac function using the heart sound acquisition system of FIG. 22.
- the heart sound acquisition device 10 is a device that acquires heart sounds by bringing the first sensor 12 into contact with the chest, which is the heart sound acquisition region of the human body 5 . It is assumed that the heart sound acquisition device 10 is used at home by a user who does not have medical expertise, such as the subject himself or a close relative of the subject. The heart sound acquisition device 10 may be used at a medical facility by a medical professional such as a doctor.
- the first sensor 12 is a sensor that detects sounds including heart sounds.
- the first sensor converts sounds, including, for example, heart sounds, into electrical signals.
- the first sensor 12 includes a capacitor microphone that detects changes in capacitance between a diaphragm (diaphragm) and a back plate (electrode), a piezoelectric microphone that uses a piezoelectric element, and a permanent magnet and coil. It can be employed from various sensors such as combined electrodynamic microphones.
- the first sensor 12 can output the detected heart sounds to other components within the heart sound acquisition device 10 or to the outside of the heart sound acquisition device 10 .
- the first sensor 12 is not limited to a sensor that converts sounds including heart sounds into electrical signals. It also includes a form in which the sounds including heart sounds acquired by the first sensor 12 are not converted into electrical signals. In that case, heart sounds may be transmitted to a doctor or other medical personnel as vibrations in the air or objects.
- the first sensor 12 is located at one end (lower side in FIG. 2) of the heart sound acquisition device 10 because it comes into contact with the human body 5.
- the side opposite to the first sensor 12 side of the heart sound acquisition device 10 (the upper side in FIG. 2) will be referred to as the first side.
- the side of the heart sound acquisition device 10 facing the first sensor 12 (lower side in FIG. 2) is referred to as a second side.
- the second side is the side of the human body 5 when the heart sound acquisition device 10 is used.
- the main body portion 11 is a portion that can be held by the user.
- the main body portion 11 includes a first member 15 and a second member 16.
- the main body portion 11 may include not only the first member 15 and the second member 16 but also three or more members.
- the first member 15 is a substantially cylindrical member. A spiral groove is provided around the first end of the first member 15 . Furthermore, a flange portion 15a that extends outward from the cylindrical portion is provided at the second end of the first member 15.
- the second member 16 is a ring-shaped member having a hole in the center through which the first member 15 passes. A spiral groove is provided in the hole of the second member 16.
- the second member 16 is rotatably and slidably engaged with the outside of the first member 15 around the first side end of the first member 15 . By rotating the second member 16 with respect to the first member 15, the second member 16 is movable along the first member 15 in the forward and reverse directions of the pressing direction DP .
- the second side surface 16a of the second member 16 comes into contact with the first end 14a, which is the first side end of the biasing section 14, and causes the biasing section 14 and the biasing section 14 to The movement of the movable member 13 in the direction opposite to the pressing direction Dp is restricted.
- the movable member 13 is a member that is movable in the pressing direction Dp within a limited range with respect to the main body portion 11.
- movable is used in a relative sense.
- moving the movable member 13 relative to the main body 11 means that the main body 11 moves relative to the human body 5.
- the movable member 13 has a cylindrical shape with a space into which a portion of the second side of the first member 15 is inserted.
- a protrusion 13a extending inward of the cylinder is formed at the first end of the movable member 13.
- the projection 13a interferes with the flange 15a formed at the second end of the first member 15, thereby restricting movement of the movable member 13 in the pressing direction Dp .
- the movable member 13 may be provided with a window W through which the position of the flange portion 15a of the first member 15 can be visually recognized. Further, a mark M may be provided beside the window W to align the flange 15a.
- the biasing portion 14 abuts and engages the surface 16a of the second member 16 facing the second side at the first end 14a of the first side. Further, the biasing portion 14 abuts and engages the surface of the protrusion 13a of the movable member 13 facing the second side at the second end 14b.
- the biasing section 14 generates a force that increases the distance between the first end 14a and the second end 14b. Thereby, the biasing unit 14 biases the movable member 13 so that the first sensor 12 presses the human body 5 when acquiring heart sounds.
- the biasing section 14 includes, for example, at least one of an elastic body and a magnetic body.
- the elastic body includes a spring that is compressed from its natural length.
- the magnetic body includes magnets in which north poles or south poles are arranged to face each other.
- the urging section 14 may be one using air compression, one using electromagnetic force, one using rubber, or the like.
- the surface 16a of the second member 16 is a first movement restriction portion that restricts movement of the biasing portion 14 and the movable member 13 located on the second side of the biasing portion 14 in a direction opposite to the pressing direction Dp . It is.
- the flange portion 15a of the first member 15 is a second movement restriction portion that restricts movement of the movable member 13 in the pressing direction Dp .
- the flange portion 15a prevents the movable member 13 from separating from the first member 15.
- the heart sound acquisition device 10 may have attachment means for continuously measuring a predetermined position of the human body 5.
- the heart sound acquisition device 10 can be configured as a patch-type device in which the surface of the first sensor 12 that contacts the human body 5 is attached to the skin of the human body 5.
- the heart sound acquisition device 10 may include a strap belt for fixing the first sensor 12 to the human body 5.
- the user of the heart sound acquisition device 10 can hold the second member 16 in his hand, bring the first sensor 12 into contact with the human body 5, press the human body 5, and acquire heart sounds. can. At that time, pressure corresponding to the urging force of the urging section 14 is applied to the human body 5.
- the urging force generated by the urging section 14 changes depending on the distance between the first end 14a and the second end 14b of the urging section 14.
- the biasing portion 14 is a spring
- a force is generated that is proportional to the difference between the distance between the first end 14a and the second end 14b and the natural length of the spring.
- the distance between the first end 14a and the second end 14b of the biasing section 14 depends on the positional relationship between the first member 15 and the second member 16 (main body section 11) and the movable member 13. Determined. Therefore, the user positions the flange portion 15a, which is visible through the window portion W provided on the movable member 13, at a predetermined position according to the mark M provided on the main body portion 11, and thereby the first sensor 12 is activated.
- the pressure with which the human body 5 is pressed can be easily set to the optimum pressure for obtaining a predetermined heart sound.
- the mark M may be placed so that when the person to be measured is examined at a medical institution, the doctor can auscultate the heart sounds while adjusting the pressure with which the first sensor 12 presses the human body 5 to an appropriate pressure.
- the person to be measured can use the mark M given by the doctor when measuring heart sounds at home.
- the method by which the user positions the main body portion 11 and the movable member 13 is not limited to the above method.
- the user may perform positioning in the pressing direction Dp by aligning the first side surface of the projection 13a with a mark provided on the cylindrical portion of the first member 15. Therefore, the window W is not an essential component.
- the pressure with which the heart sound sensor presses against the human body may be referred to as a pressing force, and its value may be referred to as a pressing value.
- the position of the second member 16 in the pressing direction Dp with respect to the first member 15 is such that the second member 16 is Displacement can be achieved by rotating the member 15 around it.
- the distance between the first end 14a and the second end 14b of the biasing section 14 changes, so that the biasing force of the biasing section 14 to bias the movable member 13 increases. Change. That is, by adjusting the position of the second member 16, the urging force of the urging section 14 against the movable member 13 can be adjusted.
- the threaded portion 16b of the second member 16 that adjusts the urging force is an adjustment portion that adjusts the urging force.
- the pressure with which the first sensor 12 presses the human body 5 is reduced by adjusting the urging force of the urging section 14 against the movable member 13.
- the pressure can be adjusted to a predetermined pressure value.
- FIG. 3 A heart sound acquisition device 20 according to a second embodiment will be described with reference to FIG. 3. Note that components that are the same as or similar to those of the heart sound acquisition device 10 of the first embodiment are given reference numerals with 10 added to the reference numerals of the first embodiment. In the following, points different from the first embodiment will be explained, and explanations of contents overlapping with the first embodiment may be omitted.
- the heart sound acquisition device 20 includes a main body portion 21, a movable member 23 having a first sensor 22, and an urging portion 24.
- the first sensor 22 is a sensor that converts sounds including heart sounds into electrical signals, similar to the first sensor 12 of the first embodiment.
- the main body portion 21 includes a first member 25 and a second member 26.
- the first member 25 is a cylindrical member.
- a spiral groove is provided on the inner surface around the first end of the first member 25 .
- the second end of the first member 25 has a ring-shaped annular protrusion 25a extending inward from the inner surface of the cylindrical portion.
- the second member 26 is a cylindrical member with a flange provided at the end on the first side.
- the second member 26 is rotatably and slidably engaged with a spiral groove provided on the inner surface of the first member 25 . By rotating the second member 26 with respect to the first member 25, the second member 26 is movable in the forward and reverse directions of the pressing direction Dp .
- the second side surface 26a of the second member 26 comes into contact with the first end 24a, which is the first side end of the biasing part 24, and the biasing part 24 and the biasing part 24 are This is a first movement restriction portion that restricts movement of the movable member 23 therebetween in a direction opposite to the pressing direction Dp .
- the movable member 23 is a cylindrical member having a protrusion 23b extending outward.
- the first side of the movable member 23 extends into the space inside the cylindrical portions of the first member 25 and the second member 26 .
- the protrusion 23b may have a rod-like shape extending radially from the movable member 23 or a disk-like shape.
- the protrusion 23b interferes with the annular protrusion 25a formed at the end of the second side of the first member 25, so that movement in the pressing direction Dp is restricted.
- the movable member 23 has a first sensor 22 at its second side end.
- a mark for positioning the movable member 23 during use may be provided on the second side of the movable member 23 located outside the first member 25. The user may position the movable member 23 by aligning this mark with the second side surface of the first member 25.
- the biasing portion 24 abuts and engages the surface 26a of the second member 26 facing the second side at the first end 24a of the first side. Further, the biasing portion 24 abuts and engages with the protrusion 23b of the movable member 23 at the second end 24b.
- the biasing section 24 generates a force that increases the distance between the first end 24a and the second end 24b. Thereby, the biasing unit 24 biases the movable member 23 so that the first sensor 22 presses the human body 5 when acquiring heart sounds.
- the biasing section 24 can be configured similarly to the biasing section 14 of the first embodiment.
- the surface 26a of the second member 26 is a first movement restricting portion that restricts movement of the biasing portion 24 and the movable member 23 located on the second side of the biasing portion 24 in a direction opposite to the pressing direction Dp . It is.
- the annular protrusion 25a of the first member 25 is a second movement restriction portion that restricts movement of the movable member 23 in the pressing direction Dp .
- the annular protrusion 25 a prevents the movable member 23 from separating from the first member 25 .
- the user of the heart sound acquisition device 20 can acquire heart sounds by holding the second member 26 in his hand and pressing the first sensor 22 against the heart sound acquisition site of the human body 5. I can do it.
- the user aligns the first member 25 and the movable member 23 using marks provided on the movable member 23, and obtains heart sounds.
- the user can position the second member 26 by rotating the second member 26 and moving the surface 26a in the forward or reverse direction of the pressing direction Dp . Thereby, the pressure with which the first sensor 22 presses the human body 5 can be adjusted to a predetermined pressure value.
- the movable member 23 is prevented from being displaced in the direction perpendicular to the pressing direction Dp by the second member 26 on the first side. Further, the movable member 23 is prevented from being displaced in a direction perpendicular to the pressing direction Dp by the annular protrusion 25a of the first member 25 on the second side. Therefore, the heart sound acquisition device 20 has less rattling in the direction perpendicular to the pressing direction Dp than the heart sound acquisition device 10 of the first embodiment, and the first sensor 22 is placed perpendicularly to the surface of the human body 5. It becomes easier to press.
- the biasing portion 24 including the spring etc. is not exposed to the outside, so that the heart sound acquisition device 20 of the second embodiment is superior in appearance to the heart sound acquisition device 10 of the first embodiment. Furthermore, the heart sound acquisition device 20 is also excellent in terms of safety because there is no risk of fingers being caught in the urging section 24.
- the movable member 23A may be entirely formed of a spring, and a part thereof may have a sparse structure with a large outer periphery and wide spacing, and the other portion may have a dense structure with a small outer periphery and narrow spacing. This results in a rigid structure in which the parts where the springs are sparse have high elasticity and the parts where the springs are dense have low elasticity.
- a heart sound acquisition device 20A according to the third embodiment will be described with reference to the perspective view of FIG. 5 and the cross-sectional view of FIG. 6.
- the heart sound acquisition device 20A has many points in common with the heart sound acquisition device 20 of the second embodiment, so components that are the same as or similar to the heart sound acquisition device 20 of the second embodiment are designated by the reference numerals of the second embodiment. The same reference numerals are given. In the following, points different from the heart sound acquisition device 20 of the second embodiment will be explained, and explanations of contents that overlap with the second embodiment will be omitted as appropriate.
- a cover portion 27 is provided as a part of the first member 25 on the second side of the first member 25 of the heart sound acquisition device 20 of the second embodiment.
- the cover portion 27 includes, for example, a ring disk-shaped portion connected to the annular annular projection portion 25a on the inside, and a cylindrical portion extending in the pressing direction Dp from the outer periphery of the ring disk-shaped portion.
- the movable member 23 extends inside the cover portion 27 .
- the shape of the cover portion 27 is not limited to this.
- the cover portion 27 may be a hemispherical member extending from the cylindrical portion of the first member 25 to the second side.
- the surface of the first sensor 22 that comes into contact with the human body 5 is located on the second side rather than the second end of the cover section 27 .
- the user pushes the main body part 21 in the pressing direction Dp to bring the second end of the cover part 27 into contact with the human body around the first sensor 22.
- the heart sound acquisition device 20A can prevent the user from pressing the first sensor 22 excessively against the human body 5.
- the shape and size of the cover portion 27 define the relative position of the first sensor 22 with respect to the first member 25 when acquiring heart sounds. Thereby, the distance between the first end 24a and the second end 24b of the biasing section 24 is defined, and the biasing force generated by the biasing section 24 is defined. Therefore, in the heart sound acquisition device 20A, the first sensor 22 is moved around the human body 5 using a preset pressure value without the user visually positioning the main body 21 and the movable member 23 in the pressing direction Dp . It can be pressed against the heart sound acquisition site. Furthermore, since the user does not visually determine the position, the reproducibility of heart sound measurement is improved.
- a heart sound acquisition device 20B according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. 7.
- the heart sound acquisition device 20B is obtained by adding a fixing member 28 to the heart sound acquisition device 20A of the third embodiment.
- the other configuration of the heart sound acquisition device 20B is the same as the heart sound acquisition device 20A of the third embodiment, so the same components are given the same reference numerals as those of the heart sound acquisition device 20A of the third embodiment. The explanation will be omitted.
- the fixing member 28 fixes the first member 25 and the second member 26 of the main body portion 21 to each other.
- the fixing member 28 is, for example, a member having a male thread at its tip.
- the fixing member 28 is screwed into a screw hole provided on the side surface of the cylindrical portion of the first member 25, passes through the screw hole, and presses the second member 26. Thereby, when the fixing member 28 is tightened, the second member 26 is fixed to the first member 25 due to the frictional force with the fixing member 28. As a result, the fixing member 28 fixes the position of the threaded portion 26b of the second member 26, which is the adjustment portion.
- the fixation of the second member 26 by the fixing member 28 can be released by rotating the fixing member 28 and moving it backward along the screw hole of the first member 25.
- the fixing member 28 is not limited to a male threaded member.
- the fixing member 28 may have any shape as long as it can fix the first member 25 and the second member 26 to each other.
- the user rotates the second member 26 to adjust the pressure with which the first sensor 22 presses the heart sound acquisition site of the human body 5, and then rotates the fixing member 28. It becomes possible to maintain the position of the second member 26 in the pressing direction Dp by using the second member 26. Therefore, according to the heart sound acquisition device 20B of the fourth embodiment, it becomes easier to maintain the pressure with which the first sensor 22 presses the human body 5 after adjustment so as not to change.
- the fixing member 28 can fix and position the second member 26 with respect to the first member 25, the second member 26 can be positioned with respect to the first member 25. It is not necessary to have a structure in which the position in the pressing direction Dp is adjusted by rotation.
- the second member 26 is configured to be able to slide in the pressing direction Dp with respect to the first member 25 and to be fixed to the first member 25 with a fixing member 28 at an arbitrary position. good.
- the heart sound acquisition device 20C is the heart sound acquisition device 20A of the third embodiment in which a protrusion or a ball bearing that serves as a guide for directing the movable member 23 is added.
- the other configurations of the heart sound acquisition device 20C are the same as the heart sound acquisition device 20A of the third embodiment, so the same components are given the same reference numerals as in the third embodiment and will be described as appropriate. Omitted.
- the inner end of the annular projection 25a of the first member 25 has a smoothly curved projection, which slides on the side surface of the cylindrical portion of the movable member 23. It is configured to be close to possible.
- a protrusion 26c is provided on the inner surface of the cylindrical portion of the second member 26, and has a sliding surface that slidably contacts the side surface of the cylindrical portion of the movable member 23. . Thereby, the movable member 23 is supported so as to be movable in the forward or reverse direction of the pressing direction Dp .
- ball bearings that contact the movable member 23 may be provided on the first member 25 and the second member 26.
- the heart sound acquisition device 20C of the fifth embodiment is configured as described above, it is possible to smoothly move the movable member 23 in the forward and reverse directions of the pressing direction Dp . As a result, the first sensor 22 presses the human body 5 due to the movable member 23 hitting the main body 21 or frictional force occurring between the movable member 23 and the main body 21. This can reduce the possibility that the pressure will be affected.
- FIG. 9 A heart sound acquisition device 20D according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. 9.
- the heart sound acquisition device 20D is the heart sound acquisition device 20C of the fifth embodiment in which a push control section 27a, which will be described later, is added.
- the other configurations of the heart sound acquisition device 20D are the same as the heart sound acquisition device 20C of the fifth embodiment, so the same components are given the same reference numerals as those of the fifth embodiment, and description thereof will be omitted. do.
- the heart sound acquisition device 20D has a hollow disk-shaped push control section 27a extending inward from the end of the cover section 27 on the side that contacts the human body 5.
- the push-in control section 27a has a hole in the center that is large enough for the first sensor 22 to pass through.
- the push-in control section 27a by having the push-in control section 27a, it is possible to further suppress the first sensor 22 from being pushed inside the cover section 27. Thereby, the influence of the strength of the force with which the user presses the heart sound acquisition device 20D against the human body 5 of the subject to be measured on the pressing force of the first sensor 22 against the human body 5 can be further reduced. Further, according to the heart sound acquisition device 20D, by having the push-in control section 27a, it is possible to prevent dust from entering the inside of the cover section 27.
- a heart sound acquisition device 20E according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. 10.
- the heart sound acquisition device 20E differs from the heart sound acquisition device 20D of the sixth embodiment in that the cover portion 27 is screwed into the spiral groove provided in the cylindrical portion of the first member 25, and the cover portion 27 is rotated. By doing so, the position of the cover portion 27 in the pressing direction Dp can be adjusted.
- the other configurations of the heart sound acquisition device 20E are the same as the heart sound acquisition device 20D of the sixth embodiment, so the same components are given the same reference numerals as those of the sixth embodiment, and description thereof will be omitted. do.
- the first member 25 of the heart sound acquisition device 20E is provided with a spiral groove on the outer side surface of the end on the second side in the pressing direction.
- the cover part 27 is rotatably and slidably screwed into a spiral groove provided on the outer periphery of the first member 25 on the first side.
- the cover part 27 is rotatably and slidably screwed into a spiral groove provided on the outer periphery of the first member 25 on the first side.
