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STETHOSCOPE HEART SOUND SIGNAL PROCESSING METHOD AND STETHOSCOPE DEVICE meetings

Foreign code F080001870
File No. F080001870
Posted date May 23, 2008
Country WIPO
International application number 2006JP320964
International publication number WO 2007/046504
Date of international filing Oct 20, 2006
Date of international publication Apr 26, 2007
Priority data
  • P2005-332993 (Nov 17, 2005) JP
  • P2006-101429 (Apr 3, 2006) JP
  • P2005-306625 (Oct 21, 2005) JP
Title STETHOSCOPE HEART SOUND SIGNAL PROCESSING METHOD AND STETHOSCOPE DEVICE meetings
Abstract [PROBLEMS] The detected heart sound signal is adjusted to an adequate volume and quantitavely analyzed with high accuracy, and a processing to improve the sound quality of the heart sound signal to make the heart sound signal easy to listen to. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] In analyzing a heart sound, an evaluation index of a heart sound feature value waveform generated by using heart sound data and a vibration model is determined, the center of a data set is so determined that the evaluation function expressing the dispersion of the evaluation index takes on a minimum value, and the evaluation index for a threshold and the distribution of the center of the data set are determined. To improve the quality of the heart sound, after substantially eliminating the phase difference and multiply the heart sound signal and the heart sound feature value waveform, the product is used as output heart sound data. In adjusting the volume of the heart sound signal, the up gain is determined using a reference table according to the average intensity for a time Ta of the detected heart sound signal, and the heart sound signal for a time Tb after the time Ta is amplified and recorded.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】振動モデルのモデルパラメータを設定することと、心音を検出しそれにより心音データを得ることと、得られた心音データに対して、設定されたモデルパラメータの下で特徴値波形データを生成することと、閾値(THV)に対して、前記特徴値波形データのピークの時間幅及び時間間隔を示す評価指数を求めることと、該評価指数からファジーメンバー関数(wi,j)を用いて規定されるデータ集合の中心(vi)を求めることと、評価指数及びデータ集合の中心から評価指数の分散の状況を表す評価関数Jm(W,V)を求めることと、反復計算により該評価関数が最小となるようにデータ集合の中心を決定することと、所定範囲のTHVに対する最小評価関数値(Jm)の依存性を求め、その範囲でJmが最小となるTHVを選定することと、選定されたTHVに対して求められた評価指数及びデータ集合の中心の分布状態を表示することと、の各ステップからなる異常心音検出のための心音解析を行うことを特徴とする聴診心音信号の処理方法。

【請求項2】前記評価指数がTHVに対する特徴値波形データにおけるI音及びII音の時間幅(T1、T2)と時間間隔(T11、T12)であり、W={wi,j}、V={vi}とし、di,j=∥vi-zk,j∥がデータ集合の中心とデータ位置との間のユークリッド距離であるとして、前記評価関数が【数7】で表されることを特徴とする請求項1に記載の聴診心音信号の処理方法。

【請求項3】振動モデルのモデルパラメータを設定する手段と、心音を検出しそれにより心音データを得るための心音検出手段と、得られた心音データに対して、設定されたモデルパラメータの下で特徴値波形データを生成する手段と、閾値(THV)に対して、前記特徴値波形データのピークの時間幅及び時間間隔を示す評価指数を求める手段と、前記評価指数からファジーメンバー関数(wi,j)を用いて規定されるデータ集合の中心(vi)を求める手段と、前記評価指数及びデータ集合の中心から評価指数の分散の状況を表す評価関数Jm(W,V)を求める手段と、該評価関数が最小になるように反復計算によりデータ集合の中心を決定する手段と、前記評価関数が最小となる最小評価関数値Jmを求める手段と、所定範囲のTHVに対するJmの依存性を求め、その範囲で(Jm)が最小となるTHVを選定する手段と、前記選定されたTHVに対して求められた評価指数及びデータ集合の中心の分布状態を表示する手段と、からなる異常心音検出のための心音信号解析を行う心音解析処理部を備えることを特徴とする聴診装置。

