听诊声音的解析系统的制作方法

1.本发明涉及听诊声音的解析系统、输出方法、显示方法及程序，其特征在于，在听诊声音的解析系统中，为了把握声音的“信号成分的强度”的经时变化，基于其输出方法及程序，进行听诊声音的频谱转换，并按时间轴输出特定的频率或频率范围的信号成分的强度。


背景技术：

2.利用生物体发出的声音来把握生物体状态的行为通常作为诊疗行为进行。例如，在内科诊查等中，使用听诊器听取呼吸音、心音、其他各种脏器音，以进行呼吸系统疾病、心脏病、消化系统疾病等的诊断。
3.在诊察中使用听诊器获得生物体信息，是当场把握当时的信息。
4.以往，听诊器以模拟型为主，但近年来，各公司也进行了应用数字技术的电子听诊器的开发，安装有音量调节、频率特性调整(呼吸系统用、心音用等)等的功能，使用便利性也提高。此外，也进行了考虑远程医疗的电子听诊器的开发。(参见wo2019067880a1)
5.近年来，计算机的中央运算装置高功能化且能够简单地进行数据变换。频谱是指使复合信号通过窗函数来计算频率谱得到的结果。由三维图表(时间、频率、信号成分的强度)表示。频谱被用于声纹鉴定、动物叫声分析、音乐、声呐/雷达、语音处理等。有时也将频谱称为声纹。将生成频谱的设备称为声谱仪。
6.另外，也可以并非仅是输出生物体(被检查者)产生的声音，而是通过输出将生物体声音可视化(视觉化)的结果来改善视觉辨认性、操作性、监视对象，进行了视觉把握信息、帮助诊断的尝试(参见专利文献1(日本专利第3625294号))。
7.根据上述专利文献1中公开的可视化听诊器，能够将听诊声音显示为具有频率、时间、振幅信息的三维信息，能够将通常依赖于主观判断的声音这样的信息作为客观信息输出。
8.但是，上述专利文献1公开的可视化听诊器存在以下课题。
9.通常，诊断中使用听诊器的检查者基于从自己的耳中获得的声音信息，与过去的经验相对照来判断疾病的疑似。各种疾病的听诊声音分别具有频率性特征，正常时的听诊声音和疾病时的听诊声音的各频率处的信号成分的强度不同。检查者依据自己的经验来判断耳中获取的听诊声音信息的频率性特征，并非在由各种疾病引起的听诊声音具体为几hz的频率的情况下为特定的疾病a、在听诊声音为其他频率(hz)的情况下为其他疾病b地，将疾病与听诊声音的具体频率建立关联来进行诊断。因此，即使将听诊声音的频率、时间、振幅信息可视化，为了使检查者基于其听诊声音的可视化信息来进行诊断，检查者也需要重新训练。临床现场进行诊断行为的检查者很难腾出紧张的时间进行上述新的训练。现有技术文献专利文献
10.专利文献1：日本专利第3625294号