- the threaded part 27b of the cover part 27 that is threadedly engaged with the first member 25 is an adjustment part that adjusts the urging force applied to the movable member 23 by the urging part 24.
- the position of the cover portion 27 in the pressing direction Dp with respect to the annular protrusion 25a can be adjusted. Accordingly, the pressure with which the first sensor 22 presses against the human body can be adjusted.
- the heart sound acquisition device 20F is the heart sound acquisition device 20D of the sixth embodiment in which an additional component 29 is provided on the surface of the push control portion 27a of the cover portion 27 that comes into contact with the human body 5.
- the other configurations of the heart sound acquisition device 20E are the same as the heart sound acquisition device 20D of the sixth embodiment, so the same components are given the same reference numerals as in the sixth embodiment and will be described as appropriate. Omitted.
- the additional component 29 is, for example, a second sensor that acquires biological information other than heart sounds.
- the second sensor includes, for example, an electrocardiograph electrode.
- the additional component 29 may include an adhesive member that can be peeled off from the human body 5 in order to attach the cover part 27 to the human body 5. In this case, the user can fix the push-in control section 27a of the cover section 27 to the human body 5 and continuously acquire heart sounds from the same location on the human body 5. Additionally, additional component 29 may include both a second sensor and an adhesive member. This enables both measurement by the second sensor and fixation of the heart sound acquisition device 20F to the heart sound acquisition site of the human body 5.
- the biasing parts 14, 24 exerted a force in the direction of expanding the distance between the first ends 14a, 24a and the second ends 14b, 24b. .
- the heart sound acquisition device 30 according to the ninth embodiment shown in FIG. biases the movable member 33.
- the parts of the heart sound acquisition device 30 of the ninth embodiment that are different from the heart sound acquisition device 20 of the second embodiment will be described as appropriate.
- the heart sound acquisition device 30 includes a main body portion 31, a movable member 33 having a first sensor 32, and an urging portion 34.
- the main body portion 31 includes a first member 35 and a second member 36.
- the main body part 31 (first member 35, second member 36), first sensor 32, movable member 33, and biasing part 34 are respectively similar to the main body part 21 (first member 25) of the second embodiment. , second member 26), the first sensor 22, the movable member 23, and the urging section 24.
- the biasing portion 34 is, for example, a spring that is expanded from its natural length. A force is generated in the biasing portion 34 in a direction that brings the first end 34a closer to the second end 34b.
- the first end 34a of the biasing portion 34 engages with a protrusion 33c provided on the movable member 33 on the first side.
- the second end 34b of the biasing portion 34 engages with the first member 35 on the second side.
- the biasing section 34 biases the movable member 33 with respect to the first member 35 in the pressing direction Dp . Therefore, the first sensor 32 attached to the movable member 33 is pressed against the human body 5.
- the second side surface 36a of the second member 36 is a first movement restriction portion that restricts movement of the movable member 33 in the direction opposite to the pressing direction Dp .
- the annular protrusion 35a with which the biasing portion 34 of the first member 35 engages is a second movement limiting portion that restricts movement of the movable member 33 and the biasing portion 34 in the Dp direction.
- the user may adjust the pressure with which the heart sound acquisition device 30 is pressed in the pressing direction Dp based on the positional relationship of the movable member 33 with respect to the second member 36.
- the user may position the movable member 33 with respect to the main body portion 31 by aligning the mark M provided on the upper portion 33d of the movable member 33 with the upper surface 36c of the flange portion of the second member 36.
- the biasing portion 34 is moved to the movable member.
- the pressing force applied to 33 changes. Therefore, the threaded part 36b of the second member 36 that is threadedly engaged with the first member 35 functions as an adjustment part that adjusts the urging force of the urging part 34 with respect to the movable member 33.
- the heart sound acquisition device 50 includes a main body portion 51 , a movable member 53 having a first sensor 52 , a biasing portion 54 , and a motor 55 . Further, the main body portion 51 includes a rotating member 56, a bearing 57, and an upper and lower member 58. The heart sound acquisition device 50 may further include a third sensor 59.
- the main body part 51, the first sensor 52, the movable member 53, and the biasing part 54 are respectively the first member 25, the first sensor 22, the movable member 23, and the biasing part 54 of the heart sound acquisition device 20D of the sixth embodiment.
- the structure is the same as or similar to the force section 24.
- the motor 55 generates power to rotate around the rotation axis.
- the motor 55 has a first gear 55a that is rotatable about a rotation axis.
- the motor 55 is configured to be able to control the amount of rotation of the first gear 55a.
- the rotating member 56 includes a second gear 56a that meshes with the first gear 55a of the motor 55, and a cylindrical portion 56b extending from the second gear 56a toward the second side.
- the cylindrical portion 56b extends on the first side within the body portion 51.
- a spiral groove is formed on the outer surface of the cylindrical portion 56b.
- the cylindrical portion 56b is configured to be rotatable within the cylindrical portion on the first side of the main body portion 51 via a bearing 57.
- the upper and lower members 58 are cylindrical members that abut against the inner surface of the main body portion 51 and are slidable in the forward and reverse directions of the pressing direction Dp .
- a portion of the upper and lower members 58 is fitted into a hole or groove provided in the main body 51 that extends in the pressing direction Dp , so that movement in directions other than the pressing direction Dp (vertical direction in FIG. 13) is regulated.
- Ru The inner surface of the upper and lower members 58 is provided with a spiral groove that is rotatably and slidably engaged with a spiral groove provided on the outer surface of the rotating member 56 .
- the third sensor 59 is a pressure sensor that measures the pressure with which the first sensor 52 presses against the human body 5.
- the third sensor 59 is arranged, for example, on top of the first sensor 52 or in parallel with the first sensor 52.
- the arrangement of the third sensor 59 is not limited to these, and may be arranged on the movable member 53, for example. Further, if the first sensor 52 is a type of sensor that detects sound by pressure, the third sensor 59 is not necessary.
- the third sensor 59 is a strain gauge pressure sensor, a metal gauge pressure sensor, a semiconductor pressure sensor (piezoresistive pressure sensor), a capacitance pressure sensor, a vibration pressure sensor, an optical fiber pressure sensor, or the like. may be any of a variety of sensors.
- the motor 55 when the motor 55 is driven to rotate the first gear 55a, the second gear 56a that meshes with the first gear 55a rotates, thereby rotating the rotating member 56. The whole thing rotates.
- the cylindrical portion 56b of the rotating member 56 rotates, the upper and lower members 58 that are screwed into the cylindrical portion 56b move in either the up or down direction. Therefore, by controlling the motor 55, the position of the lower surface 58b of the upper and lower members 58 can be changed.
- the lower surface 58b of the upper and lower members 58 comes into contact with the first end 54a of the biasing section 54.
- the lower surface 58b of the upper and lower members 58 functions as a first movement restriction section.
- the motor 55, the rotating member 56, the bearing 57, and the upper and lower members 58 function as a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure with which the first sensor 52 presses the human body 5.
- the pressure adjustment mechanism refers to a mechanism that can change the urging force on the movable member through systematic control and adjust the pressure with which the heart sound sensor presses the human body 5.
- the pressure adjustment mechanism is one form of adjustment section.
- the heart sound acquisition device 50 it becomes possible to control the motor 55 to adjust the pressure with which the first sensor 52 presses the human body 5.
- the method for driving the upper and lower members 58 is not limited to the above-mentioned method.
- the heart sound acquisition device 50 can also be configured to include a drive unit other than the motor 55.
- the heart sound acquisition device 50 when the heart sound acquisition device 50 includes the third sensor 59, the heart sound acquisition device 50 can adjust the pressure using the pressure adjustment mechanism while measuring the pressure with which the first sensor 52 presses the human body 5. It becomes possible.
- the heart sound acquisition device 60 includes a main body portion 61 , a movable member 63 having a first sensor 62 , and a biasing portion 64 .
- the heart sound acquisition device 60 may further include a third sensor 69.
- the main body portion 61 includes a first member 65 and a second member 66.
- the configuration of the main body 61 is the same or similar to the main body 21 of the heart sound acquisition device 20D of the sixth embodiment, except that the first member 65 is provided with a hole for passing the air pipe 67. The explanation will be omitted.
- the first sensor 62 that acquires heart sounds may have the same configuration as the first sensor 22 of the sixth embodiment. Further, similarly to the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment, the third sensor 69 may be placed over the first sensor 62 or It may be placed side by side with the first sensor 62. The third sensor 69 is the same sensor as the third sensor 59 according to the tenth embodiment.
- the movable member 63 may be configured integrally with the biasing portion 64.
- the movable member 63 may be divided into two parts along the pressing direction Dp , and the biasing part 64 may be provided between the two parts.
- the biasing section 64 can be a resilient balloon that can be expanded and contracted by introducing air into the inside and discharging the air from the inside.
- the heart sound acquisition device 60 includes an air pipe 67 that communicates with the inside of the urging section 64 , a control valve 68 that is located in the middle of the air pipe 67 and can control opening and closing, and sends air to the air pipe 67 . or a pump P for discharging air from the air pipe 67.
- the heart sound acquisition device 60 controls the pump P and the control valve 68 to take in or exhaust air into the balloon, which is the urging section 64, and adjust the amount of air inside the balloon. , the biasing force of the biasing portion 64 against the movable member 63 can be adjusted. That is, the pump P, the air pipe 67, and the control valve 68 function as a pressure adjustment mechanism that adjusts the pressure with which the first sensor 62 presses the heart sound acquisition site of the human body 5.
- the heart sound acquisition device 60 when the heart sound acquisition device 60 includes the third sensor 69, the heart sound acquisition device 60 can adjust the pressure using a pressure adjustment mechanism while measuring the pressure with which the first sensor 62 presses the human body 5. It becomes possible.
- the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment and the heart sound acquisition device 60 of the eleventh embodiment can control the pressure applied to the heart sound acquisition site of the human body 5 when measuring heart sounds using an information processing system.
- a heart sound acquisition system 100 using heart sound acquisition devices 50 and 60 capable of controlling these pressures as a heart sound acquisition unit 110 will be described with reference to FIG. 15.
- the heart sound acquisition system 100 includes a heart sound acquisition section 110 and an information processing section 120, as shown in FIG.
- the heart sound acquisition section 110 and the information processing section 120 may be separate devices mounted on separate hardware. In that case, the heart sound acquisition section 110 and the information processing section 120 are connected by wired or wireless communication means. In other embodiments, the heart sound acquisition unit 110 and the information processing unit 120 may be a single device mounted on a single piece of hardware.
- the heart sound acquisition unit 110 is, for example, the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment and the heart sound acquisition device 60 of the eleventh embodiment.
- the heart sound acquisition unit 110 includes, for example, a heart sound sensor 111, a pressure sensor 112, and a pressure adjustment mechanism 113.
- the heart sound acquisition section 110 may further include a display section 114.
- the heart sound sensor 111 is a first sensor that comes into contact with the human body to obtain heart sounds.
- the heart sound sensor 111 corresponds to the first sensor 52 of the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment and the first sensor 62 of the heart sound acquisition device 60 of the eleventh embodiment.
- the pressure sensor 112 is a third sensor that measures the pressure with which the heart sound sensor 111 presses against the human body.
- the pressure sensor 112 corresponds to the third sensor 59 of the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment and the third sensor 69 of the heart sound acquisition device 60 of the eleventh embodiment.
- Pressure sensor 112 is not an essential component.
- the pressure adjustment mechanism 113 adjusts the pressure with which the heart sound sensor 111 presses the heart sound acquisition site of the human body 5.
- the pressure adjustment mechanism 113 includes the motor 55 in the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment, and the pump P and control valve 68 in the heart sound acquisition device 60 of the eleventh embodiment.
- the pressure adjustment mechanism 113 may include mechanical means using a motor, gears, etc., means using gas such as air, and means using electromagnetic force.
- Means using electromagnetic force may include, for example, a method that uses a magnetic body and a coil to control the position of a member within the heart sound acquisition unit 110 to adjust the pressure with which the heart sound sensor 111 presses against the human body. .
- the display unit 114 includes an LED (Light Emitting Diode) and/or a liquid crystal display.
- the display unit 114 may display the acquisition status of heart sounds, including errors, under control from the information processing unit 120.
- the display unit 114 may be configured to output audio, light, vibration, or the like in addition to images.
- the display unit 114 is not an essential component.
- the information processing unit 120 executes various processes based on the heart sound signal acquired by the heart sound acquisition unit 110.
- the information processing section 120 controls the pressure adjustment mechanism 113 of the heart sound acquisition section 110.
- the information processing unit 120 may be a dedicated computer used in the heart sound acquisition system 100, or may be a general-purpose computer. In the case of a general-purpose computer, the information processing unit 120 may be, for example, a tablet terminal, a smartphone, a notebook PC (personal computer), a desktop PC, a workstation, or the like.
- the functions of the information processing unit 120 may be distributed and arranged in a plurality of devices instead of a single device.
- the information processing section 120 includes a heart sound information acquisition section 121, an input section 123, a storage section 124, an output section 125, and a control section 126.
- the information processing section 120 may further include at least one of a pressure information acquisition section 122 and a communication section 127.
- the pressure information acquisition section 122 and the communication section 127 are not essential components.
- the heart sound information acquisition unit 121 acquires the heart sound signal acquired by the heart sound sensor 111 from the heart sound acquisition unit 110.
- the pressure information acquisition unit 122 acquires, from the heart sound acquisition unit 110, information about the pressure with which the heart sound sensor 111 presses the human body, which is acquired by the pressure sensor 112.
- the heart sound information acquisition section 121 and the pressure information acquisition section 122 can transmit and receive information to and from the heart sound acquisition section 110 using wireless or wired communication means.
- the input unit 123 includes one or more input interfaces that detect user input and obtain input information based on user operations.
- the input unit 123 is a physical key, a capacitive key, a touch screen provided integrally with the display device of the output unit 125, a microphone that accepts voice input, etc., but is not limited to these.
- the input unit 123 can be used by the user to input or change conditions of the pressure with which the heart sound sensor 111 presses against the human body when measuring using the heart sound acquisition unit 110.
- the storage unit 124 is, for example, a semiconductor memory, a magnetic memory, or an optical memory, but is not limited to these.
- the storage unit 124 may function as, for example, a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
- the storage unit 124 stores arbitrary information used for the operation of the heart sound acquisition unit 110.
- the storage unit 124 may sequentially store a system program, an application program, information acquired by the heart sound information acquisition unit 121 and the pressure information acquisition unit 122, and the like.
- the storage unit 124 may store a pressure value at which the heart sound sensor 111 presses the heart sound acquisition site of the human body 5 when the heart sound acquisition unit 110 acquires the heart sound.
- a part of the storage unit 124 may be installed outside the information processing unit 120. In that case, a part of the storage unit 124 installed outside may be connected to the information processing unit 120 via an arbitrary interface.
- the output unit 125 includes one or more output interfaces that output information and notify the user.
- the output unit 125 includes, but is not limited to, a display device that outputs information as an image, and/or a speaker that outputs information as audio.
- the output unit 125 may be able to output information in various ways.
- the output unit 125 can display measurement errors, their causes, guidance on countermeasures, etc. under the control of the control unit 126.
- the control unit 126 includes at least one processor, at least one dedicated circuit, or a combination thereof.
- the processor is a general-purpose processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit), or a dedicated processor specialized for specific processing.
- the dedicated circuit is, for example, an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
- the control unit 126 executes processing related to the operation of the information processing unit 120 while controlling each unit of the information processing unit 120.
- the control unit 126 includes functional blocks of a waveform analysis unit 126a, a pressure increase/decrease calculation unit 126b, and a pressure increase/decrease control unit 126c.
- Each functional block may be a hardware module or a software module.
- the processing executed by each functional block can be rephrased as the processing executed by the control unit 126.
- the waveform analysis unit 126a is configured to analyze the waveform of the heart sound signal (cardiac sound waveform) acquired by the heart sound information acquisition unit 121. For example, the waveform analysis unit 126a can detect the amplitude of the heart sound signal.
- the pressure adjustment unit 126b is configured to determine whether the pressure with which the heart sound sensor 111 presses against the human body increases or decreases when acquiring the next heart sound, depending on the amplitude of the heart sound signal detected by the waveform analysis unit 126a.
- the pressure adjustment control unit 126c transmits a control signal to the pressure adjustment mechanism 113 of the heart sound acquisition unit 110 in accordance with the increase or decrease in pressure determined by the pressure adjustment calculation unit 126b, so that the heart sound sensor 111 of the heart sound acquisition unit 110
- the device is configured to adjust the pressure applied to the human body.
- the control unit 126 may have a function of acquiring heart sound signals and performing various analyses. For example, the control unit 126 may calculate a diagnostic index regarding the subject by analyzing the heart sound signal. Further, for example, the control unit 126 may screen for diseases related to cardiac function such as valvular heart disease and heart failure, and/or respiratory diseases such as sleep apnea syndrome.
- diseases related to cardiac function such as valvular heart disease and heart failure, and/or respiratory diseases such as sleep apnea syndrome.
- the communication unit 127 can send and receive information to and from the external server 150 via the network NW.
- the network NW is, for example, the Internet or a dedicated communication line.
- the external server 150 is, for example, a server at a hospital used by a subject who performs measurements at home, or a dedicated server for the heart sound acquisition system 100 located in the cloud.
- the communication unit 127 includes at least one communication interface. Examples of communication interfaces include LAN (Local Area Network) interfaces, Bluetooth (registered trademark) interfaces, and interfaces of mobile communication systems such as 4G (4th Generation) and 5G (5th Generation). .
- the control unit 126 may transmit the heart sound data based on the heart sound signal of the subject and the diagnostic index obtained as a result of analyzing the heart sound data to the external server 150 via the communication unit 127.
- the information stored in the external server 150 can be used as information to help medical professionals such as doctors check the patient's condition and intervene, such as changing prescriptions, if necessary.
- a method for acquiring heart sounds using the heart sound acquisition system 100 according to the twelfth embodiment will be described below with reference to FIGS. 16A and 16B.
- the user turns on the power of the heart sound acquisition system 100 and starts the heart sound acquisition system 100 (step S101).
- the user attaches the heart sound sensor 111 of the heart sound acquisition unit 110 to the heart sound acquisition site of the subject (step S102).
- the heart sound acquisition site is a predetermined position on the left chest of the subject.
- the heart sound acquisition unit 110 is positioned at a suitable position for acquiring heart sounds.
- the control unit 126 determines whether the pressure with which the heart sound sensor 111 presses against the human body exceeds a predetermined maximum allowable pressure value (step S103).
- the maximum allowable pressure value can be set to a value beyond which the pressure is considered to be too high and inappropriate as a pressure value when measuring heart sounds.
- the pressure value is acquired from the pressure sensor 112 of the heart sound acquisition unit 110 via the pressure information acquisition unit 122. At the initial stage, the pressure value is set to an initial value smaller than the maximum allowable pressure value, so step S103 becomes No.
- the control unit 126 controls the pressure adjustment mechanism 113 to apply a constant pressure to the heart sound acquisition unit 110 (step S104).
- the constant pressure can be, for example, 0.5N.
- the control unit 126 acquires the heart sound signal of the subject detected by the heart sound sensor 111 of the heart sound acquisition unit 110 for a certain period of time via the heart sound information acquisition unit 121 (step S105).
- the certain period of time can be, for example, 3 seconds.
- the control unit 126 detects the magnitude of the amplitude from the acquired heart sound signal. If the amplitude of the acquired heart sound signal is larger than the amplitude of the previously acquired heart sound signal (step S106: Yes), the control unit 126 stores the detected amplitude value and pressure value in the storage unit 124. (Step S107). When the control unit 126 first passes through step S106, the control unit 126 always proceeds to step S107.