【請求項4】前記評価指数がTHVに対する特徴値波形データにおけるI音及びII音の時間幅(T1、T2)と時間間隔(T11、T12)であり、W={wi,j}、V={vi}とし、di,j=∥vi-zk,j∥がデータ集合の中心とデータ位置との間のユークリッド距離であるとして、前記評価関数が【数7】で表されることを特徴とする請求項3に記載の聴診装置。

【請求項5】振動モデルのモデルパラメータを設定して振動モデルを形成することと、心音を検出して心音信号を得ることと、得られた心音信号を前記振動モデルに与えて出力された特徴値波形データを得ることと、前記心音信号またはそれから高周波成分のノイズを除去したものを心音データとして、前記心音データと前記特徴値波形データとの相互相関をとって位相遅れを算出し、前記心音データと前記特徴値波形データとの間に実質的に位相差がないように該位相遅れの分だけ前記特徴値波形データの位相をずらすことと、前記心音データと前記位相遅れの分だけ位相をずらした特徴値波形データとの積として出力心音データを得ることと、の各ステップからなる聴診における音質向上のための心音信号処理を行うことを特徴とする聴診心音信号の処理方法。

【請求項6】前記心音信号を前記振動モデルに与える前に前記心音信号を正規化することを特徴とする請求項5に記載の聴診心音信号の処理方法。

【請求項7】心音検出手段により検出された心音信号またはそれから高周波成分のノイズをフィルタ手段により除去したものを心音データとして入力することにより該心音データに対応する特徴値波形データを出力する振動モデルと、該振動モデルにより出力された特徴値波形データと前記心音データとの相互相関をとって前記心音データに対する特徴値波形データの位相遅れを算出する位相遅れ算出部と、前記心音データと前記特徴値波形データとの間に実質的に位相差がないように前記位相遅れの分だけ位相をずらした特徴値波形データと前記心音データとの積をとる乗算変換部と、からなる異常心音検出のための心音信号処理を行う心音信号処理部を備えることを特徴とする聴診装置。

【請求項8】前記振動モデルに入力する前に心音信号を正規化するための正規化手段をさらに有することを特徴とする請求項7に記載の聴診装置。

【請求項9】心音を電気信号に変換するプローブと、該プローブにより得られた心音の信号の調整及び増幅を行って心音を収録する自動音量調整収録部と、を有し、前記自動音量調整収録部が前記プローブにより得られた心音の信号の時間Taの間における平均強度に基づいて心音の信号を増幅する際に適切な音量になるようにアップゲインを求め心音の信号の増幅制御を行うマイコン制御部と、該マイコン制御部による制御を受けて前記求められたアップゲインに応じて前記時間Taに続く時間Tbの間の心音の信号を増幅するとともに増幅された信号を収録すべき心音として取り出せるようにした増幅調整部とからなる心音収録音量の自動調整手段を備えることを特徴とする聴診装置。

【請求項10】前記マイコン制御部は、前記算出された心音の信号の平均強度に対する適切な音量に増幅するためのアップゲインの大きさの関係をテーブルとして保持しておき、該テーブルを参照して心音の信号を適切な音量に増幅するようにしたことを特徴とする請求項9に記載の聴診装置。

【請求項11】前記時間Taが1~3秒の範囲内の時間であり、前記時間Tbが4~12秒の範囲内の時間であることを特徴とする請求項9または10のいずれか1項に記載の聴診装置。

【請求項12】前記時間Tbが8~10秒の範囲内の時間であることを特徴とする請求項11に記載の聴診装置。

【請求項13】請求項9~12のいずれか1項に記載の心音収録音量の自動調整手段を送信側ユニットとして構成し、増幅された心音の信号を受信側ユニットに送信できるようにしたことを特徴とする聴診装置。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • Yamaguchi University
  • Inventor
  • Jiang, Zhongwei
  • Choi, Samjin
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BE BF BG BJ BR BW BY BZ CA CF CG CH CI CM CN CO CR CU CY CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI FR GA GB GD GE GH GM GN GQ GR GT GW HN HR HU ID IE IL IN IS IT JP KE KG KM KN KP KR KZ LA LC LK LR LS LT LU LV LY MA MC MD MG MK ML MN MR MW MX MY MZ NA NE NG NI NL NO NZ OM PG PH PL PT RO RS RU SC SD SE SG SI SK SL SM SN SV SY SZ TD TG TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
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