技术实现要素：

发明要解决的课题
11.在前述专利文献1中，确实得到在设想以往的诊察的“当时”得到的短时间范围的听诊声音的频谱，由于该专利的发明人为麻醉医师，因此技术思想是有助于“当场当时的呼吸音、心音”的三维的视觉性客观诊断。
12.即使当场“当时”从患者获得听诊声音并进行三维化、图像化，也微妙地进行调整以避开使用者听觉特性的个人差异，即使仅是“当时”获取听诊声音，听诊声音数据本身也是该诊疗“当时”的数据。(参考文献1：p2012-223509a)
13.因此，在现有的装置中，提供以声音数据的形式远程发送听诊声音的手段、视觉地客观把握当时的听诊声音的手段。
14.在新型冠状病毒感染症时，推定pcr阳性患者中的无症状者、轻症者等在医疗单元外需要经过观察的患者达到阳性者的近80％。
15.但是，在新型冠状病毒感染症时，存在pcr阳性患者中的无症状者、轻症者等在医疗单元外需要经过观察的患者因病毒性间质性肺炎的状态骤变而死亡的课题。
16.在新型冠状病毒感染症时，关于pcr阳性患者中的无症状者、轻症者等在医疗单元外需要经过观察的患者因病毒性间质性肺炎的状态骤变而死亡的案例，也有在血氧饱和度降低时为时已晚的报道。
17.在新型冠状病毒感染症时，关于pcr阳性患者中的无症状者、轻症者等在医疗单元外需要经过观察的患者因病毒性间质性肺炎的状态骤变而死亡的案例，想到把握在血氧饱和度降低前发病的“间质性肺炎的捻发音”、即从-120db到-80db的高频率范围的很多高音调的“噼啪噼啪”的听诊声音的经时变化对于决定适当的治疗方案很重要。
18.因而，本发明的课题在于提供一种听诊声音的解析系统，其特征在于，将听诊声音转换为数字数据，进一步进行频谱转换，按时间轴输出特定的频率或频率范围的信号成分的强度。用于解决课题的手段
19.为了解决上述课题，本发明的听诊声音的解析系统的特征在于，包括：a)听诊声音信号获取单元，其从所述患者获取体内听诊声音信号；b)听诊声音信号采样单元，其对所述体内听诊声音信号进行数字采样，并转换为听诊声音离散数据；以及c)频谱转换单元，其将所述听诊声音离散数据转换为听诊声音频谱，d)所述听诊声音的解析系统从由所述频谱转换单元得到的数据按时间轴输出预先设定的至少一个频率处的信号成分的强度。
20.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够按时间轴输出目标频率的信号成分的强度，对患者的临床经过进行解析。
21.为了解决上述课题，在技术方案1所述的听诊声音的解析系统中，其特征在于，d)从由所述频谱转换单元得到的数据按时间轴输出预先设定的至少一个频率范围内的信号成分的强度。
22.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够按时间轴输出目标频率范围的信号成分的强度，解析患者的临床经过。
23.为了解决上述课题，在技术方案1所述的听诊声音的解析系统中，其特征在于，d)从由所述频谱转换单元得到的数据按时间轴输出预先设定的至少一个频率范围内的、超过一定阈值的信号成分的强度。
24.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够按时间轴输出目标频率范围内的、超过一定阈值的信号成分的强度，解析患者的临床经过。
25.为了解决上述课题，在技术方案4所述的听诊声音的解析系统中，其特征在于，能够利用显示单元视觉辨认输出数据。
26.为了解决上述课题，在技术方案1至4中任一项所述的听诊声音的解析系统中，其特征在于，组装有智能手机等具备显示功能的通信运算装置。
27.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够使用智能手机的显示画面来显示信号成分的强度等解析信息。(图1b)
28.为了解决上述课题，在技术方案1至5中任一项所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，同时组装有体温计和心电图计。
29.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够将与体温、心电图有关的信息与听诊声音的解析后的信号成分的强度一并显示。(图2)
30.为了解决上述课题，在技术方案1至6中任一项所述的听诊声音的解析系统中，其特征在于，将由系统生成的数据上传至互联网上的云服务器。
31.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够将从患者获取的生物体信息与听诊声音的频谱解析后的信号成分的强度一并汇集到云服务器中。(图1b)
32.为了解决上述课题，在技术方案7所述的听诊声音的解析系统中，其特征在于，从互联网上的云服务器下载与解析相关的数据。
33.若经时使用本发明的听诊声音的解析系统，则能够获取、输出或显示将从患者获取的生物体信息与听诊声音的频谱解析后的信号成分的强度一并汇集到云服务器上之后的判断信息。(图1b)发明的效果
34.若经时使用本实施方式的听诊声音的解析系统，则医生、护士等医疗人员能够根据听诊声音数据、体温、心电图的变化知晓在几个小时或几天的期间变化的患者的病状。
35.如图5的听诊声音的频谱的三维图像显示的例子所示，若在300hz以下能量相同，则认为300hz以下的频带所具有的能量作为供使用者诊断呼吸音的信息没有意义，但可以进行减弱低频率成分的修正，从而能够由使用者根据300hz以上的频带所具有的能量对各种呼吸音进行诊断。还可知，正常的呼吸音、肺炎的呼吸音、喘息的呼吸音中的任一者在300hz以下的低频区域中均具有很大能量。
36.若经时使用本实施方式的听诊声音的解析系统，则作为其他医疗应用，在透析分流杂音的波形与通常不同的情况、超过频率上限的情况等异常时，也能够从终端通知医疗工作者。此外，还能可以作为对透析中的分流听诊声音进行经时解析的系统。另外，当然也能够应用于作为与抗癌剂等的给药相伴的重大副作用的“药剂性间质性肺炎”的病状把握。能够把握呼吸系统、消化系统、循环系统、其他在临床医学中作为听诊对象的全部疾病的经
时变化。
附图说明
39.图1a是本发明的听诊声音的解析系统的装置的实施方式的构成图。图1b是构造中组装有智能手机的情况下的听诊声音的解析系统。图1c是粘贴在患者胸部的实施例的aurora scope
tm