- step S107 the process of the control unit 126 returns to step S103.
- step S103 if the pressure value obtained from the pressure sensor 112 exceeds the maximum allowable pressure value (step S103: Yes), the control unit 126 proceeds to step S109. .
- step S106 if the amplitude of the heart sound signal is not larger than the amplitude of the previously acquired signal heart sound signal (step S106: No), the control unit 126 proceeds to step S108. Before proceeding to step S108, if it is determined in step S106 that the amplitude of the heart sound signal is not larger than the previous time twice (step S108: Yes), the process of the control unit 126 proceeds to step S109. On the other hand, if it is determined in step S106 that the amplitude of the heart sound signal is not larger than the previous time (step S106: No), but not twice in a row (step S108: No), the control unit 126 returns to step S103. .
- step S106 when the amplitude of the heart sound signal is no longer larger than the previous time (step S106: No), there is a possibility that the amplitude reached the maximum value in the previous acquisition of the heart sound signal. Furthermore, by confirming in step S108 that the amplitude of the heart sound signal is not larger than the previous time twice in a row (step S108: Yes), the peak value of the heart sound signal can be reliably acquired.
- step S109 the control unit 126 checks whether there is a pressure value stored in the memory of the storage unit 124 (step S109). If the pressure value is stored in the storage unit 124 (step S109: Yes), the pressure value is the maximum pressure value stored in step S107. In this case, the control unit 126 sets the pressure with which the heart sound acquisition site is pressed again to the pressure value stored in the storage unit 124 (step S110).
- the control unit 126 continuously acquires heart sound data for a predetermined period of time with the amplitude of the heart sound signal being at its maximum (step S111). Thereby, the heart sound acquisition system 100 can acquire heart sounds with an optimal pressure value.
- the control unit 126 may transmit the heart sound data and/or the diagnostic index obtained by analyzing the heart sound data to the external server 150 during or after the acquisition of the heart sounds.
- step S109 if there is no pressure value stored in the memory (step S109: No), the amplitude of the heart sound signal has never increased even though the pressure value of the heart sound sensor 111 has been increased. means. In that case, the control unit 126 displays an error on the display unit 114 and/or the output unit 125 of the heart sound acquisition unit 110 (step S113).
- step S111 or step S113 the heart sound acquisition system 100 is powered off manually by the user or by the system program, and the process ends (step S112).
- the amplitude of the heart sound signal is adjusted while the heart sound acquisition unit 110 automatically changes the pressure with which the human body is pressed under the control of the control unit 126. Detect the maximum pressure. Thereby, the heart sound acquisition system 100 can acquire heart sounds with good reproducibility using optimal pressure even if the user does not have medical expertise.
- the heart sound acquisition unit 110 was provided with a pressure sensor 112, and the control unit 126 controlled the pressing of the heart sound sensor 111 based on pressure information obtained from the pressure sensor 112.
- the heart sound acquisition system 100 can also be configured without the pressure sensor 112. For example, if a configuration including a motor that can control the amount of rotation in the forward and reverse directions is used as the pressure adjustment mechanism 113 of the heart sound acquisition unit 110, instead of the pressure information acquired from the pressure sensor 112, the motor from the initial state The amount of rotation of the heart sound signal can be made to correspond to the amplitude of the heart sound signal.
- the maximum allowable pressurization value in step S103 corresponds to the maximum allowable motor rotation amount.
- the constant pressure pressurization in step S104 results in rotation by a constant amount of rotation by the motor.
- the storage unit 124 sequentially stores the amplitude value and the rotation amount of the motor. By doing so, it is possible to set the amount of rotation of the motor that provides the maximum amplitude in step S110.
- the control unit 126 can adjust the pressure with which the heart sound sensor 111 presses the heart sound acquisition site of the subject to the maximum amplitude of the heart sound signal even without the pressure sensor 112. The pressure can be adjusted to
- a heart sound acquisition system 100A according to a thirteenth embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. 17.
- a heart sound waveform acquired in advance by a medical worker such as a doctor at a medical institution such as a hospital or remotely is stored in the system as a reference waveform.
- the heart sound acquisition system 100A compares it with a stored reference waveform to confirm that an appropriate waveform has been acquired. If an appropriate heart sound waveform cannot be acquired, the heart sound acquisition system 100A displays an error and/or guidance on how to deal with it.
- the heart sound acquisition system 100A is similar to the heart sound acquisition system 100 of the twelfth embodiment, the same or similar components are given the same reference numerals as those in the heart sound acquisition system 100. Below, points different from the heart sound acquisition system 100 will be explained.
- the heart sound acquisition unit 110 is a device that manually adjusts the pressure like the heart sound acquisition devices 10, 20, 20A to 20F, and 30 according to the first to ninth embodiments, or the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment.
- the device may have a controllable pressure adjustment mechanism 113.
- each first sensor 12, 22, 32 becomes a heart sound sensor 111.
- a pressure sensor 112 can be arranged.
- the pressure sensor 112 is not an essential component.
- the adjustment unit 113A adjusts the pressure with which the heart sound sensor 111 presses the heart sound acquisition site of the human body 5.
- the adjustment unit 113A may be configured to manually adjust the pressing force like the adjustment units of the heart sound acquisition devices according to the first to ninth embodiments.
- the adjustment unit 113A may be a pressure adjustment mechanism that automatically adjusts the pressing force under the control of the information processing unit 120.
- the input unit 123 of the heart sound acquisition system 100A can receive input of reference waveform data when a medical worker such as a doctor acquires heart sounds.
- the storage unit 124 can store data of a reference waveform of the heart sound of the subject.
- the control unit 126 includes a waveform comparison calculation unit 126d in place of the waveform analysis unit 126a, the pressure increase/decrease calculation unit 126b, and the pressure increase/decrease control unit 126c of the twelfth embodiment.
- the waveform comparison calculation unit 126d is configured to compare the heart sound waveform acquired by the heart sound sensor 111, which is obtained via the heart sound information acquisition unit 121, with the reference waveform stored in the storage unit 124.
- the heart waveform acquired by the user using the heart sound sensor 111 is referred to as a measurement waveform.
- the measured waveform of the heart sound is included in the data indicating the heart sound.
- the waveform comparison calculation unit 126d determines the degree of similarity between the measured waveform and the reference waveform.
- DTW Dynamic Time Warping
- the waveform comparison calculation unit 126d can use the output unit 125 to instruct the acquisition of heart sounds, or display an error and guidance, depending on the result of determining the degree of similarity between the measured waveform and the reference waveform.
- a reference waveform storage procedure performed by a medical worker such as a doctor prior to measurement using the heart sound acquisition system 100A will be described with reference to FIG. 18.
- This procedure may be performed by a medical professional in a hospital or the like. Moreover, this procedure can also be performed by the subject at home, following instructions from a doctor remotely. Further, when a pressure adjustment mechanism that can be controlled by the information processing section 120 is used as the adjustment section 113A, this procedure may be performed using a system different from the heart sound acquisition system 100A used by the user at home. The following description will be made assuming that the same system as the heart sound acquisition system 100A used at home is used.
- the power of the heart sound acquisition system 100A is turned on by a medical worker or a user at home (step S201).
- a medical worker or user attaches the heart sound sensor 111 of the heart sound acquisition unit 110 to the heart sound acquisition site of the subject (step S202).
- the information processing unit 120 can detect that the heart sound acquisition unit 110 is attached to the subject based on the signals received by the heart sound information acquisition unit 121 and/or the pressure information acquisition unit 122.
- the heart sound acquisition unit 110 acquires heart sounds from the heart sound sensor 111 (step S203).
- the heart sound signal acquired by the heart sound sensor 111 is transmitted to the control unit 126 of the information processing unit 120 via the heart sound information acquisition unit 121.
- the control unit 126 outputs the heart sound signal from the output unit 125 as a sound and/or a waveform.
- the heart sound acquisition unit 110 may be able to output the heart sound directly without going through the information processing unit 120 so that a medical worker can directly auscultate the heart sound.
- a medical worker such as a doctor auscultates the heart sounds and/or confirms the heart sound waveform on the output unit 125 (step S204).
- a medical worker such as a doctor determines whether the desired heart sound is being output (step S205).
- the control unit 126 determines whether a heart waveform desired to be obtained from a medical professional such as a doctor is being outputted via the input unit 123. You may wait for the decision.
- a medical worker such as a doctor may auscultate the heart sounds and/or visually observe the heart sound waveform, and input into the input unit 123 whether or not the desired heart sound waveform has been obtained.
- step S205 if it is determined that the desired heart sound waveform cannot be obtained from the medical worker (step S205: No), the pressure with which the heart sound sensor 111 presses the heart sound acquisition site is adjusted using the adjustment unit 113A (step S205: No). S206). This adjustment may be performed by a medical professional manually adjusting the adjustment section 113A. Furthermore, if the heart sound acquisition section 110 has a pressure adjustment mechanism as the adjustment section 113A that can be controlled by the information processing section 120, this adjustment can be performed by a medical professional operating the input section 123. After step S206, the procedure in the flowchart of FIG. 18 proceeds to step S205 again.
- step S205 if it is determined that the desired heart waveform has been obtained from the medical professional (step S205: Yes), the medical professional operates the input unit 123, and the control unit 126 receives the acquired heart waveform.
- the waveform is stored in the storage unit 124 as a reference waveform (step S207).
- the control unit 126 may acquire a reference pressure, which is the pressure at which the reference waveform detected by the pressure sensor 112 was acquired together with the reference waveform, via the pressure information acquisition unit 122, and may store it in the storage unit 124. It is not mandatory to obtain a reference pressure.
- step S207 the heart sound acquisition system 100A is powered off manually by a medical worker or by the system program, and the process ends (step S208).
- the heart sound acquisition system 100A used by the user is different from the heart sound acquisition system 100A used by medical personnel to acquire reference waveforms, information such as the reference waveform and reference pressure may be provided by the medical personnel.
- the information may be transmitted from the system to the user's heart sound acquisition system 100A via wired or wireless communication means.
- the heart sound acquisition system 100A on the user side may store information such as the received reference waveform and reference pressure in the storage unit 124. It is not essential to store the reference pressure in the storage unit 124.
- the heart sound acquisition unit 110 may initially set the pressure with which the heart sound sensor 111 is pressed against the heart sound acquisition site when acquiring heart sounds to be the pressure at the time of acquiring the reference waveform.
- the heart sound acquisition system 100A is powered on by the user (step S301). As a result, each part of the heart sound acquisition system 100A is activated.
- the user attaches the heart sound sensor 111 to the heart sound acquisition site of the subject (step S302).
- the information processing unit 120 can detect that the heart sound acquisition unit 110 is attached to the subject based on signals from the heart sound information acquisition unit 121 and/or the pressure information acquisition unit 122.
- the heart sound acquisition unit 110 acquires heart sounds using the heart sound sensor 111 while the heart sound sensor 111 is attached to the heart sound acquisition site of the subject (step S303).
- the heart sound signal acquired by the heart sound sensor 111 is transmitted to the information processing section 120 via the heart sound information acquisition section 121. Thereby, the information processing unit 120 acquires the heart sound signal.
- the control unit 126 of the information processing unit 120 compares the measured waveform, which is the waveform of the acquired heart sound signal, with the reference waveform stored in the storage unit 124, and determines the degree of similarity (step S304).
- the control unit 126 may set a threshold value for the degree of similarity and determine whether or not they are similar by comparing the degree of similarity calculated by a predetermined method such as DTW with the threshold value.
- control unit 126 determines that the acquired measurement waveform is not similar to the reference waveform (step S304: No), it recognizes the acquisition state of the heart sounds (step S305).
- the heart sound acquisition state includes information such as whether the amplitude of the measured waveform is smaller or larger than the reference waveform by a predetermined percentage or more.
- the control unit 126 Based on the heart sound acquisition state recognized in step S305, the control unit 126 sends information such as the occurrence of a measurement error, the cause of the error, and/or guidance on how to deal with it to the output unit 125 and/or the heart sound acquisition unit 110.
- the information is displayed on the display unit 114 (step S306).
- Information such as the cause of the displayed error and how to deal with it may be stored in advance in the storage unit 124 in association with the assumed state of acquisition of heart sounds.
- the causes of the error may include insufficient pressing, misalignment, noise, and the like.
- the guidance on how to deal with the problem may include content that instructs the user to manually adjust the pressure when it is recognized in step S305 that the amplitude of the heart sound signal is small.
- control unit 126 may display a message indicating that the heart sound acquisition system 100A should be readjusted by contacting a medical institution. In that case, the heart sound acquisition system 100A may interrupt the process in step S306.
- step S306 after displaying the error, its cause, and/or guidance on how to deal with it to the user, the control unit 126 waits for the user to obtain heart sounds again.
- the user follows the guidance and adjusts the pressure with which the heart sound acquisition portion of the heart sound sensor 111 is pressed, and then acquires the heart sound again (step S303).
- step S304 if the control unit 126 determines that the measured waveform is similar to the reference waveform (step S304: Yes), it measures the heart sound signal for a predetermined period of time (step S307).
- step S307 the heart sound acquisition system 100A is powered off manually by the user or by the system program, and the process ends (step S308).
- the heart sound acquisition system 100A it is possible to acquire heart sounds so that the waveform is close to the reference waveform of heart sounds measured by medical personnel such as doctors. become. Therefore, even when a user with poor medical knowledge acquires heart sounds at home or the like, it is possible to obtain a heart sound waveform that is close to the heart sound waveform obtained by a professional medical professional. This further increases the reproducibility of heart sound acquisition.
- the heart sound acquisition system 100B Similar to the heart sound acquisition system 100A according to the thirteenth embodiment, the heart sound acquisition system 100B according to the fourteenth embodiment acquires heart sounds using a reference waveform of a heart sound signal acquired in advance by a medical professional such as a doctor. conduct.
- the heart sound acquisition system 100B uses a heart sound acquisition section 110 having a controllable pressure adjustment mechanism 113.
- the heart sound acquisition unit 110 includes, for example, the heart sound acquisition device 50 of the tenth embodiment and the heart sound acquisition device 60 of the eleventh embodiment.
- heart sound acquisition system 100B is similar to the heart sound acquisition system 100A of the thirteenth embodiment, the same or similar components are given the same reference numerals as those of the heart sound acquisition system 100A, and points different from the heart sound acquisition system 100A will be described. explain.
- the heart sound acquisition system 100B differs from the heart sound acquisition system 100A in that the heart sound acquisition unit 110 has a pressure adjustment mechanism 113 as an adjustment unit and in the configuration of the control unit 126.
- the control unit 126 of the heart sound acquisition system 100B includes an increase/decrease pressure calculation unit 126b and an increase/decrease pressure control unit 126c, similarly to the heart sound acquisition system 100 of the twelfth embodiment.
- the control unit 126 of the heart sound acquisition system 100B further includes a waveform comparison calculation unit 126d similar to the thirteenth embodiment.
- the pressure increase/decrease calculation unit 126b can determine whether the pressure with which the heart sound sensor 111 presses against the human body increases or decreases when acquiring the next heart sound, depending on the heart sound acquisition state determined by the waveform comparison calculation unit 126d. .
- the pressure increase/decrease calculation unit 126b is further configured to calculate an adjustment amount to increase or decrease the pressure.
- the pressure control unit 126c transmits a control signal to the pressure adjustment mechanism 113 of the heart sound acquisition unit 110 based on the result calculated by the pressure calculation unit 126b, so that the heart sound sensor 111 of the heart sound acquisition unit 110 presses the human body. configured to regulate pressure.
- a method for acquiring heart sounds using the heart sound acquisition system 100B according to the fourteenth embodiment will be described below with reference to FIG. 21. Note that it is assumed that the reference waveform of the heart sound signal obtained in advance is stored in the storage unit 124 by a procedure similar to the procedure described using FIG. 18 in the thirteenth embodiment. Furthermore, the pressure measured by the pressure sensor 112 when the reference waveform was acquired may be stored in the storage unit 124 as the reference pressure.
- the user turns on the power of the heart sound acquisition system 100B and starts the heart sound acquisition system 100B (step S401).
- the user attaches the heart sound sensor 111 of the heart sound acquisition unit 110 to the heart sound acquisition site of the subject (step S402).
- the information processing unit 120 can detect that the heart sound acquisition unit 110 is attached to the subject based on signals from the heart sound information acquisition unit 121 and/or the pressure information acquisition unit 122.
- the control unit 126 pressure adjustment control unit 126c of the information processing unit 120 controls the pressure adjustment mechanism 113 to automatically increase the pressure of the heart sound sensor 111 pressing against the human body up to the initially set pressure (step S403).
- the control unit 126 sets the pressure so that the pressure measured from the pressure sensor 112 via the pressure information acquisition unit 122 becomes the reference pressure as the initial value of the pressure. Adjustment mechanism 113 may be controlled.
- the heart sound acquisition unit 110 acquires heart sounds from the heart sound sensor 111 (step S404).
- the heart sound signal acquired by the heart sound sensor 111 is transmitted to the information processing section 120 via the heart sound information acquisition section 121.
- the control unit 126 acquires the heart sound signal.
- the control unit 126 (waveform comparison calculation unit 126d) of the information processing unit 120 compares the measured waveform, which is the waveform of the acquired heart sound signal of the subject, with the reference waveform stored in the storage unit 124, and compares both waveforms.
- the degree of similarity is determined (step S405).
- a method such as DTW described in the thirteenth embodiment can be used to determine the similarity of waveforms.
- control unit 126 determines that the measured waveform is not similar to the reference waveform (step S405: No), it recognizes the state of heart sound acquisition based on the acquired heart sound signal (step S406).
- the heart sound acquisition state includes information such as that the amplitude of the heart sound signal is smaller or larger than the reference waveform by a predetermined percentage or more, or that the waveform of the heart sound signal and the reference waveform are significantly different in shape.
- the control unit 126 may sequentially store information on the amplitude of the heart sound signal in the storage unit 124.
- control unit 126 sends information such as the occurrence of a measurement error, the cause of the error, and/or guidance on how to deal with it to the output unit 125 and/or the heart sound acquisition state recognized in step S405. It is displayed on the display unit 114 of the heart sound acquisition unit 110 (step S407).
- pressure is automatically adjusted, so it is not essential to display guidance in step S407.
- the control unit 126 determines whether to increase or decrease the pressure of the heart sound sensor 111 based on the recognized error content (step S408).
- the control unit 126 may determine whether to increase or decrease the pressure in a direction that increases the amplitude, based on information on the amplitude of past heart sound signals that has been accumulated. Further, the control unit 126 may determine the amount of pressure adjustment based on the relationship between the past pressure of the heart sound sensor 111 and the amplitude of the heart sound signal.
- the pressure increase/decrease control section 126c of the control section 126 controls the pressure adjustment mechanism 113 of the heart sound acquisition section 110 based on the pressure increase or decrease determined by the pressure increase/decrease calculation section 126b.
- step S408 the control unit 126 returns to the process of step S404.
- step S405 determines in step S405 that the waveform of the acquired heart sound signal is similar to the reference waveform (step S405: Yes)
- the control unit 126 controls the pressure of the heart sound sensor 111 on the human body using the pressure adjustment mechanism 113. Control of pressurization and depressurization is ended (step S409).
- control unit 126 After completing the pressurization and depressurization processes, the control unit 126 measures the heart sounds of the subject for a predetermined period of time (step S410).
- step S410 the heart sound acquisition system 100B is powered off manually by the user or by the system program, and the process ends (step S411).