的示意图。图2是无线输出的手机画面的gui。紧凑显示温度(体温)、心率、呼吸数、听诊声音的频谱、心电图。图3是无线输出的手机画面的gui。显示温度(体温)、心率、呼吸数、听诊声音频谱的多个目标频率范围的“信号成分的强度”的时间变化、心电图的目标部位的变化量。图4是无线输出的手机画面的gui。显示温度(体温)、心率、呼吸数、听诊声音频谱的目标频率范围的“信号成分的强度”的时间变化。图5是听诊声音频谱的三维图像显示的例子。若在300hz以下能量相同，则认为300hz以下的频带所具有的能量作为供使用者诊断呼吸音的信息没有意义，但可以进行减弱低频率成分的修正，从而能够由使用者根据300hz以上的频带所具有的能量对各种呼吸音进行诊断。还可知，正常的呼吸音、肺炎的呼吸音、喘息的呼吸音中的任一者在300hz以下的低频区域中均具有很大能量。图6是由绿、黄、红、黑乐高积木构成的正常的肺泡音(左)和间质性肺炎的捻发音(右)的频谱的三维立体模型的照片。将频率范围设定为0-500、501-1000、1001-1500、1500-2000hz四个区。按区示意性示出对“信号成分的强度”的出现状况进行定量解析得到的频谱状况。图7是由绿、黄乐高积木构成的正常肺泡音频谱的三维立体模型的鸟瞰图照片。将频率范围设定为0-500、501-1000、1001-1500、1500-2000hz四个区。按区示意性示出对“信号成分的强度”的出现状况进行定量解析得到的频谱状况。图8是由绿、黄、红、黑乐高积木构成的间质性肺炎的捻发音频谱的三维立体模型的鸟瞰图照片。将频率范围设定为0-500、501-1000、1001-1500、1500-2000hz四个区。按区示意性示出对“信号成分的强度”的出现状况进行定量解析得到的频谱状况。
具体实施方式
38.以下，使用附图更详细地说明本发明的实施方式。
39.图1a是本发明的听诊声音的解析系统的装置的实施方式的构成图。在新型冠状病毒感染症时，首先发热，然后发生病毒性间质性肺炎，产生由血管7内的血液凝集引起的脏器血流障碍，特别是心脏的血液循环不良。因此，采用具备能够把握开始发病的体温计、能够把握表明严重的心肌缺氧的心电图变化的装置、和具有功能的传感器的构成。作为终端机，为了能够进行独立的电动作而具备内部电源。还具备用于与外部装置进行数据收发的无线通信部。麦克风有mems麦克风、有机/无机的压电式麦克风。也具备显示与患者状况相关的数据的显示部。
40.图1b是本发明的听诊声音的解析系统，是构造中包含智能手机的情况下的系统构成图。在该情况下，能够使用智能手机的输入、输出、通信、运算、显示、收费功能。
41.图1c是在实施例中作为系统的aurora scope
tm
的示意图。粘贴在患者的胸部体表来使用。
42.图2是无线输出的手机画面的gui。紧凑显示温度(体温)、心率、呼吸数、听诊声音的频谱、心电图。能够容易地以频谱上的光谱的出现频度把握呼吸数。在本例中，在频谱的下侧的0-500hz的频率范围内恒常地观察“信号成分的强度”，而且，在1000hz附近配合呼吸来检测“信号成分的强度”。本例是药剂性间质性肺炎症例数据的频谱，通过增大听诊声音的振幅，从而能够“定量”处理与该疾病对应的“频率范围”。
43.图3是无线输出的手机画面的gui。显示在[0042]段中说明的病状的温度(体温)、心率、呼吸数、听诊声音频谱的多个目标频率范围的“信号成分的强度”的时间变化及心电图的目标部位的变化量。特别是，由本技术关注的新型冠状病毒感染症引起的呼吸衰竭的发作需要几天的管理，在该过程中，无法察看患者的全部频谱图像来进行判断等。因此，认为频谱中与病状直接相关的“频率范围”的“信号成分的强度”的变化与病情恶化直接相关，把握其经时变化。如图所示，“呼吸数”随时间经过而增加(喘息)，就频率范围的变化而言，高音域的“噼啪噼啪”这种捻发音区域的“信号成分的强度”增加显而易见。
[0044]
图4是无线输出的手机画面的gui。在[0043]段说明的基础上，显示温度(体温)、心率、呼吸数、听诊声音频谱的目标频率范围的“信号成分的强度”的时间变化。在本专利申请中，关注间质性肺炎的高音域的捻发音，但关于呼吸的听诊声音，若能够基于听诊声音来把握小儿喘息的呼吸音、胸部处的心脏瓣膜症的杂音、及心脏瓣膜症术后基于人工心脏瓣膜开闭音变化的术后早期的人工瓣膜开闭不良、检测透析分流的分流杂音不良、检测过敏性大肠综合症腹泻前的腹部肠管蠕动运动的听诊声音等实现听诊声音的经时的经过观察，则对于多种病状的管理有用。在这种情况下，优选缩减为适合于预先确定目标的频率或频率范围以把握“信号成分的强度”的经时变化。
[0045]
图5示出听诊声音频谱的三维图像显示的例子。若在300hz以下能量相同，则认为300hz以下的频带所具有的能量作为供使用者诊断呼吸音的信息没有意义，但可以进行减弱低频率成分的修正，从而能够由使用者根据300hz以上的频带所具有的能量对各种呼吸音进行诊断。还可知，正常的呼吸音、肺炎的呼吸音、喘息的呼吸音中的任一者在300hz以下的低频区域中均具有很大能量。由此，在本系统中，如技术方案3所记载，将超过一定阈值的“信号成分的强度”提取出来并数据化，能够获取噪声更少的数据。此外，频率范围也通过设定在正常肺泡音的范围以外而容易把握肺的异常。
[0046]
图6示出由绿、黄、红、黑乐高积木构成的正常的肺泡音(左)和间质性肺炎的捻发音(右)的频谱的三维立体模型的照片。将频率范围设定为0-500、501-1000、1001-1500、1501-2000hz四个区。按区示意性示出对“信号成分的强度”的出现状况进行定量解析得到的频谱状况。在该显示中，要把握新型冠状病毒感染症的病情发展状况，关注红、黑的区域的“信号成分的强度”的出现频度即可。
[0047]
图7是由绿、黄乐高积木构成的正常肺泡音频谱的三维立体模型的鸟瞰图照片。将频率范围设定为0-500、501-1000、1001-1500、1501-2000hz四个区。按区示意性示出对“信号成分的强度”的出现状况进行定量解析得到的频谱状况。该照片图是通过设为鸟瞰图来表现频率范围的“信号成分的强度”的高低。作为间质性肺炎恶化前的前兆现象，预先设定为能够关注在正常肺泡音的听诊声音的500hz以下的区域以外也出现的信号。
[0048]
图8是由绿、黄、红、黑乐高积木构成的间质性肺炎的捻发音频谱的三维立体模型的鸟瞰图照片。将频率范围设定为0-500、501-1000、1001-1500、1501-2000hz四个区。按区示意性示出对“信号成分的强度”的出现状况进行定量解析得到的频谱的状况。
[0049]
与[0047]段中的说明同样地，高温区域中的捻发音的“噼啪噼啪”音的“啪”音的“信号成分的强度”的出现频度和强度正是症状发展和恶化的“征兆”。为了能够对医疗单元外的疗法中的新型冠状病毒感染症等的患者进行远程医疗管理，通过从粘贴在体表的终端组件到智能手机以蓝牙通信进行收发、将信息从智能手机汇集到云服务器并与人口健康管理(population health management)关联，从而有助于大规模感染症等的病情控制及医疗福利。

技术特征：
1.一种听诊声音的解析系统，其特征在于，包括：a)听诊声音信号获取单元，其从所述患者获取体内听诊声音信号；b)听诊声音信号采样单元，其对所述体内听诊声音信号进行数字采样，并转换为听诊声音离散数据；以及c)频谱转换单元，其将所述听诊声音离散数据转换为听诊声音频谱，d)所述听诊声音的解析系统从由所述频谱转换单元得到的数据按时间轴输出预先设定的至少一个频率处的信号成分的强度。2.根据权利要求1所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，d)从由所述频谱转换单元得到的数据按时间轴输出预先设定的至少一个频率范围内的信号成分的强度。3.根据权利要求1所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，d)从由所述频谱转换单元得到的数据按时间轴输出预先设定的至少一个频率范围内的、超过一定阈值的信号成分的强度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，在按时间轴输出信号成分的强度时具备显示单元。5.根据权利要求1至4中任一项所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，组装有智能手机等具备显示功能的通信运算装置。6.根据权利要求1至5中任一项所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，同时组装有体温计和心电图计。7.根据权利要求1至6中任一项所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，将由系统生成的数据上传至互联网上的云服务器。8.根据权利要求7所述的听诊声音的解析系统，其特征在于，从互联网上的云服务器下载与解析相关的数据。9.一种听诊声音的解析系统的装置，其特征在于，构成权利要求1至8中任一项所述的听诊声音的解析系统。10.一种听诊声音的解析系统的程序，其特征在于，在权利要求1至8中任一项所述的听诊声音的解析系统中，能够使系统工作。

技术总结
本发明提供一种听诊声音的解析系统，其在新型冠状病毒感染症这种可能接触感染的医疗中，能够由有助于不需要使用者密集的医疗行为的远程医疗的听诊装置经时把握听诊声音质变的听诊声音。该听诊声音的解析系统的特征在于，将听诊声音转换为数字数据，进一步进行频谱转换，经时地按时间轴输出特定的频率或频率范围的信号成分的强度。由此，能够对由新型冠状病毒感染症引起的间质性肺炎的高音域捻发音的定量的时间变化进行输出、数据传输、显示等，能够把握病情发展的状况。能够把握病情发展的状况。能够把握病情发展的状况。


技术研发人员：岛田顺一
受保护的技术使用者：燕财成有限公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2023/9/7