- the heart sound acquisition system 100B is close to the reference waveform of the heart sound measured by a medical professional such as a doctor. It becomes possible to acquire heart sounds as a waveform. Furthermore, since the pressure with which the heart sound sensor 111 presses the heart sound acquisition site of the subject is automatically adjusted by the system, the measurement can be performed independently of the user performing the measurement, and the heart sound data obtained This further improves the reproducibility of heart sounds and enables accurate acquisition of heart sounds.
- the pressure sensor 112 of the heart sound acquisition unit 110 and the pressure information acquisition unit 122 of the information processing unit 120 are not essential components.
- the control unit 126 controls the heart sound obtained from the heart sound sensor 111 while adjusting the pressure adjustment mechanism 113 even if there is no pressure value data from the pressure sensor 112.
- the signal waveform can be brought closer to the reference waveform.
- the heart sound acquisition system 100C is used in combination with other measuring devices that measure biological information other than heart sounds to measure and estimate parameters related to cardiac function. be able to.
- Other measuring devices include, for example, one or more of an electrocardiograph, a blood pressure monitor, and a pulse monitor.
- the heart sound acquisition system 100C has common parts with the heart sound acquisition system 100B of the fourteenth embodiment. In the following description, components that are the same as or similar to components included in the heart sound acquisition system 100B of the fourteenth embodiment are given the same reference numerals as in the heart sound acquisition system 100B.
- the heart sound acquisition system 100C includes a heart sound acquisition section 110, an information processing section 120, and a biological sensing section 130.
- the heart sound acquisition unit 110 and the information processing unit 120 may be the same device or may be separate devices.
- the heart sound acquisition unit 110 includes a heart sound sensor 111, a pressure sensor 112, and a pressure adjustment mechanism 113, which are the same components as those included in the heart sound acquisition system 100B according to the fourteenth embodiment.
- the biological sensing unit 130 detects biological information other than heart sounds.
- the biological sensing unit 130 includes at least one of a plurality of measurement devices including an electrocardiograph 131, a blood pressure monitor 132, and a pulse wavemeter 133.
- the biological sensing unit 130 may be a single device that performs multiple types of measurements, or may be a plurality of independent measuring devices. At least part of the measurement function of the biological sensing section 130 may be provided using the same device as the heart sound acquisition section 110.
- the measurement results of each measuring device of the living body sensing section 130 may be transmitted to the information processing section 120.
- the information processing unit 120 includes a heart sound information acquisition unit 121, a pressure information acquisition unit 122, an input unit 123, a storage unit 124, and an output unit, which are the same components as those included in the heart sound acquisition system 100B according to the fourteenth embodiment. It includes a section 125, a communication section 127, and a control section 126.
- the information processing unit 120 further includes a biological information acquisition unit 128 that acquires biological information other than heart sounds.
- the biological information acquisition unit 128 receives input from the biological sensing unit 130.
- the storage unit 124 stores a trained model using machine learning that uses one or more of biological information including heart sounds, electrocardiogram, blood pressure, and pulse waves as an explanatory variable and parameters related to the patient's cardiac function as an objective variable. You can remember it.
- the trained model can be generated by collecting heart sound data of a large number of patients, biological information other than heart sounds, and parameters related to cardiac function, and performing machine learning in advance on another computer.
- the control unit 126 includes two functional blocks: a measurement processing unit 126e and an estimation processing unit 126f.
- the measurement processing unit 126e executes processing for determining measured values of biological information such as heart sounds, electrocardiograms, blood pressure, and pulse waves based on the outputs of the heart sound acquisition unit 110 and the biological sensing unit 130.
- the functions of the waveform comparison calculation section 126d, the pressurization/depression calculation section 126b, and the pressurization/depression control section 126c included in the control section 126 of the heart sound acquisition system 100B according to the fourteenth embodiment are included in the measurement processing section 126e.
- the measurement processing unit 126e processes any one or more of biological information including electrocardiogram, blood pressure, and pulse wave acquired from the biological sensing unit 130 via the biological information acquisition unit 128 in addition to heart sounds, and performs measurement. Determine the value or measured waveform.
- the measurement processing unit 126e measures parameters related to cardiac function by combining heart sound data and other biological information. Parameters related to cardiac function in this case may include, for example, STI (Systolic Time Interval) such as PEP (Preejection Period) or LVET (Left Ventricular Ejection Time).
- the measurement processing section 126e may store the measurement results in the storage section 124.
- the estimation processing unit 126f inputs the heart sound data and the measurement data of the biological information obtained by the measurement processing unit 126e as explanatory variables into the trained model stored in the storage unit 124, thereby calculating parameters related to cardiac function by machine learning. can be estimated.
- Parameters related to cardiac function are parameters indicating intracardiac hemodynamics, and may include intracardiac pressure, and intracardiac pressure may include, for example, any one of left heart pressure, right heart pressure, pressure waveform, etc.
- Intracardiac pressures include, for example, left ventricular end-diastolic pressure (LVEDP), pulmonary artery pressure (PAP), and pulmonary artery wedge pressure (PWP). pulmonary wedge pressure), but these include Not limited.
- Pulmonary artery wedge pressure is PAWP (pulmonary arterial wedge pressure), PCWP (pulmonary capillary wedge pressure), or (pulmonary arterial wedge pressure). It is also called y occlusion pressure).
- the living body sensing unit 130 that measures any one or more of electrocardiography, blood pressure, and pulse waves is attached to the subject (step S501).
- Measurement is started by the user's operation (step S502).
- the measurement processing unit 126e of the control unit 126 measures biological information based on the output signals from the heart sound acquisition unit 110 and the biological sensing unit 130.
- the measurement processing unit 126e of the control unit 126 stores the measured heart sound data and biological information data in the storage unit 124 (step S503).
- the measurement processing unit 126e may calculate the measurement result by combining two or more pieces of biological information including the heart sound signal.
- the measurement processing unit 126e of the control unit 126 ends the measurement (step S504).
- the estimation processing unit 126f of the control unit 126 extracts explanatory variables necessary for estimating parameters related to cardiac function from the data stored in step S503 (step S505).
- This explanatory variable is a variable that is an explanatory variable of the learned model stored in the storage unit 124.
- the estimation processing unit 126f of the control unit 126 inputs the explanatory variables of the subject extracted in step S505 to the trained model, and estimates parameters related to cardiac function (step S506).
- the control unit 126 can output the parameters related to the estimated cardiac function to the output unit 125 (step S507) and/or store them in the storage unit 124.
- the measured and/or estimated cardiac function-related parameters may be transmitted to the external server 150 via the network NW.
- the information stored in the external server 150 may be used, for example, by a medical professional such as a doctor to monitor, in a non-invasive or minimally invasive manner, hemodynamic parameters indicating the cardiac condition of a heart failure patient as a parameter related to cardiac function. This information can be used as information that enables understanding of the condition of a heart failure patient and response when the condition changes.
- heart sound information can be combined with biological information acquired from other measurement devices while the subject is at home, thereby providing information related to cardiac function.
- parameters can be measured and/or estimated non-invasively or minimally invasively. Similar to the heart sound acquisition system 100B according to the fourteenth embodiment, since highly reproducible heart sound data can be used, the reproducibility and objectivity of measurement and/or estimation of parameters related to cardiac function are increased.
- each component of the heart sound acquisition device shown in each embodiment are merely examples.
- the functions included in each component or each step can be rearranged so as not to be logically contradictory, and multiple components or steps can be combined into one or divided. is possible.
- the embodiments according to the present disclosure have been described with a focus on the apparatus, the embodiments according to the present disclosure can also be realized as a method including steps executed by each component of the apparatus.
- Embodiments according to the present disclosure can be realized as a method, a program, or a non-transitory computer-readable medium recorded with a program executed by a processor included in the device. It is to be understood that these are also encompassed within the scope of the present disclosure.
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Abstract
心音取得装置は、本体部と、可動部材と、付勢部とを備える。可動部材は、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する。付勢部は、心音を取得するとき第1のセンサが人体を押圧するように、可動部材を付勢する。可動部材は、本体部に対して第1のセンサが人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、本体部は、付勢部の可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む。
Description
本開示は、心音取得装置、心音取得システム、心音取得方法、及びプログラムに関する。
心不全及び呼吸器疾患等の慢性疾患は、退院した後も病状が悪化する危険性が有るためバイタルサインを継続して計測することが重要である。心音には、弁膜症及び狭心症等の心疾患、又は、COPD(chronic obstructive pulmonary disease)等の呼吸器疾患を示唆する情報が含まれることが知られており、近年、在宅での計測も望まれている。適切な心音取得には、心音を計測するセンサを正確な位置に配置し、適切な圧力を加えることが必要である。
従来在宅で心音を取得するための装置として、マイクロホンを内蔵したチェストピースを備えた聴診器であって、チェストピースの人体への当接部分に接触を検知するセンサを有する聴診器が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の在宅で使用する心音測定用の装置は、心音を取得するセンサを患者に適切な圧力で押圧することが難しかった。そのため、医療従事者ではない患者及びその家族等が心音を測定しようとした場合、再現性のよい測定結果が得られない場合があった。
したがって、これらの点に着目してなされた本開示の目的は、専門的な知識を持たなくとも容易に再現性よく心音を良好に取得することが可能な、心音取得装置、心音取得システム、心音取得方法、及びプログラムを提供することにある。
本開示の一態様としての心音取得装置は、本体部と、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材と、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部とを備え、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む。
一実施形態として、前記付勢部は、前記押圧方向に沿う第1の端部で前記本体部に係合し、前記第1の端部よりも前記第1のセンサの側の第2の端部で前記可動部材に係合し、前記第1の端部と前記第2の端部との間を広げる方向に力を及ぼすように構成される。
一実施形態として、前記付勢部は、弾性体及び磁性体の少なくとも何れかを含む。
一実施形態として、前記本体部は、第1の部材と、前記第1の部材の前記第1のセンサの側の反対側に位置し前記付勢部の前記第1の端部に係合する第1の移動制限部を有する第2の部材とを含み、前記第2の部材は前記第1の部材に対して前記押圧方向の位置を調節可能な前記調節部を含む。
一実施形態として、前記本体部は、前記付勢力が固定されるように前記調節部を固定する固定部材を備える。
一実施形態として、前記本体部は、前記可動部材と干渉することにより前記可動部材の前記押圧方向の移動を制限する第2の移動制限部を含む。
一実施形態として、前記本体部は、前記心音の取得中、前記第1のセンサの周りで前記人体に当接するカバー部を備える。
一実施形態として、前記本体部は、前記心音の取得中前記第1のセンサの周りで前記人体に当接し、且つ、前記第2の移動制限部に対する前記押圧方向の位置を調節可能な前記調節部を含むカバー部を備える。
一実施形態として、前記心音取得装置は、前記カバー部の前記人体と当接する面に心音以外の生体情報を取得するための第2のセンサを備える。
一実施形態として、前記心音取得装置は、前記カバー部の前記人体と当接する面に、前記人体に対して剥離可能に接着する接着部材を備える。
一実施形態として、前記本体部は、前記可動部材を前記押圧方向に移動可能に支持する摺動面を有する突起部及びボールベアリングの少なくとも何れかを備える。
一実施形態として、前記本体部と前記可動部材との少なくとも何れか一方に、前記本体部と前記可動部材との前記押圧方向の相対位置の位置決めに使用されるマークが付されている。
本開示の一態様としての心音取得システムは、本体部、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材、及び、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部を含み、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を有する心音取得部と、前記第1のセンサから取得された心音を示すデータに基づいて、前記心音の取得状態を判断する制御部とを備える。
一実施形態として、前記心音取得システムは、予め測定された心音の基準波形を記憶する記憶部をさらに備え、前記心音を示すデータは心音の測定波形を含み、前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形とを比較することにより、前記心音の取得状態を判断する。
一実施形態として、前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形との類似度に基づき、前記心音の取得状態を判断する。
一実施形態として、前記心音取得システムは、出力部をさらに備え、前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形とが類似しないと判断したとき、前記出力部に対してエラー及びガイダンスの少なくとも何れかを表示させる。
一実施形態として、前記心音取得部は、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を測定する第3のセンサを備える。
一実施形態として、前記心音取得システムは、予め設定された心音を取得するための基準圧力を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記第3のセンサにより測定される前記圧力が前記基準圧力に基づく所定の範囲に無い場合、前記出力部に対してエラー及びガイダンスの少なくとも何れかを表示させる。
一実施形態として、前記本体部は、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を調節する圧力調節機構を備え、前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形とが類似しないと判断したとき、前記圧力調節機構により前記圧力を調節する。
一実施形態として、前記本体部は、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を調節する圧力調節機構を備え、前記心音を示すデータは心音の測定波形を含み、前記制御部は、前記測定波形の振幅が最大となるように、前記圧力調節機構により前記圧力を調節する。
一実施形態として、前記心音取得部は、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を測定する第3のセンサを備える。
一実施形態として、前記心音取得システムは、予め設定された心音を取得するための基準圧力を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記圧力の初期値として、前記第3のセンサにより測定される前記圧力が前記基準圧力になるように、前記圧力調節機構により前記圧力を調節する。
一実施形態として、前記付勢部は、前記押圧方向に沿う第1の端部で前記本体部に係合し、前記第1の端部よりも前記第1のセンサの側の第2の端部で前記可動部材に係合し、前記第1の端部と前記第2の端部との間を広げる方向に力を及ぼすように構成され、前記圧力調節機構は、前記第1の端部に係合する前記本体部の位置を前記押圧方向に調節する。
一実施形態として、前記付勢部は、前記可動部材を前記押圧方向に押圧するバルーンを含み、前記圧力調節機構は前記バルーンの内部に吸気又は排気をすることにより前記バルーンが前記可動部材に及ぼす圧力を調節するように構成される。
一実施形態として、前記制御部は、他の測定装置から心音以外の生体情報を取得し、前記第1のセンサから取得された前記心音と、前記生体情報とに基づいて、心機能に関するパラメータを推定する。
一実施形態として、前記他の測定装置は、心電計及び血圧計の少なくとも何れかを含む。
一実施形態として、前記心機能に関するパラメータは、心内圧を含む。
本開示の一態様としての心音取得方法は、コンピュータの制御装置が実行する心音取得方法であって、本体部、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材、及び、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部を含み、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む心音取得部から心音を取得するステップと、前記心音の測定波形に基づいて、前記心音の取得状態を判断するステップとを含む。
本開示の一態様としてのプログラムは、本体部、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材、及び、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部を含み、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む心音取得部から心音を取得する処理と、前記心音の測定波形に基づいて、前記心音の取得状態を判断する処理とをプロセッサに実行させる。
本開示の心音取得装置、心音取得システム、心音取得方法、及びプログラムによれば、付勢部の可動部材に対する付勢力を調節することにより、第1のセンサが人体を押圧する圧力を調整できる。これにより、専門的な知識を持たなくとも容易に再現性よく心音を取得することができる。
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の形状及び比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る心音取得装置10は、図1の斜視図及び図2の断面図に示すように、本体部11と、第1のセンサ12を有する可動部材13と、付勢部14とを備える。心音取得装置10は、第1のセンサ12を人体5の心音取得部位である胸部に当接させて心音を取得する装置である。心音取得装置10は、被測定者自身又は被測定者の近親者等の医療の専門知識を有さない利用者により、在宅で利用することが想定される。心音取得装置10は、医師等の医療従事者により、医療施設で利用されてもよい。
第1実施形態に係る心音取得装置10は、図1の斜視図及び図2の断面図に示すように、本体部11と、第1のセンサ12を有する可動部材13と、付勢部14とを備える。心音取得装置10は、第1のセンサ12を人体5の心音取得部位である胸部に当接させて心音を取得する装置である。心音取得装置10は、被測定者自身又は被測定者の近親者等の医療の専門知識を有さない利用者により、在宅で利用することが想定される。心音取得装置10は、医師等の医療従事者により、医療施設で利用されてもよい。
第1のセンサ12は、心音を含む音を検出するセンサである。第1のセンサは、例えば、心音を含む音を電気信号に変換する。第1のセンサ12は、ダイアフラム(振動板)とバックプレート(電極)との間の静電容量の変化を検出するコンデンサ型マイクロホン、圧電素子を用いた圧電型マイクロホン、及び、永久磁石とコイルを組み合わせた動電型マイクロホン等の種々のセンサから採用されうる。第1のセンサ12は、検出した心音を心音取得装置10内の他の構成要素、又は、心音取得装置10の外部に出力することができる。
第1のセンサ12は、心音を含む音を電気信号に変換するセンサに限定されない。第1のセンサ12が取得した心音を含む音を電気信号に変換しない形態も含まれる。その場合、心音は、空気または物体の振動として医師または他の医療関係者に伝達されてよい。
第1のセンサ12は、人体5に当接されるため心音取得装置10の一方の端部(図2において下側)に位置する。以下において、心音取得装置10の第1のセンサ12の側の反対側(図2において上側)を第1の側と呼ぶ。また、心音取得装置10の第1のセンサ12の側(図2において下側)を第2の側とよぶ。第2の側は、心音取得装置10の使用時における人体5側である。
本体部11は、少なくともその一部が利用者により把持可能な部分である。本体部11は、第1の部材15及び第2の部材16を含む。本体部11は、第1の部材15及び第2の部材16のみでなく、3つ以上の部材を含んでよい。第1の部材15は、略円柱状の部材である。第1の部材15の第1の側の端部周辺には螺旋溝が設けられている。また、第1の部材15の第2の側の端部には、円柱状の部分から外側へ広がるフランジ部15aが設けられている。
第2の部材16は、中央部に第1の部材15が通る孔部を有するリング状の部材である。第2の部材16の孔部には、螺旋溝が設けられている。第2の部材16は、第1の部材15の第1の側の端部周辺で、第1の部材15の外側に回転摺動可能に螺合する。第2の部材16を第1の部材15に対して回転させることにより、第2の部材16は、第1の部材15に沿って押圧方向DPの順方向及び逆方向に移動可能である。
第2の部材16の第2の側の面16aは、付勢部14の第1の側の端部である第1の端部14aに当接して、付勢部14及び付勢部14を介する可動部材13の押圧方向Dpの逆方向への移動を制限する。
可動部材13は、本体部11に対して限られた範囲内で押圧方向Dpに移動可能な部材である。ここで、移動可能とは相対的な意味で用いられる。可動部材13を人体5に当接させ固定した状態の場合、本体部11に対して可動部材13が移動することは、本体部11が人体5に対して移動することを意味する。
可動部材13は、第1の部材15の第2の側の一部分が挿入される空間を有する円筒状の形状を有する。可動部材13の第1の側の端部には、円筒の内部方向に延びる突起部13aが形成されている。突起部13aが、第1の部材15の第2の側の端部に形成されたフランジ部15aと干渉することにより、可動部材13の押圧方向Dpへの移動が制限される。
可動部材13には、図1で示すように、第1の部材15のフランジ部15aの位置を視認できる窓部Wが設けられてよい。また、窓部Wの横には、フランジ部15aを位置合わせするためのマークMが設けられていてよい。
付勢部14は、第1の側の第1の端部14aで第2の部材16の第2の側を向いた面16aに当接して係合する。また、付勢部14は、第2の端部14bで可動部材13の突起部13aの第2の側を向いた面に当接して係合する。付勢部14は、第1の端部14aと第2の端部14bとの間の距離を広げる方向の力を発生する。これにより、付勢部14は、心音を取得するとき、第1のセンサ12が人体5を押圧するように、可動部材13を付勢する。
付勢部14は、例えば、弾性体及び磁性体の少なくとも何れかを含む。弾性体は、自然長から圧縮された状態のばねを含む。磁性体は、N極どうし又はS極どうしを対向させて配置した磁石を含む。付勢部14はさらに、空気の圧縮を用いたもの、電磁力を用いたもの、及び、ゴムを用いたもの等を用いることができる。
第2の部材16の面16aは、付勢部14及び付勢部14の第2の側に位置する可動部材13の押圧方向Dpの逆方向への移動を制限する第1の移動制限部である。第1の部材15のフランジ部15aは、可動部材13の押圧方向Dpへの移動を制限する第2の移動制限部である。フランジ部15aは、可動部材13の第1の部材15からの離脱を防止する。
任意付加的に、心音取得装置10は、人体5の所定の位置を継続的に測定するための取り付け手段を有してよい。例えば、心音取得装置10は、第1のセンサ12の人体5に当接する面を人体5の皮膚に貼り付けるようにしたパッチ型の装置として構成することができる。また、心音取得装置10は、第1のセンサ12を人体5に対して固定するためのストラップベルトを有してよい。
上述のような構成により、心音取得装置10の利用者は、第2の部材16を手に持ち第1のセンサ12を人体5に当接させて人体5を押圧し、心音を取得することができる。その際、人体5には、付勢部14の付勢力に応じた圧力が加わる。付勢部14の発生する付勢力は、付勢部14の第1の端部14aと第2の端部14bとの距離により変化する。例えば、付勢部14がばねの場合、第1の端部14aと第2の端部14bとの間の距離とばねの自然長との差に比例した力が発生する。
付勢部14の第1の端部14aと第2の端部14bとの間の距離は、第1の部材15及び第2の部材16(本体部11)と可動部材13との位置関係により定まる。したがって、利用者は、可動部材13に設けられた窓部Wを通して視認されるフランジ部15aを、本体部11に設けられたマークMに従い所定の位置に位置決めすることにより、第1のセンサ12が人体5を押圧する圧力を予め定めた心音を取得するのに最適な圧力に容易に設定することができる。例えば、マークMは、被測定者が医療機関で受診する際に、医師が心音を聴診しながら第1のセンサ12が人体5を押圧する圧力を適切な圧力にするように付してよい。被測定者は在宅で心音を測定する際に、医師により付されたマークMを使用することができる。
なお、利用者が本体部11と可動部材13との位置決めする方法は上記のものに限られない。例えば、利用者は突起部13aの第1の側の面と第1の部材15の円柱状の部分に設けられたマークとを合わせることにより、押圧方向Dpの位置決めを行ってよい。したがって、窓部Wは必須の構成要素ではない。また、以下において、心音センサが人体を押圧する圧力を押圧と呼びその値を押圧値と呼ぶ場合がある。
また、第2の部材16が第1の部材15に螺合しているので、第1の部材15に対する第2の部材16の押圧方向Dpの位置は、第2の部材16を第1の部材15の周りに回転させることにより変位させることができる。第2の部材16が変位すると、付勢部14の第1の端部14aと第2の端部14bとの距離が変化するので、付勢部14が可動部材13を付勢する付勢力が変化する。すなわち、第2の部材16の位置を調整することにより、付勢部14の可動部材13に対する付勢力を調節することができる。付勢力を調節する第2の部材16の螺合部16bは、付勢力を調節する調節部である。
以上説明したように、第1実施形態に係る心音取得装置10によれば、付勢部14の可動部材13に対する付勢力を調節することにより、第1のセンサ12が人体5を押圧する圧力を予め定めた押圧値に調整することができる。これにより、利用者は、専門的な知識を持たなくとも容易に再現性よく心音を取得することができ、心音取得の精度を向上できる。
(第2実施形態)
図3を参照して第2実施形態に係る心音取得装置20について説明する。なお、第1実施形態の心音取得装置10と同一又は類似の構成要素には、第1実施形態の参照符号に10を加えた参照符号を付している。以下においては、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態と重複する内容については説明を省略することがある。
図3を参照して第2実施形態に係る心音取得装置20について説明する。なお、第1実施形態の心音取得装置10と同一又は類似の構成要素には、第1実施形態の参照符号に10を加えた参照符号を付している。以下においては、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態と重複する内容については説明を省略することがある。
心音取得装置20は、本体部21、第1のセンサ22を有する可動部材23、及び、付勢部24を含んで構成される。第1のセンサ22は、第1実施形態の第1のセンサ12と同様に、心音を含む音を電気信号に変換するセンサである。
本体部21は、第1の部材25及び第2の部材26を含む。第1の部材25は、円筒状の部材である。第1の部材25の第1の側の端部周辺の内側面には螺旋溝が設けられている。また、第1の部材25の第2の側の端部は、筒状の部分の内側面から内側に向かって延びるリング状の環状突起部25aを有する。
第2の部材26は、第1の側の端部にフランジが設けられた筒状の部材である。第2の部材26は、第1の部材25の内側面に設けられた螺旋溝に回転摺動可能に螺合する。第2の部材26を第1の部材25に対して回転させることにより、第2の部材26は、押圧方向Dpの順方向及び逆方向に移動可能である。
第2の部材26の第2の側の面26aは、付勢部24の第1の側の端部である第1の端部24aに当接して、付勢部24及び付勢部24を介する可動部材23の押圧方向Dpの逆方向への移動を制限する第1の移動制限部である。
可動部材23は、外側に向かって延びる突起部23bを有する円柱状の部材である。可動部材23の第1の側は、第1の部材25及び第2の部材26の円筒部分の内側の空間に延在する。突起部23bは、可動部材23から放射方向に延びる棒状形状、又は、円板状の形状を有してよい。突起部23bは、第1の部材25の第2の側の端部に形成された環状突起部25aと干渉することにより、押圧方向Dpのへの移動が制限される。可動部材23は、第2の側の端部に第1のセンサ22を有する。
可動部材23の第2の側で第1の部材25の外側に位置する部分には、使用時に可動部材23を位置決めするためのマークが設けられてよい。利用者は、このマークと第1の部材25の第2の側の面を位置合わせすることにより、可動部材23を位置決めしてよい。
付勢部24は、第1の側の第1の端部24aで第2の部材26の第2の側を向いた面26aに当接して係合する。また、付勢部24は、第2の端部24bで可動部材23の突起部23bに当接して係合する。付勢部24は、第1の端部24aと第2の端部24bとの間の距離を広げる方向の力を発生する。これにより、付勢部24は、心音を取得するとき、第1のセンサ22が人体5を押圧するように、可動部材23を付勢する。付勢部24は、第1実施形態の付勢部14と同様に構成することができる。
第2の部材26の面26aは、付勢部24及び付勢部24の第2の側に位置する可動部材23の押圧方向Dpの逆方向への移動を制限する第1の移動制限部である。第1の部材25の環状突起部25aは、可動部材23の押圧方向Dpへの移動を制限する第2の移動制限部である。環状突起部25aは、可動部材23の第1の部材25からの離脱を防止する。
上述のような構成により、心音取得装置20の利用者は、第2の部材26を手に持ち第1のセンサ22を人体5の心音取得部位に当接させて押圧し、心音を取得することができる。利用者は、第1の部材25と可動部材23とを可動部材23に設けられたマーク等を利用して位置合わせをして、心音を取得する。利用者は、第1実施形態の心音取得装置10と同様に、第2の部材26を回転させて面26aを押圧方向Dpの順方向又は逆方向に移動させて位置決めすることができる。これにより、第1のセンサ22が人体5を押圧する圧力を、予め定めた押圧値に調整することができる。
また、第2実施形態の心音取得装置20では、可動部材23は、第1の側において第2の部材26により、押圧方向Dpに直交する方向の変位が抑えられる。また、可動部材23は、第2の側において第1の部材25の環状突起部25aにより、押圧方向Dpに直交する方向の変位が抑えられる。したがって、心音取得装置20は、第1実施形態の心音取得装置10に比べ、押圧方向Dpに直交する方向のがたつきが少なく、人体5の表面に対して第1のセンサ22を垂直に押圧することが容易になる。
さらに、第2実施形態の心音取得装置20では、ばね等を含む付勢部24が、外部に対して露出しないので、第1実施形態の心音取得装置10に比べて外観上優れる。さらに、心音取得装置20は、付勢部24に指を挟まれる等の危険性がないので、安全上も優れている。
なお、第2実施形態の心音取得装置20において、図4に示すように、可動部材23Aと付勢部24Aとが一体とした部材を使用することもできる。例えば、可動部材23Aは全体をばねで形成し、その一部を外周が大きく且つ間隔の広い疎な構造とし、他の部分を外周が小さく間隔が狭い密な構造とすることができる。これにより、ばねが疎な部分は弾性が大きく、ばねが密な部分は弾性が小さい強直な構造となる。
このように、可動部材23と付勢部24を一体の構造とすることにより、ばねの外周が大きい部分が直接第1の部材25の環状突起部25aに当接するので、心音取得装置20に適用した場合に突起部23bが不要となる。
(第3実施形態)
図5の斜視図及び図6の断面図を参照して第3実施形態に係る心音取得装置20Aについて説明する。心音取得装置20Aは、第2実施形態の心音取得装置20に多くの点で共通するので、第2実施形態の心音取得装置20と同一又は類似の構成要素には、第2実施形態の参照符号と同じ参照符号を付している。以下においては、第2実施形態の心音取得装置20と異なる点について説明し、第2実施形態と重複する内容については適宜説明を省略する。
図5の斜視図及び図6の断面図を参照して第3実施形態に係る心音取得装置20Aについて説明する。心音取得装置20Aは、第2実施形態の心音取得装置20に多くの点で共通するので、第2実施形態の心音取得装置20と同一又は類似の構成要素には、第2実施形態の参照符号と同じ参照符号を付している。以下においては、第2実施形態の心音取得装置20と異なる点について説明し、第2実施形態と重複する内容については適宜説明を省略する。
第3実施形態の心音取得装置20Aでは、第2実施形態の心音取得装置20の第1の部材25の第2の側に第1の部材25の一部分としてカバー部27が設けられている。カバー部27は、例えば、内側で円環状の環状突起部25aにつながるリング円板状の部分と、リング円板状の部分の外周から押圧方向Dpに延びる円筒状部分とを含む。カバー部27の内側には、可動部材23が延在する。カバー部27の形状はこれに限られない。例えば、カバー部27は第1の部材25の円筒状の部分から第2の側に延びる半球状の部材であってもよい。
心音の測定を行っていないとき、第1のセンサ22の人体5に当接する面は、カバー部27の第2の側の端部よりも、第2の側に位置する。利用者は、心音を取得するとき、本体部21を押圧方向Dpに押して、カバー部27の第2の側の端部を第1のセンサ22の周りで人体に当接させる。このようにすることで、心音取得装置20Aは、利用者が第1のセンサ22を人体5に対して過剰に押下することを抑制することができる。
カバー部27の形状及び大きさは、心音取得時の第1のセンサ22の第1の部材25に対する相対位置を規定する。それによって、付勢部24の第1の端部24aと第2の端部24bとの距離が規定され、付勢部24の発生する付勢力が規定される。したがって、心音取得装置20Aでは、利用者が目視で本体部21と可動部材23との押圧方向Dpの位置決めを行わなくても、予め設定された押圧値で第1のセンサ22を人体5の心音取得部位に押圧することができる。さらに、利用者が目視で位置決めを行わないので、心音測定の再現性が向上する。
(第4実施形態)
図7を参照して第4実施形態に係る心音取得装置20Bについて説明する。心音取得装置20Bは、第3実施形態の心音取得装置20Aに、固定部材28を加えたものである。心音取得装置20Bの他の構成は、第3実施形態の心音取得装置20Aと同じであるから、同一の構成要素には、第3実施形態の心音取得装置20Aの参照符号と同じ参照符号を付して説明を省略する。
図7を参照して第4実施形態に係る心音取得装置20Bについて説明する。心音取得装置20Bは、第3実施形態の心音取得装置20Aに、固定部材28を加えたものである。心音取得装置20Bの他の構成は、第3実施形態の心音取得装置20Aと同じであるから、同一の構成要素には、第3実施形態の心音取得装置20Aの参照符号と同じ参照符号を付して説明を省略する。
固定部材28は、本体部21の第1の部材25と第2の部材26とを互いに対して固定する。固定部材28は、例えば、先端部がおねじとなっている部材である。固定部材28は、第1の部材25の円筒状の部分の側面に設けたねじ穴と螺合し、このねじ穴を貫通して、第2の部材26を押圧する。これにより、固定部材28を締めつけると、第2の部材26は、固定部材28との摩擦力により第1の部材25に対して固定される。その結果、固定部材28は、調節部である第2の部材26の螺合部26bの位置を固定する。固定部材28による第2の部材26の固定は、固定部材28を回転させ第1の部材25のねじ穴に沿って後退させることにより、解除することができる。固定部材28は、おねじ状の部材に限られない。固定部材28は、第1の部材25と第2の部材26とを互い固定できる部材であれば如何なる形状であってもよい。
このような構成により、第4実施形態において、利用者は、第2の部材26を回転させて第1のセンサ22が人体5の心音取得部位を押圧する圧力を調整した後、固定部材28を用いて第2の部材26の押圧方向Dpの位置を保持することが可能になる。したがって、第4実施形態の心音取得装置20Bによれば、調整を行った後の第1のセンサ22の人体5を押圧する圧力が変化しないように、維持することがさらに容易になる。
なお、第4実施形態において、固定部材28が第2の部材26を第1の部材25に対して固定して位置決めできるのであれば、第2の部材26は、第1の部材25に対して回転により押圧方向Dpの位置調整を行う構造でなくてもよい。例えば、第2の部材26は、第1の部材25に対して、押圧方向Dpに摺動可能であり、任意の位置で固定部材28で第1の部材25に固定されるように構成されてよい。
(第5実施形態)
図8を参照して第5実施形態に係る心音取得装置20Cについて説明する。心音取得装置20Cは、第3実施形態の心音取得装置20Aに、可動部材23を指示するためのガイドとなる突起部又はボールベアリングを加えたものである。心音取得装置20Cの他の構成は、第3実施形態の心音取得装置20Aと同じであるから、同一の構成要素には、第3実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して適宜説明を省略する。
図8を参照して第5実施形態に係る心音取得装置20Cについて説明する。心音取得装置20Cは、第3実施形態の心音取得装置20Aに、可動部材23を指示するためのガイドとなる突起部又はボールベアリングを加えたものである。心音取得装置20Cの他の構成は、第3実施形態の心音取得装置20Aと同じであるから、同一の構成要素には、第3実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して適宜説明を省略する。
図8に示すように、心音取得装置20Cでは、第1の部材25の環状突起部25aの内側の端部が滑らかな曲面の突起部を有し、可動部材23の円柱部分の側面に摺動可能に接するように構成されている。また、心音取得装置20Cでは、第2の部材26の筒状の部分の内側面に、可動部材23の円柱部分の側面に摺動可能に接する摺動面を有する突起部26cが設けられている。これにより、可動部材23は、押圧方向Dpの順方向または逆方向に移動可能に支持される。なお、環状突起部25a及び突起部26cに代えて、第1の部材25及び第2の部材26に、可動部材23に接するボールベアリングを設けてもよい。
第5実施形態の心音取得装置20Cは上述のように構成されているので、可動部材23を押圧方向Dpの順方向及び逆方向に滑らかに動かすことが可能になる。これにより、可動部材23が本体部21に対して突っ掛りを生じること、又は、可動部材23と本体部21との間に摩擦力が生じること等により、第1のセンサ22が人体5を押圧する圧力が影響を受ける虞を低減することができる。
(第6実施形態)
図9を参照して第6実施形態に係る心音取得装置20Dについて説明する。心音取得装置20Dは、第5実施形態の心音取得装置20Cに、後述する押し込み制御部27aを加えたものである。心音取得装置20Dの他の構成は、第5実施形態の心音取得装置20Cと同じであるから、同一の構成要素には、第5実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して説明を省略する。
図9を参照して第6実施形態に係る心音取得装置20Dについて説明する。心音取得装置20Dは、第5実施形態の心音取得装置20Cに、後述する押し込み制御部27aを加えたものである。心音取得装置20Dの他の構成は、第5実施形態の心音取得装置20Cと同じであるから、同一の構成要素には、第5実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して説明を省略する。
図9に示すように、心音取得装置20Dでは、カバー部27の人体5に当接する側の端部から内側に向かって延びる中空円板状の押し込み制御部27aを有する。押し込み制御部27aは、中央部に第1のセンサ22が通過できる程度の大きさの穴を有する。
心音取得装置20Dによれば、押し込み制御部27aを有することにより、第1のセンサ22がカバー部27の内側に押し込まれることをさらに抑制することができる。これにより、利用者が心音取得装置20Dを被測定者の人体5に押し付ける力の強さが、第1のセンサ22の人体5に対する押し圧に与える影響をさらに低減できる。また、心音取得装置20Dによれば、押し込み制御部27aを有することにより、カバー部27の内部に埃が入るのを防ぐことができる。
(第7実施形態)
図10を参照して第7実施形態に係る心音取得装置20Eについて説明する。心音取得装置20Eは、第6実施形態の心音取得装置20Dにおいて、カバー部27を第1の部材25の円筒状の部分に設けられた螺旋溝との間で螺合し、カバー部27を回転させることによりカバー部27の押圧方向Dpの位置を調節可能としたものである。心音取得装置20Eの他の構成は、第6実施形態の心音取得装置20Dと同じであるから、同一の構成要素には、第6実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して説明を省略する。
図10を参照して第7実施形態に係る心音取得装置20Eについて説明する。心音取得装置20Eは、第6実施形態の心音取得装置20Dにおいて、カバー部27を第1の部材25の円筒状の部分に設けられた螺旋溝との間で螺合し、カバー部27を回転させることによりカバー部27の押圧方向Dpの位置を調節可能としたものである。心音取得装置20Eの他の構成は、第6実施形態の心音取得装置20Dと同じであるから、同一の構成要素には、第6実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して説明を省略する。
図10に示すように、心音取得装置20Eにおいて、第6実施形態の心音取得装置20Dで一体であった第1の部材25が、カバー部27と残余の部分とに分離される。この残余の部分を第7実施形態の以下の説明では第1の部材25とする。心音取得装置20Eの第1の部材25は、押圧方向第2の側の端部の外側側面に螺旋溝が設けられている。
一方、カバー部27は、第1の側において第1の部材25の外周に設けられた螺旋溝に回転摺動可能に螺合している。これにより、カバー部27を第1の部材25に対して回転させることによって、押圧方向Dpにおいてカバー部27の第1の部材25に対する相対的な位置が変化する。カバー部27を第1の部材25の環状突起部25aに対して押圧方向Dpの順方向又は逆方向に変位させると、心音取得時の付勢部24による可動部材23への付勢力が変化する。例えば、カバー部27を回転させて、カバー部27を押圧方向Dpの逆方向に移動させると、人体5に押圧する際、付勢部24の第1の端部24aと第2の端部24bとが近づくことにより、可動部材23にはより大きな付勢力が加わる。カバー部27の第1の部材25と螺合する螺合部27bは、付勢部24による可動部材23への付勢力を調整する調節部である。
以上のように、第7実施形態に係る心音取得装置20Eによれば、第2の部材26の位置の調節に加え、カバー部27の環状突起部25aに対する押圧方向Dpの位置を調節することにより、第1のセンサ22が人体を押圧する圧力を調整することができる。
(第8実施形態)
図11を参照して第8実施形態に係る心音取得装置20Fについて説明する。心音取得装置20Fは、第6実施形態の心音取得装置20Dにおいて、カバー部27の押し込み制御部27aの人体5と当接する面に、付加的構成要素29を設けたものである。心音取得装置20Eの他の構成は、第6実施形態の心音取得装置20Dと同じであるから、同一の構成要素には、第6実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して適宜説明を省略する。
図11を参照して第8実施形態に係る心音取得装置20Fについて説明する。心音取得装置20Fは、第6実施形態の心音取得装置20Dにおいて、カバー部27の押し込み制御部27aの人体5と当接する面に、付加的構成要素29を設けたものである。心音取得装置20Eの他の構成は、第6実施形態の心音取得装置20Dと同じであるから、同一の構成要素には、第6実施形態の参照符号と同じ参照符号を付して適宜説明を省略する。
付加的構成要素29は、例えば、心音以外の生体情報を取得する第2のセンサである。第2のセンサは、例えば、心電計の電極を含む。心音取得装置20Fを用いることにより、第1のセンサ22による心音の取得と、第2のセンサによる生体情報の取得とを、同一の装置を用いて、同時に、又は、順次行うことができる。
さらに、付加的構成要素29は、人体5に対してカバー部27を貼付けるため、人体5に対して剥離可能な接着部材を含んでよい。この場合、利用者は、カバー部27の押し込み制御部27aを人体5に対して固定して、人体5の同じ場所から継続的に心音を取得することができる。また、付加的構成要素29は、第2のセンサと接着部材との双方を含んでよい。これにより、第2のセンサによる測定と、心音取得装置20Fの人体5の心音取得部位に対する固定との双方が可能になる。
(第9実施形態)
上記第1~第8実施形態において、付勢部14、24は、第1の端部14a、24aと第2の端部14b、24bとの間の距離を拡張する方向に力を及ぼしていた。しかしながら、図12に示す第9実施形態に係る心音取得装置30は、付勢部34の第1の端部34aと第2の端部34bとの間の距離を縮小しようとする力を用いて、可動部材33を付勢する。以下に、第9実施形態の心音取得装置30について、第2実施形態の心音取得装置20と異なる部分について適宜説明する。
上記第1~第8実施形態において、付勢部14、24は、第1の端部14a、24aと第2の端部14b、24bとの間の距離を拡張する方向に力を及ぼしていた。しかしながら、図12に示す第9実施形態に係る心音取得装置30は、付勢部34の第1の端部34aと第2の端部34bとの間の距離を縮小しようとする力を用いて、可動部材33を付勢する。以下に、第9実施形態の心音取得装置30について、第2実施形態の心音取得装置20と異なる部分について適宜説明する。
心音取得装置30は、本体部31、第1のセンサ32を有する可動部材33、及び、付勢部34を含んで構成される。本体部31は、第1の部材35及び第2の部材36を含む。本体部31(第1の部材35、第2の部材36)、第1のセンサ32、可動部材33、及び、付勢部34は、それぞれ第2実施形態の本体部21(第1の部材25、第2の部材26)、第1のセンサ22、可動部材23、及び、付勢部24に対応する。
付勢部34は、例えば、自然長から伸長された状態のばねである。付勢部34には、第1の端部34aを第2の端部34bに近づける方向の力が発生する。付勢部34の第1の端部34aは、第1の側で可動部材33に設けられた突起部33cに係合する。また、付勢部34の第2の端部34bは、第2の側で第1の部材35に係合する。これにより、付勢部34は、可動部材33を第1の部材35に対して押圧方向Dpに付勢する。したがって、可動部材33に取り付けられた第1のセンサ32は、人体5に対して押圧される。
なお、心音取得装置30において、第2の部材36の第2の側の面36aは、可動部材33の押圧方向Dpと逆方向の移動を制限する第1の移動制限部である。また、第1の部材35の付勢部34が係合する環状突起部35aは、可動部材33及び付勢部34のDp方向の移動を制限する第2の移動制限部である。
また、利用者は、第2の部材36に対する可動部材33の位置関係に基づいて、心音取得装置30を押圧方向Dpに押圧する圧力を調整してよい。例えば、利用者は、可動部材33の上部33dに設けたマークMを第2の部材36のフランジ部分の上面36cに一致させることにより、本体部31に対する可動部材33の位置決めを行ってよい。
第2の部材36を回転させて第2の部材36を押圧方向Dpの順方向又は逆方向に変位させると、マークMをフランジ部分の上面に合わせたときに、付勢部34が可動部材33に及ぼす押圧力が変化する。したがって第2の部材36の第1の部材35と螺合する螺合部36bは、付勢部34の可動部材33に対する付勢力を調節する調節部として機能する。
(第10実施形態)
第10実施形態に係る心音取得装置50について、図13を参照して説明する。心音取得装置50は、本体部51、第1のセンサ52を有する可動部材53、付勢部54、モーター55を備える。また、本体部51は、回動部材56、ベアリング57及び上下部材58を備える。心音取得装置50は、さらに、第3のセンサ59を備えてよい。
第10実施形態に係る心音取得装置50について、図13を参照して説明する。心音取得装置50は、本体部51、第1のセンサ52を有する可動部材53、付勢部54、モーター55を備える。また、本体部51は、回動部材56、ベアリング57及び上下部材58を備える。心音取得装置50は、さらに、第3のセンサ59を備えてよい。
本体部51、第1のセンサ52、可動部材53、及び付勢部54は、それぞれ第6実施形態の心音取得装置20Dの第1の部材25、第1のセンサ22、可動部材23、及び付勢部24と同一又は類似に構成される。
モーター55は、回動軸の周りに回動する動力を発生させる。モーター55は回動軸を中心として回動可能な第1のギア55aを有する。モーター55は、第1のギア55aの回動量を制御可能に構成される。回動部材56は、モーター55の第1のギア55aに噛み合う第2のギア56aと、第2のギア56aから第2の側に向けて延びる円筒部56bとを含む。円筒部56bは、本体部51内の第1の側に延在する。円筒部56bの外側の面には、螺旋溝が形成される。円筒部56bは、ベアリング57を介して本体部51の第1の側の円筒部内で回動可能に構成される。
上下部材58は、本体部51の内側面に当接し押圧方向Dpの順方向及び逆方向に摺動可能な円筒状の部材である。上下部材58は、例えば、一部分が本体部51に設けられた押圧方向Dpに延びる穴又は溝に嵌入することにより、押圧方向Dp(図13における上下方向)以外の方向の動きが規制される。上下部材58の内側面には、回動部材56の外側面に設けられた螺旋溝と回転摺動可能に螺合する螺旋溝が設けられている。
第3のセンサ59は、第1のセンサ52が人体5を押圧する圧力を測定する圧力センサである。第3のセンサ59は、例えば、第1のセンサ52に重ねて、又は、第1のセンサ52と並べて配置される。第3のセンサ59の配置はこれらに限られず、例えば、可動部材53に配置することもできる。また、第1のセンサ52が、音を圧力により検知するタイプのセンサである場合、第3のセンサ59は不要となる。第3のセンサ59は、歪ゲージ式圧力センサ、金属ゲージ式圧力センサ、半導体圧力センサ(ピエゾ抵抗式圧力センサ)、静電容量式圧力センサ、振動型圧力センサ、及び、光ファイバ型圧力センサ等の種々のセンサの何れかであってよい。
以上のような構成により、心音取得装置50では、モーター55を駆動して第1のギア55aを回動させると、これに噛合する第2のギア56aが回動することにより、回動部材56全体が回動する。回動部材56の円筒部56bが回動することにより、円筒部56bに螺合する上下部材58が上下の何れかの方向に移動する。したがって、モーター55を制御することにより、上下部材58の下面58bの位置を変えることができる。
上下部材58の下面58bは、付勢部54の第1の端部54aに当接する。上下部材58の下面58bは、第1の移動制限部として機能する。上下部材58の下面58bの位置を押圧方向Dpの順方向又は逆方向に移動させることにより、付勢部54の可動部材53に対する付勢力が変化する。したがって、上下部材58は調節部として機能する。モーター55、回動部材56、ベアリング57及び上下部材58は、第1のセンサ52が人体5を押圧する圧力を調節する圧力調節機構として機能する。
本開示において、圧力調節機構は、システム的な制御により、可動部材に対する付勢力を変化させ、心音センサの人体5を押圧する圧力を調節することが可能な機構を意味する。圧力調節機構は、調節部の一形態である。
第10実施形態に係る心音取得装置50によれば、モーター55を制御して第1のセンサ52が人体5を押圧する圧力を調節することが可能になる。なお、上下部材58を駆動する方式は、上述のものに限られない。心音取得装置50は、モーター55以外の駆動部を有する構成とすることも可能である。
また、心音取得装置50が、第3のセンサ59を有する場合、心音取得装置50は、第1のセンサ52が人体5を押圧する圧力を測定しながら、圧力調節機構により圧力を調節することが可能になる。
(第11実施形態)
第11実施形態に係る心音取得装置60について、図14を参照して説明する。心音取得装置60は、本体部61、第1のセンサ62を有する可動部材63、及び、付勢部64を備える。心音取得装置60は、さらに第3のセンサ69を備えてよい。本体部61は、第1の部材65と第2の部材66とを含む。本体部61の構成は、第1の部材65に、エア管67を通すための穴が設けられていることを除き、第6実施形態の心音取得装置20Dの本体部21と同一又は類似するので説明を省略する。
第11実施形態に係る心音取得装置60について、図14を参照して説明する。心音取得装置60は、本体部61、第1のセンサ62を有する可動部材63、及び、付勢部64を備える。心音取得装置60は、さらに第3のセンサ69を備えてよい。本体部61は、第1の部材65と第2の部材66とを含む。本体部61の構成は、第1の部材65に、エア管67を通すための穴が設けられていることを除き、第6実施形態の心音取得装置20Dの本体部21と同一又は類似するので説明を省略する。
心音を取得する第1のセンサ62は、第6実施形態の第1のセンサ22と同じに構成されてよい。また、第10実施形態の心音取得装置50と同様に、第3のセンサ69は、第1のセンサ62が人体5を押圧する圧力を測定するため、第1のセンサ62に重ねて、又は、第1のセンサ62と並べて配置されてよい。第3のセンサ69は、第10実施形態に係る第3のセンサ59と同様のセンサである。
可動部材63は、付勢部64と一体的に構成されてよい。例えば、可動部材63は、押圧方向Dpに沿って2つの部分に分かれており、その2つの部分の間に、付勢部64が設けられてよい。付勢部64は、図14に示す例では、内部に空気を導入すること及び内部から空気を排出することにより、拡張及び収縮可能な弾力性を有するバルーンとすることができる。この場合、心音取得装置60は、付勢部64の内部に連通するエア管67と、エア管67の途中に位置し開閉を制御可能な制御バルブ68と、エア管67に対して空気を送出する、又は、エア管67から空気を排出するポンプPとを含む。
以上のような構成により、心音取得装置60では、ポンプP及び制御バルブ68を制御して、付勢部64であるバルーンの内部に吸気又は排気してバルーン内の空気の量を調節することにより、付勢部64の可動部材63に対する付勢力を調節することができる。すなわち、ポンプP、エア管67、及び、制御バルブ68は、第1のセンサ62が人体5の心音取得部位を押圧する圧力を調節する圧力調節機構として機能する。
また、心音取得装置60が、第3のセンサ69を有する場合、心音取得装置60は、第1のセンサ62が人体5を押圧する圧力を測定しながら、圧力調節機構により圧力を調整することが可能になる。
(第12実施形態)
第10実施形態の心音取得装置50及び第11実施形態の心音取得装置60は、心音の測定時に人体5の心音取得部位を押圧する圧力を、情報処理システムを用いて制御することができる。第12実施形態では、これらの圧力を制御可能な心音取得装置50及び60を心音取得部110として用いた心音取得システム100について、図15を参照して説明する。
第10実施形態の心音取得装置50及び第11実施形態の心音取得装置60は、心音の測定時に人体5の心音取得部位を押圧する圧力を、情報処理システムを用いて制御することができる。第12実施形態では、これらの圧力を制御可能な心音取得装置50及び60を心音取得部110として用いた心音取得システム100について、図15を参照して説明する。
心音取得システム100は、図15に示すように、心音取得部110と情報処理部120とを備える。心音取得部110と、情報処理部120とは、それぞれ別のハードウェアに搭載された個別の装置としてよい。その場合、心音取得部110と情報処理部120とは、有線又は無線の通信手段により接続される。他の実施形態では、心音取得部110と、情報処理部120とは、一つのハードウェアに搭載した一つの装置としてもよい。
心音取得部110は、例えば、第10実施形態の心音取得装置50及び第11実施形態の心音取得装置60である。心音取得部110は、例えば、心音センサ111、圧力センサ112及び圧力調節機構113を含んで構成される。心音取得部110は、さらに、表示部114を有してよい。
心音センサ111は、人体に当接して心音を取得する第1のセンサである。心音センサ111は、第10実施形態の心音取得装置50の第1のセンサ52、及び第11実施形態の心音取得装置60の第1のセンサ62に対応する。
圧力センサ112は、心音センサ111が人体を押圧する圧力を測定する第3のセンサである。圧力センサ112は、第10実施形態の心音取得装置50の第3のセンサ59、及び、第11実施形態の心音取得装置60の第3のセンサ69に対応する。圧力センサ112は、必須の構成要素ではない。
圧力調節機構113は、心音センサ111が人体5の心音取得部位を押圧する圧力を調節する。圧力調節機構113は、第10実施形態の心音取得装置50におけるモーター55、並びに、第11実施形態の心音取得装置60におけるポンプP及び制御バルブ68を含む。圧力調節機構113は、モーター及びギア等を用いた機械的手段、空気等の気体を用いた手段の他、電磁力を用いた手段を含んでよい。電磁力を用いた手段は、例えば、磁性体とコイルとを利用し、心音取得部110内の部材の位置を制御して、心音センサ111が人体を押圧する圧力を調節するものを含んでよい。
表示部114は、LED(Light Emitting Diode)及び/又は液晶ディスプレイを含む。表示部114は、情報処理部120からの制御により、エラー等を含む心音の取得状態を表示してよい。表示部114は、画像の他音声、光、又は振動等を出力するように構成されてよい。表示部114は、必須の構成要素ではない。
情報処理部120は、心音取得部110により取得された心音の信号に基づいて種々の処理を実行する。情報処理部120は、心音取得部110の圧力調節機構113を制御する。情報処理部120は、心音取得システム100に用いられる専用のコンピュータであってもよいし、汎用のコンピュータであってもよい。汎用のコンピュータである場合、情報処理部120は、例えば、タブレット端末、スマートフォン、ノートPC(Personal Computer)、デスクトップPC、及びワークステーション等の何れかであってよい。情報処理部120の機能は、単一の装置ではなく、複数の装置に分散して配置されてもよい。
情報処理部120は、心音情報取得部121、入力部123、記憶部124、出力部125、及び制御部126を含む。情報処理部120は、さらに、圧力情報取得部122及び通信部127の少なくとも何れかを含んでよい。圧力情報取得部122及び通信部127は、必須の構成要素ではない。
心音情報取得部121は、心音センサ111により取得された心音の信号を、心音取得部110から取得する。圧力情報取得部122は、圧力センサ112により取得された心音センサ111が人体を押圧する圧力の情報を、心音取得部110から取得する。心音情報取得部121と圧力情報取得部122とは、無線又は有線の通信手段により心音取得部110と情報の送受信を行うことができる。
入力部123は、利用者の入力を検出して、利用者の操作に基づく入力情報を取得する1つ以上の入力用インタフェースを含む。例えば、入力部123は、物理キー、静電容量キー、出力部125の表示装置と一体的に設けられたタッチスクリーン、又は音声入力を受け付けるマイク等であるが、これらに限定されない。入力部123は、利用者が、心音取得部110を用いて測定する際の心音センサ111が人体を押圧する圧力の条件を入力又は変更等するために使用することができる。
記憶部124は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限定されない。記憶部124は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部124は、心音取得部110の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部124は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、並びに、心音情報取得部121及び圧力情報取得部122によって取得された情報等を順次記憶してよい。記憶部124は、心音取得部110により心音を取得する際に、心音センサ111が人体5の心音取得部位を押圧する押圧値を記憶してよい。記憶部124の一部は、情報処理部120の外部に設置されていてよい。その場合、外部に設置されている記憶部124の一部は、任意のインタフェースを介して情報処理部120と接続されてよい。
出力部125は、情報を出力してユーザに通知する1つ以上の出力用インタフェースを含む。例えば、出力部125は、情報を画像で出力する表示装置、及び/又は、情報を音声で出力するスピーカ等を含むが、これらに限定されない。出力部125は、様々な態様で情報を出力可能であってよい。出力部125は、制御部126の制御により測定エラー、その原因及び対処方法のガイダンス等を表示することができる。
制御部126は、少なくとも1つのプロセッサ、少なくとも1つの専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、CPU(Central Processing Unit)若しくはGPU(Graphics Processing Unit)等の汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、FPGA(Field-Programmable Gate Array)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)である。
制御部126は、情報処理部120の各部を制御しながら、情報処理部120の動作に関わる処理を実行する。制御部126は、図15に示すように、波形解析部126a、加減圧演算部126b、及び、加減圧制御部126cの各機能ブロックを含む。各機能ブロックは、ハードウエアモジュールであってよく、ソフトウエアモジュールであってよい。各機能ブロックが実行する処理は、制御部126が実行する処理と言い換えることができる。
波形解析部126aは、心音情報取得部121で取得した心音信号の波形(心音波形)を解析するように構成される。例えば、波形解析部126aは、心音信号の振幅を検出することができる。
加減圧演算部126bは、波形解析部126aで検出した心音信号の振幅に応じて、次の心音の取得時に心音センサ111が人体を押圧する圧力の増加又は減少を判定するように構成される。
加減圧制御部126cは、加減圧演算部126bで判定した圧力の増加又は減少に応じて、心音取得部110の圧力調節機構113に制御信号を送信して、心音取得部110の心音センサ111が人体を押圧する圧力を調節するように構成される。
心音取得部110の心音センサ111が人体を押圧する圧力を調節した後、制御部126は、心音信号を取得して、種々の解析を行う機能を有してよい。例えば、制御部126は、心音信号を解析することにより、被測定者に関する診断の指標を算出してよい。また、例えば、制御部126は、例えば、弁膜症、心不全等の心機能に関する疾患、及び/又は、睡眠時無呼吸症候群等呼吸器疾患のスクリーニングを行ってよい。
通信部127は、ネットワークNWを介して外部サーバ150と情報の送受信を行なうことができる。ネットワークNWは、例えば、インターネット又は専用の通信回線等である。外部サーバ150は、例えば、在宅で測定を行う被測定者が利用している病院のサーバ、又は、クラウドに配置された心音取得システム100の専用のサーバである。通信部127は、は、少なくとも1つの通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、LAN(Local Area Network)インタフェース、Bluetooth(登録商標)インタフェース、並びに、4G(4th Generation)及び5G(5th Generation)等の移動通信システムのインタフェース等である。
制御部126は、通信部127を介して、外部サーバ150に、被測定者の心音信号に基づく心音データ及び心音データを解析した結果得られた診断の指標を送信してよい。外部サーバ150に格納された情報は、医師等の医療従事者が患者の状態を確認し、必要な場合に処方変更等の介入をすることを支援する情報として使用されることができる。
以下に、図16A及び図16Bを参照して、第12実施形態に係る心音取得システム100を用いた心音の取得方法について説明する。
まず、利用者は、心音取得システム100の電源をONにして、心音取得システム100を起動する(ステップS101)。
利用者は、心音取得部110の心音センサ111を、被測定者の心音取得部位に装着する(ステップS102)。心音取得部位は、被測定者の左胸の所定の位置である。心音取得部110は、心音を取得する好適な位置に位置決めされる。
心音取得部位に装着された後、制御部126は、心音センサ111が人体を押圧する圧力が、所定の最大許容圧値を超えるか否か判定する(ステップS103)。最大許容圧値は、心音を測定するときの押圧値として、その値を超えると圧力が高すぎて不適切と考えられる値に設定することができる。押圧値は、圧力情報取得部122を介して、心音取得部110の圧力センサ112から取得される。初期段階において、押圧値は最大許容圧値よりも小さい初期値に設定されるので、ステップS103は、Noとなる。
制御部126は、圧力調節機構113を制御して心音取得部110の押圧を一定の圧力加圧する(ステップS104)。一定の圧力は、例えば、0.5Nとすることができる。
制御部126は、心音情報取得部121を介して心音取得部110の心音センサ111で検出された被測定者の心音の信号を、一定時間取得する(ステップS105)。一定時間は、例えば3秒間とすることができる。
制御部126は、取得した心音信号から振幅の大きさを検知する。取得した心音信号の振幅の大きさが、前回取得した心音信号の振幅よりも大きい場合(ステップS106:Yes)、制御部126は、検知した振幅値と押圧値とを、記憶部124に記憶する(ステップS107)。制御部126が、最初にステップS106のステップを通る場合、制御部126は常にステップS107に進む。
ステップS107の後、制御部126の処理はステップS103に戻る。ステップS104~S107の処理が複数回繰り返された後、ステップS103において、圧力センサ112から得られる押圧値が最大許容圧値を超えた場合(ステップS103:Yes)、制御部126はステップS109に進む。
ステップS106において、心音信号の振幅が前回取得した信号心音信号の振幅よりも大きくない場合(ステップS106:No)、制御部126は、ステップS108に進む。ステップS108に進む前に、ステップS106において2回連続して心音信号の振幅が前回よりも大きくないと判定された場合(ステップS108:Yes)、制御部126の処理は、ステップS109に進む。一方、ステップS106において心音信号の振幅が前回よりも大きくない(ステップS106:No)と判定されたのが、2回連続ではない場合(ステップS108:No)、制御部126は、ステップS103に戻る。
一般に心音センサ111が、人体5の心音取得部位を押圧する押圧値を低い値から徐々に加圧していくと、心音信号の振幅は徐々に大きくなり最適な押圧値でピークとなる。振幅のピーク値から押圧値をさらに加圧すると、心音信号の振幅は徐々に小さくなる。したがって、ステップS106で、心音信号の振幅が前回よりも大きくなくなったとき(ステップS106:No)、前回の心音信号の取得で振幅が最大値になった可能性がある。さらに、ステップS108で心音信号の振幅が前回よりも大きくないことが2回連続すること(ステップS108:Yes)を確認することにより、心音信号のピーク値を確実に取得することができる。
ステップS109において、制御部126は、記憶部124のメモリに格納された押圧値があるか確認する(ステップS109)。記憶部124に押圧値が格納されている場合(ステップS109:Yes)、その押圧値は、ステップS107で格納された最大値となった押圧値である。この場合、制御部126は、再度心音取得部位を押圧する圧力を記憶部124に記憶されていた押圧値に設定する(ステップS110)。
制御部126は、心音信号の振幅が最大の状態で、心音データを所定の時間継続して取得する(ステップS111)。これにより、心音取得システム100は、最適な押圧値で心音を取得することができる。制御部126は、心音の取得中又は取得後に、心音データ及び/又は心音データを解析して得られた診断の指標を、外部サーバ150に送信してよい。
一方、ステップS109において、メモリに格納された押圧値が無い場合(ステップS109:No)、心音センサ111の押圧値を増加させたにもかかわらず、心音信号の振幅が一度も増加しなかったことを意味する。その場合、制御部126は、心音取得部110の表示部114及び/又は出力部125にエラーを表示する(ステップS113)。
ステップS111又はステップS113の後、利用者による手動により、又は、システムのプログラムにより、心音取得システム100の電源がOFFとなり、処理が終了する(ステップS112)。
以上説明したように、第12実施形態に係る心音取得システム100によれば、制御部126の制御により、心音取得部110が人体を押圧する圧力を自動的に変化させながら、心音信号の振幅が最大となる圧力を検出する。これにより、心音取得システム100は、利用者が医療の専門知識を持っていなくとも、最適な押圧で再現性よく心音を取得することが可能になる。
なお、第12実施形態の心音取得システム100では、心音取得部110に圧力センサ112を設け、この圧力センサ112から得られる圧力情報に基づいて、制御部126が心音センサ111の押圧を制御した。しかし、心音取得システム100は、圧力センサ112を設けない構成とすることもできる。例えば、心音取得部110の圧力調節機構113として順方向及び逆方向に回動量を制御できるモーターを含む構成を用いた場合、圧力センサ112から取得される圧力情報に代えて、初期状態からのモーターの回動量と心音信号の振幅とを対応させることができる。
この場合、ステップS103の最大許容加圧値は、許容される最大のモーター回動量に対応する。また、ステップS104の一定圧加圧は、モーターによる一定の回動量の回動となる。ステップS107において、記憶部124は、振幅値とモーターの回動量とを順次記憶する。このようにすることよって、ステップS110で最大の振幅となるモーターの回動量を設定することができる。以上のように、制御部126は、圧力調節機構113を制御することによって、圧力センサ112が無くとも、心音センサ111が被測定者の心音取得部位を押圧する圧力を、心音信号の振幅が最大となる圧力に調整することができる。
(第13実施形態)
本開示の第13実施形態に係る心音取得システム100Aについて、図17を参照して説明する。この心音取得システム100Aでは、予め医師等の医療従事者が病院等の医療機関で又は遠隔で取得した心音波形を基準波形としてシステムに格納する。利用者が心音を取得する際に、心音取得システム100Aは、格納されている基準波形と比較して適切な波形が取得されていることを確認する。心音取得システム100Aは、適切な心音波形が取得できない場合、エラー及び/又は対処方法のガイダンスを表示する。
本開示の第13実施形態に係る心音取得システム100Aについて、図17を参照して説明する。この心音取得システム100Aでは、予め医師等の医療従事者が病院等の医療機関で又は遠隔で取得した心音波形を基準波形としてシステムに格納する。利用者が心音を取得する際に、心音取得システム100Aは、格納されている基準波形と比較して適切な波形が取得されていることを確認する。心音取得システム100Aは、適切な心音波形が取得できない場合、エラー及び/又は対処方法のガイダンスを表示する。
心音取得システム100Aは、第12実施形態の心音取得システム100に類似するので、同一又は類似の構成要素については、心音取得システム100と同じ参照符号を付す。以下では、心音取得システム100と異なる点について説明する。
心音取得部110は、第1~第9実施形態に係る心音取得装置10、20、20A~20F、30のように、手動で押圧を調整する装置、又は、第10実施形態の心音取得装置50及び第11実施形態の心音取得装置60のように、制御可能な圧力調節機構113を有する装置とすることができる。前者の場合、それぞれの第1のセンサ12、22、32が心音センサ111となる。心音センサ111に加えて、圧力センサ112を配置することができる。ただし、圧力センサ112は必須の構成要素ではない。
調節部113Aは、心音センサ111が人体5の心音取得部位を押圧する圧力を調節する。調節部113Aは、第1~第9実施形態に係る心音取得装置の各調節部のように、手動により押圧力の調節を行なうように構成されてよい。調節部113Aは、情報処理部120の制御の下で押圧力の自動調整を行う圧力調整機構であってもよい。
心音取得システム100Aの入力部123は、医師等の医療従事者が心音の取得を行った場合の基準波形のデータの入力を受けることができる。記憶部124は、被測定者の心音の基準波形のデータを記憶することができる。
制御部126は、第12実施形態の波形解析部126a、加減圧演算部126b、及び、加減圧制御部126cに代えて、波形比較演算部126dを含む。波形比較演算部126dは、心音情報取得部121を介して得られる心音センサ111で取得された心音波形を、記憶部124に記憶された基準波形と比較するように構成される。利用者が心音センサ111で取得した心音波形を測定波形と呼ぶ。心音の測定波形は心音を示すデータに含まれる。波形比較演算部126dは、測定波形と基準波形との類似度を判断する。測定波形と基準波形との類似度を判断する方法としては、例えば、DTW(Dynamic Time Warping)を用いることができる。DTWは、時系列データどうしの類似度を測る際に使用される手法である。波形比較演算部126dは、測定波形と基準波形との類似度の判断結果に応じて、出力部125を用いて心音の取得を指示し、又は、エラー及びガイダンスの表示をすることができる。
次に、心音取得システム100Aを用いた測定に先立って医師等の医療従事者が行う基準波形の格納手順について、図18を参照して説明する。この手順は、病院等で医療従事者が行ってよい。また、この手順は、被測定者が在宅で、遠隔からの医師の指示に従って行うこともできる。また、調節部113Aとして情報処理部120により制御可能な圧力調整機構を使用する場合、この手順は、利用者が在宅で使用する心音取得システム100Aと異なるシステムを用いて行ってよい。以下では、在宅で使用される心音取得システム100Aと同じシステムを用いるものとして説明する。
まず、医療従事者により、又は、在宅の利用者により心音取得システム100Aの電源がONにされる(ステップS201)。
次に、医療従事者又は利用者が、心音取得部110の心音センサ111を被測定者の心音取得部位に装着する(ステップS202)。情報処理部120は、心音情報取得部121及び/又は圧力情報取得部122で受信した信号により、心音取得部110が被測定者に装着されたことを検知することができる。
心音取得部110は、心音センサ111から心音を取得する(ステップS203)。心音センサ111により取得された心音信号は、心音情報取得部121を介して情報処理部120の制御部126に伝達される。
制御部126は、心音信号を、出力部125から、音及び/又は波形として出力する。心音取得部110は、医療従事者が心音を直接聴診できるように、情報処理部120を介さず直接心音を出力できてもよい。医師等の医療従事者は、心音を聴診し、及び/又は、心音波形を出力部125で確認する(ステップS204)。
医師等の医療従事者は、得たい心音が出力されているか否か判断する(ステップS205)。調節部113Aとして情報処理部120により制御可能な圧力調整機構を使用する場合、制御部126は、入力部123を介して、医師等の医療従事者から得たい心音波形が出力されているか否かの判断を待ち受けてよい。医師等の医療従事者は、心音を聴診し及び/又は心音波形を目視して、得たい心音波形が得られたか否かを入力部123に入力してよい。
ステップS205において、医療従事者から所望の心音波形が得られないと判断した場合(ステップS205:No)、調節部113Aを用いて心音センサ111が心音取得部位を押圧する圧力が調整される(ステップS206)。この調整は、医療従事者が調節部113Aを手動で調節することにより行ってよい。また、心音取得部110が調節部113Aとして情報処理部120により制御可能な圧力調整機構を有する場合、この調整は、医療従事者が入力部123を操作して行なうことができる。ステップS206の後、図18のフローチャートの手順は、再びステップS205に進む。
ステップS205において、医療従事者から所望の心音波形が得られたと判断した場合(ステップS205:Yes)、医療従事者が入力部123を操作することにより、制御部126は、取得された心音波形を基準波形として記憶部124に格納する(ステップS207)。制御部126は、圧力情報取得部122を介して、基準波形とともに圧力センサ112で検出された基準波形が取得されたときの圧力である基準圧力を取得し、記憶部124に記憶してよい。基準圧力を取得することは必須ではない。
ステップS207の後、医療従事者による手動により、又は、システムのプログラムにより、心音取得システム100Aの電源がOFFとなり、処理が終了する(ステップS208)。
なお、利用者が使用する心音取得システム100Aと、医療従事者が基準波形を取得する際に使用する心音取得システム100Aとが異なる場合、基準波形及び基準圧力等の情報は、医療従事者側のシステムから利用者の心音取得システム100Aに、有線又は無線の通信手段を介して送信されてよい。利用者側の心音取得システム100Aは、受信した基準波形及び基準圧力等の情報を記憶部124に記憶してよい。記憶部124に基準圧力を記憶することは、必須ではない。
次に、利用者が在宅等で行う心音の取得手順を、図19のフローチャートを参照して説明する。心音取得部110は、心音を取得する際の心音センサ111を心音取得部位に押圧する圧力を、上記基準波形取得時の圧力となるように初期設定されてよい。
先ず、利用者により心音取得システム100Aの電源がONにされる(ステップS301)。これにより、心音取得システム100Aの各部が起動される。
次に、利用者は、心音センサ111を被測定者の心音取得部位に装着する(ステップS302)。情報処理部120は、心音情報取得部121及び/又は圧力情報取得部122からの信号により、心音取得部110が被測定者に装着されたことを検知することができる。
心音取得部110は、心音センサ111が被測定者の心音取得部位に装着された状態で、心音センサ111により心音を取得する(ステップS303)。心音センサ111により取得された心音信号は、心音情報取得部121を介して情報処理部120に伝達される。これにより、情報処理部120は、心音信号を取得する。
情報処理部120の制御部126は、取得した心音信号の波形である測定波形と、記憶部124に記憶された基準波形とを比較し、類似度を判断する(ステップS304)。制御部126は、類似度に閾値を設けて、DTW等の所定の方法で算出した類似度と閾値との比較により、類似しているか否かを判断してよい。
制御部126は、取得した測定波形が基準波形と類似していないと判断した場合(ステップS304:No)、心音の取得状態を認識する(ステップS305)。心音の取得状態としては、測定波形の振幅が基準波形よりも所定の割合以上小さい又は大きい等の情報を含む。
制御部126は、ステップS305で認識した心音の取得状態に基づいて、測定エラーの発生、エラーの原因、及び/又は、その対処方法のガイダンス等を、出力部125及び/又は心音取得部110の表示部114に表示させる(ステップS306)。表示されるエラーの原因及び対処方法等の情報は、想定される心音の取得状態に対応付けて、予め記憶部124に記憶されてよい。例えば、エラーの原因には、押圧不足、位置ずれ、及び、ノイズ等が含まれてよい。例えば、対処方法のガイダンスには、ステップS305で心音信号の振幅が小さいと認識された場合、利用者に手動により圧力の調節を指示する内容が含まれうる。また、所定回数以上基準波形と類似する心音信号が取得できない場合、制御部126は、医療機関に連絡して心音取得システム100Aの再調整を行うべきことを表示してよい。その場合、心音取得システム100AはステップS306で処理を中断してよい。
ステップS306で、利用者に対してエラー、その原因及び/対処方法のガイダンスを表示した後、制御部126は再度利用者による心音の取得を待ち受ける。利用者は、ガイダンス等に従い、心音センサ111の心音取得部位を押圧する圧力を調整した後、再度心音の取得を行う(ステップS303)。
ステップS304において、制御部126は、測定波形が基準波形と類似していると判断した場合(ステップS304:Yes)、所定時間心音信号の測定を行う(ステップS307)。
ステップS307の後、利用者による手動により、又は、システムのプログラムにより、心音取得システム100Aの電源がOFFとなり、処理が終了する(ステップS308)。
以上説明したように、第13実施形態に係る心音取得システム100Aによれば、医師等の医療従事者により計測される心音の基準波形に近い波形となるように、心音の取得をすることが可能になる。したがって、医療知識の乏しい利用者が在宅等で心音を取得する場合でも、専門の医療従事者により取得される心音波形に近い心音波形を得ることが可能になる。これによって、心音取得の再現性がさらに高まる。
(第14実施形態)
第14実施形態に係る心音取得システム100Bは、第13実施形態に係る心音取得システム100Aと同様に、予め医師等の医療従事者により取得された心音信号の基準波形を用いて、心音の取得を行う。心音取得システム100Bでは、制御可能な圧力調節機構113を有する心音取得部110を使用する。心音取得部110は、例えば、第10実施形態の心音取得装置50及び第11実施形態の心音取得装置60を含む。
第14実施形態に係る心音取得システム100Bは、第13実施形態に係る心音取得システム100Aと同様に、予め医師等の医療従事者により取得された心音信号の基準波形を用いて、心音の取得を行う。心音取得システム100Bでは、制御可能な圧力調節機構113を有する心音取得部110を使用する。心音取得部110は、例えば、第10実施形態の心音取得装置50及び第11実施形態の心音取得装置60を含む。
心音取得システム100Bは、第13実施形態の心音取得システム100Aに類似するので、同一又は類似の構成要素については、心音取得システム100Aと同じ参照符号を付して、心音取得システム100Aと異なる点について説明する。
図20に示すように、心音取得システム100Bは、心音取得システム100Aと対比して、心音取得部110が調節部として圧力調節機構113を有すること、及び、制御部126の構成において異なる。心音取得システム100Bの制御部126は、第12実施形態の心音取得システム100と同様に、加減圧演算部126bと加減圧制御部126cとを含む。心音取得システム100Bの制御部126は、さらに、第13実施形態と同様の波形比較演算部126dを含む。
加減圧演算部126bは、波形比較演算部126dで判断される心音の取得状態に応じて、次の心音の取得時に心音センサ111が人体を押圧する圧力の増加又は減少の判定をすることができる。加減圧演算部126bは、さらに、圧力を増加又は減少させる調節量を算出するように構成される。
加減圧制御部126cは、加減圧演算部126bで算出した結果に基づいて、心音取得部110の圧力調節機構113に制御信号を送信して、心音取得部110の心音センサ111が人体を押圧する圧力を調節するように構成される。
以下に、図21を参照して、第14実施形態に係る心音取得システム100Bを用いた心音の取得方法について説明する。なお、第13実施形態において図18を用いて説明した手順と同様の手順により、予め取得された心音信号の基準波形が記憶部124に記憶されているものとする。さらに、基準波形を取得したときの、圧力センサ112により測定された圧力が、基準圧力として記憶部124に記憶されていてもよい。
まず、利用者は、心音取得システム100Bの電源をONにして、心音取得システム100Bを起動する(ステップS401)。
利用者は、心音取得部110の心音センサ111を、被測定者の心音取得部位に装着する(ステップS402)。情報処理部120は、心音情報取得部121及び/又は圧力情報取得部122からの信号により、心音取得部110が被測定者に装着されたことを検知することができる。
情報処理部120の制御部126(加減圧制御部126c)は、圧力調節機構113を制御して、心音センサ111の人体を押圧する圧力を初期設定された圧力まで自動加圧する(ステップS403)。記憶部124が、基準圧力を記憶している場合、制御部126は、圧力の初期値として、圧力情報取得部122を介して圧力センサ112から測定される圧力が、基準圧力となるように圧力調節機構113を制御してよい。
ステップS403の後、心音取得部110は、心音センサ111から心音を取得する(ステップS404)。心音センサ111により取得された心音信号は、心音情報取得部121を介して情報処理部120に伝達される。これにより、制御部126は心音信号を取得する。
情報処理部120の制御部126(波形比較演算部126d)は、取得した被測定者の心音信号の波形である測定波形と、記憶部124に記憶された基準波形とを比較して、両波形の類似度を判断する(ステップS405)。波形の類似度の判定には、第13実施形態で説明したDTW等の手法を用いることができる。
制御部126は、測定波形が基準波形と類似していないと判断した場合(ステップS405:No)、取得した心音信号に基づいて心音の取得状態を認識する(ステップS406)。心音の取得状態としては、心音信号の振幅が基準波形よりも所定の割合以上小さい又は大きい、若しくは、心音信号の波形と基準波形との形状が大きく異なっている、等の情報を含む。制御部126は、心音信号の振幅の情報を、順次記憶部124に記憶してよい。
ステップS406の後、制御部126は、ステップS405で認識した心音の取得状態に基づいて、測定エラーの発生、エラーの原因、及び/又は、その対処方法のガイダンス等を、出力部125及び/又は心音取得部110の表示部114に表示させる(ステップS407)。第14実施形態の心音取得システム100Bでは、自動的に圧力の調節が行われるため、ステップS407でガイダンスを表示することは必須ではない。
制御部126(加減圧演算部126b)は、認識したエラー内容に基づいて、心音センサ111の押圧の加圧又は減圧を判断する(ステップS408)。制御部126は、蓄積した過去の心音信号の振幅の情報に基づいて、振幅が拡大する方向に加圧又は減圧することを判断してよい。また、制御部126は、過去の心音センサ111の押圧と心音信号の振幅との関係に基づいて、押圧の調節量を決定してよい。制御部126の加減圧制御部126cは、加減圧演算部126bが判断した加圧又は減圧に基づいて、心音取得部110の圧力調節機構113を制御する。
ステップS408の後、制御部126は、ステップS404の処理に戻る。
制御部126は、ステップS405において、取得した心音信号の波形が基準波形と類似していると判断した場合(ステップS405:Yes)、圧力調節機構113を用いた心音センサ111の人体への押圧の加圧及び減圧の制御を終了する(ステップS409)。
制御部126は、加圧及び減圧の処理を終了した後、所定時間被測定者の心音の測定を行う(ステップS410)。
ステップS410の後、利用者による手動により、又は、システムのプログラムにより、心音取得システム100Bの電源がOFFとなり、処理が終了する(ステップS411)。
以上説明したように、第14実施形態に係る心音取得システム100Bによれば、第13実施形態に係る心音取得システム100Aと同様に、医師等の医療従事者により計測される心音の基準波形に近い波形となるように、心音の取得をすることが可能になる。さらに、心音センサ111が被測定者の心音取得部位を押圧する圧力が、システムにより自動的に調節されるので、測定を行う利用者に依存せず測定を行うことができ、取得される心音データの再現性がさらに向上し、心音を精度よく取得することができる。
なお、第14実施形態において、心音取得部110の圧力センサ112及び情報処理部120の圧力情報取得部122は、必須の構成要素ではない。第12実施形態の心音取得システム100において説明したと同様に、制御部126は、圧力センサ112による押圧値のデータがなくても、圧力調節機構113を調節しながら、心音センサ111から得られる心音信号の波形を基準波形に近づけることができる。
(第15実施形態)
本開示の第15実施形態に係る心音取得システム100Cは、心音の測定に加え、心音以外の生体情報を測定する他の測定装置と組み合わせて、心機能に関するパラメータを測定及び推定するために使用することができる。他の測定装置は、例えば、心電計、血圧計、及び、脈拍計の何れか一つ以上を含む。
本開示の第15実施形態に係る心音取得システム100Cは、心音の測定に加え、心音以外の生体情報を測定する他の測定装置と組み合わせて、心機能に関するパラメータを測定及び推定するために使用することができる。他の測定装置は、例えば、心電計、血圧計、及び、脈拍計の何れか一つ以上を含む。
図22を参照して、心音取得システム100Cについて説明する。心音取得システム100Cは、第14実施形態の心音取得システム100Bと共通部分を有する。以下の説明において、第14実施形態の心音取得システム100Bに含まれる構成要素と同一又は類似の構成要素については、心音取得システム100Bと同じ参照符号を付す。心音取得システム100Cは、心音取得部110と、情報処理部120と、生体センシング部130とを含んで構成される。心音取得部110と情報処理部120とは、同一の装置であってもよく、別個の装置であってもよい。
心音取得部110は、第14実施形態に係る心音取得システム100Bに含まれる構成要素と同様の構成要素である、心音センサ111、圧力センサ112及び圧力調節機構113を含む。
生体センシング部130は、心音以外の生体情報を検出する。生体センシング部130は、心電計131、血圧計132及び脈波計133を含む複数の測定装置少なくとも何れか一つ以上を含む。生体センシング部130は、複数種類の測定を行う一つの装置であってもよく、それぞれ独立した複数の測定装置であってもよい。生体センシング部130の測定機能の少なくとも一部は、心音取得部110と同じ装置を用いて提供されてもよい。生体センシング部130の各測定装置の測定結果は、情報処理部120に送信されてよい。
情報処理部120は、第14実施形態に係る心音取得システム100Bに含まれる構成要素と同様の構成要素である、心音情報取得部121、圧力情報取得部122、入力部123、記憶部124、出力部125、通信部127、及び制御部126を含む。情報処理部120は、さらに、心音以外の生体情報を取得する生体情報取得部128を含む。生体情報取得部128は、生体センシング部130からの入力を受ける。
記憶部124は、心音に加え、心電図、血圧、及び、脈波を含む生体情報の何れか一つ以上を説明変数とし、患者の心機能に関するパラメータを目的変数とする機械学習による学習済みモデルを記憶してよい。学習済みモデルは、多数の患者の心音データ、心音以外の生体情報及び心機能に関するパラメータを収集して、予め他のコンピュータで機械学習を行って生成することができる。
制御部126は、測定処理部126eと推定処理部126fとの2つの機能ブロックを含む。測定処理部126eは、心音取得部110及び生体センシング部130の出力に基づいて、心音、心電図、血圧及び脈波等の生体情報の測定値を決定する処理を実行する。第14実施形態に係る心音取得システム100Bの制御部126に含まれる波形比較演算部126d、加減圧演算部126b、及び加減圧制御部126cの機能は、測定処理部126eに包含される。
測定処理部126eは、心音以外に、生体センシング部130から生体情報取得部128を介して取得される心電、血圧、及び脈波を含む生体情報の何れか一つ以上を処理して、測定値又は測定波形を決定する。測定処理部126eは、心音データと他の生体情報とを組み合わせて、心機能に関するパラメータを測定する。この場合の心機能に関するパラメータは、例えば、PEP(Preejection Period)又はLVET(Left Ventricular Ejection Time)等のSTI(Systolic Time Interval)を含んでよい。測定処理部126eは、測定結果を記憶部124に記憶してよい。
推定処理部126fは、記憶部124に記憶された学習済みモデルに、測定処理部126eで得られた心音データと生体情報の測定データを説明変数として入力することにより、機械学習により心機能に関するパラメータを推定することができる。心機能に関するパラメータは、心内血行動態を示すパラメータであって、心内圧を含んでよく、心内圧は、例えば、左心圧、右心圧及び圧波形等の何れかを含んでよい。心内圧は、例えば、左室拡張末期圧(LVEDP:left ventricular end-diastolic pressure)、肺動脈圧(PAP:pulmonary arterial pressure)、及び肺動脈楔入圧(PWP:pulmonary wedge pressure)を含むが、これらに限られない。肺動脈楔入圧は、PAWP(pulmonary arterial wedge pressure)、PCWP(pulmonary capillary wedge pressure)、又は(pulmonary artery occlusion pressure)とも称される。
次に、図23を参照して、心音取得システム100Cを用いた心機能に関するパラメータの測定及び推定処理の一例を説明する。
まず、心音取得部110に加え、心電、血圧及び脈波の何れか一つ以上を測定する生体センシング部130が被測定者に装着される(ステップS501)。
利用者の操作により、測定が開始される(ステップS502)。制御部126の測定処理部126eが、心音取得部110及び生体センシング部130からの出力信号に基づいて、生体情報の測定を行う。
制御部126の測定処理部126eは、測定した心音データ及び生体情報のデータを記憶部124に格納する(ステップS503)。測定処理部126eは、心音信号を含む2以上の生体情報を組み合わせて、測定結果を算出してもよい。
予め設定された全ての生体情報の測定が終了したとき、制御部126の測定処理部126eは、測定を終了させる(ステップS504)。
次に、制御部126の推定処理部126fが、ステップS503で格納したデータから心機能に関連するパラメータを推定するために必要な説明変数を抽出する(ステップS505)。この説明変数は、記憶部124に記憶される学習済みモデルの説明変数となっている変数である。
制御部126の推定処理部126fは、学習済みモデルにステップS505で抽出した被測定者の説明変数を入力し、心機能に関するパラメータの推定を行う(ステップS506)。
制御部126は、推定した心機能に関連するパラメータを出力部125に出力し(ステップS507)、及び/又は、記憶部124に記憶することができる。測定及び/又は推定された心機能に関するパラメータは、ネットワークNWを介して外部サーバ150に送信されてよい。外部サーバ150に格納された情報は、たとえば、医師等の医療従事者が、心機能に関連するパラメータとしての心不全患者の心臓の状態を示す血行動態パラメータを非侵襲又は低侵襲な方法でモニタリングし、心不全患者の状態の把握、及び、状態が変化した場合の対応を可能にする情報として使用されることができる。
以上のように、第15実施形態に係る心音取得システム100Cによれば、被測定者が在宅にいながら、心音の情報に他の測定装置から取得した生体情報を組み合わせることで、心機能に関連するパラメータを非侵襲又は低侵襲に測定及び/又は推定することができる。第14実施形態に係る心音取得システム100Bと同様に、再現性の高い心音データを使用することができるので、心機能に関連するパラメータの測定及び/又は推定の再現性及び客観性が高くなる。
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各実施形態に示された心音取得装置の各構成部の形状及び配置は例示に過ぎない。また、例えば、各構成部又は各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態について装置を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した非一時的なコンピュータ可読媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
5 人体
10、20、20A~20F、30 心音取得装置
11、21、31、51、61 本体部
12、22、32、52、62 第1のセンサ
13、23、33、53、63 可動部材
13a 突起部
23b 突起部
33c 突起部
14、24、34、54、64 付勢部
14a、24a、34a、54a、64a 第1の端部
14b、24b、34b、54b、64b 第2の端部
15、25、35、55 第1の部材
15a フランジ部(第2の移動制限部)
25a、35a 環状突起部(第2の移動制限部)
16、26、36、56 第2の部材
16a、26a、36a 面(第1の移動制限部)
16b、26b、36b 螺合部(調節部)
26c 突起部
27 カバー部、
27a 押し込み抑制部
27b 螺合部(調節部)
28 固定部材
29 付加的構成要素(第2のセンサ/接着部材)
50、60 心音取得装置(心音取得取得部)
55 モーター(圧力調節機構)
55a 第1のギア
56 回動部材
56a 第2のギア
56b 円筒部
57 ベアリング
58 上下部材(調節部)
58a 円筒部
58b 下面(第1の移動制限部)
59、69 第3のセンサ
67 エア管
68 制御バルブ(圧力調節機構/調節部)
100、100A、100B、100C 心音取得システム
110 心音取得部(心音取得装置)
111 心音センサ(第1のセンサ)
112 圧力センサ(第3のセンサ)
113 圧力調節機構
113A 調節部
120 情報処理部
121 心音情報取得部(情報処理装置)
122 圧力情報取得部
123 入力部
124 記憶部
125 出力部
126 制御部
126a 波形解析部
126b 加減圧演算部
126c 加減圧制御部
126d 波形比較演算部
126e 測定処理部
126f 推定処理部
127 通信部
128 生体情報取得部
130 生体センシング部
131 心電計
132 血圧計
133 脈波計
150 外部サーバ
Dp 押圧方向
NW ネットワーク
P ポンプ(圧力調節機構)
W ウィンドウ
10、20、20A~20F、30 心音取得装置
11、21、31、51、61 本体部
12、22、32、52、62 第1のセンサ
13、23、33、53、63 可動部材
13a 突起部
23b 突起部
33c 突起部
14、24、34、54、64 付勢部
14a、24a、34a、54a、64a 第1の端部
14b、24b、34b、54b、64b 第2の端部
15、25、35、55 第1の部材
15a フランジ部(第2の移動制限部)
25a、35a 環状突起部(第2の移動制限部)
16、26、36、56 第2の部材
16a、26a、36a 面(第1の移動制限部)
16b、26b、36b 螺合部(調節部)
26c 突起部
27 カバー部、
27a 押し込み抑制部
27b 螺合部(調節部)
28 固定部材
29 付加的構成要素(第2のセンサ/接着部材)
50、60 心音取得装置(心音取得取得部)
55 モーター(圧力調節機構)
55a 第1のギア
56 回動部材
56a 第2のギア
56b 円筒部
57 ベアリング
58 上下部材(調節部)
58a 円筒部
58b 下面(第1の移動制限部)
59、69 第3のセンサ
67 エア管
68 制御バルブ(圧力調節機構/調節部)
100、100A、100B、100C 心音取得システム
110 心音取得部(心音取得装置)
111 心音センサ(第1のセンサ)
112 圧力センサ(第3のセンサ)
113 圧力調節機構
113A 調節部
120 情報処理部
121 心音情報取得部(情報処理装置)
122 圧力情報取得部
123 入力部
124 記憶部
125 出力部
126 制御部
126a 波形解析部
126b 加減圧演算部
126c 加減圧制御部
126d 波形比較演算部
126e 測定処理部
126f 推定処理部
127 通信部
128 生体情報取得部
130 生体センシング部
131 心電計
132 血圧計
133 脈波計
150 外部サーバ
Dp 押圧方向
NW ネットワーク
P ポンプ(圧力調節機構)
W ウィンドウ
Claims (29)
- 本体部と、
人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材と、
前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部と
を備え、
前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む
心音取得装置。 - 前記付勢部は、前記押圧方向に沿う第1の端部で前記本体部に係合し、前記第1の端部よりも前記第1のセンサの側の第2の端部で前記可動部材に係合し、前記第1の端部と前記第2の端部との間を広げる方向に力を及ぼすように構成される、請求項1に記載の心音取得装置。
- 前記付勢部は、弾性体及び磁性体の少なくとも何れかを含む、請求項2に記載の心音取得装置。
- 前記本体部は、第1の部材と、前記第1の部材の前記第1のセンサの側の反対側に位置し前記付勢部の前記第1の端部に係合する第1の移動制限部を有する第2の部材とを含み、前記第2の部材は前記第1の部材に対して前記押圧方向の位置を調節可能な前記調節部を含む、請求項2又は3に記載の心音取得装置。
- 前記本体部は、前記付勢力が固定されるように前記調節部を固定する固定部材を備える、請求項1から4の何れか一項に記載の心音取得装置。
- 前記本体部は、前記可動部材と干渉することにより前記可動部材の前記押圧方向の移動を制限する第2の移動制限部を含む、請求項1から5の何れか一項に記載の心音取得装置。
- 前記本体部は、前記心音の取得中、前記第1のセンサの周りで前記人体に当接するカバー部を備える、請求項1から6の何れか一項に記載の心音取得装置。
- 前記本体部は、前記心音の取得中前記第1のセンサの周りで前記人体に当接し、且つ、前記第2の移動制限部に対する前記押圧方向の位置を調節可能な前記調節部を含むカバー部を備える、請求項6に記載の心音取得装置。
- 前記カバー部の前記人体と当接する面に心音以外の生体情報を取得するための第2のセンサを備える、請求項7又は8に記載の心音取得装置。
- 前記カバー部の前記人体と当接する面に前記人体に対して剥離可能に接着する接着部材を備える、請求項7から9の何れか一項に記載の心音取得装置。
- 前記本体部は、前記可動部材を前記押圧方向に移動可能に支持する摺動面を有する突起部及びボールベアリングの少なくとも何れかを備える、請求項1から10の何れか一項に記載の心音取得装置。
- 前記本体部と前記可動部材との少なくとも何れか一方に、前記本体部と前記可動部材との前記押圧方向の相対位置の位置決めに使用されるマークが付されている、請求項1から11の何れか一項に記載の心音取得装置。
- 本体部、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材、及び、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部を含み、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を有する心音取得部と、
前記第1のセンサから取得された心音を示すデータに基づいて、前記心音の取得状態を判断する制御部と
を備える心音取得システム。 - 予め測定された心音の基準波形を記憶する記憶部をさらに備え、
前記心音を示すデータは心音の測定波形を含み、
前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形とを比較することにより、前記心音の取得状態を判断する、請求項13に記載の心音取得システム。 - 前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形との類似度に基づき、前記心音の取得状態を判断する、請求項14に記載の心音取得システム。
- 出力部をさらに備え、
前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形とが類似しないと判断したとき、前記出力部に対してエラー及びガイダンスの少なくとも何れかを表示させる、請求項15に記載の心音取得システム。 - 前記心音取得部は、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を測定する第3のセンサを備える、請求項16に記載の心音取得システム。
- 予め設定された心音を取得するための基準圧力を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記第3のセンサにより測定される前記圧力が前記基準圧力に基づく所定の範囲に無い場合、前記出力部に対してエラー及びガイダンスの少なくとも何れかを表示させる、請求項17に記載の心音取得システム。 - 前記本体部は、前記調節部として、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を調節する圧力調節機構を備え、
前記制御部は、前記基準波形と前記測定波形とが類似しないと判断したとき、前記圧力調節機構により前記圧力を調節する、請求項14又は15に記載の心音取得システム。 - 前記本体部は、前記調節部として、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を調節する圧力調節機構を備え、
前記心音を示すデータは心音の測定波形を含み、
前記制御部は、前記測定波形の振幅が最大となるように、前記圧力調節機構により前記圧力を調節する、請求項13に記載の心音取得システム。 - 前記心音取得部は、前記第1のセンサが前記人体を押圧する圧力を測定する第3のセンサを備える、請求項19又は20に記載の心音取得システム。
- 予め設定された心音を取得するための基準圧力を記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記圧力の初期値として、前記第3のセンサにより測定される前記圧力が前記基準圧力になるように、前記圧力調節機構により前記圧力を調節する、請求項21に記載の心音取得システム。 - 前記付勢部は、前記押圧方向に沿う第1の端部で前記本体部に係合し、前記第1の端部よりも前記第1のセンサの側の第2の端部で前記可動部材に係合し、前記第1の端部と前記第2の端部との間を広げる方向に力を及ぼすように構成され、
前記圧力調節機構は、前記第1の端部に係合する前記本体部の位置を前記押圧方向に調節する請求項19から22の何れか一項に記載の心音取得システム。 - 前記付勢部は、前記可動部材を前記押圧方向に押圧するバルーンを含み、前記圧力調節機構は前記バルーンの内部に吸気又は排気をすることにより前記バルーンが前記可動部材に及ぼす圧力を調節するように構成される、請求項19から22の何れか一項に記載の心音取得システム。
- 前記制御部は、他の測定装置から心音以外の生体情報を取得し、前記第1のセンサから取得された前記心音と、前記生体情報とに基づいて、心機能に関するパラメータを推定する、請求項13から24の何れか一項に記載の心音取得システム。
- 前記他の測定装置は、心電計及び血圧計の少なくとも何れかを含む、請求項25に記載の心音取得システム。
- 前記心機能に関するパラメータは、心内圧を含む、請求項25または26に記載の心音取得システム。
- コンピュータの制御部が実行する心音取得方法であって、
本体部、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材、及び、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部を含み、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む心音取得部から心音を取得するステップと、
前記心音の測定波形に基づいて、前記心音の取得状態を判断するステップと
を含む心音取得方法。 - 本体部、人体に当接させて心音を取得するための第1のセンサを有する可動部材、及び、前記心音を取得するとき前記第1のセンサが前記人体を押圧するように、前記可動部材を付勢する付勢部を含み、前記可動部材は、前記本体部に対して前記第1のセンサが前記人体を押圧する方向である押圧方向に移動可能であり、前記本体部は、前記付勢部の前記可動部材に対する付勢力を調節する調節部を含む心音取得部から心音を取得する処理と、
前記心音の測定波形に基づいて、前記心音の取得状態を判断する処理と
をプロセッサに実行させるプログラム。
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2023
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