JP6534566B2 - Heart disease diagnostic device, heart disease diagnostic program and medium - Google Patents
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Description
本発明は、心疾患診断装置、心疾患診断プログラム及び媒体に関する。 The present invention relates to a heart disease diagnostic device, a heart disease diagnostic program and a medium.
図1は、心臓200の内部構造を示す。心臓200の内部は、右心室202、左心室204、右心房206、左心房208の4室に仕切られた構造を有する。右心室202、左心室204、右心房206、左心房208の各室の出口には、逆流を防ぐ、肺動脈弁210、大動脈弁212、三尖弁214、僧帽弁216がそれぞれ設けられる。 FIG. 1 shows the internal structure of a heart 200. The inside of the heart 200 has a structure divided into four chambers of a right ventricle 202, a left ventricle 204, a right atrium 206, and a left atrium 208. A pulmonary valve 210, an aortic valve 212, a tricuspid valve 214, and a mitral valve 216 are provided at the outlets of the right ventricle 202, left ventricle 204, right atrium 206, and left atrium 208, respectively, to prevent regurgitation.
図2は、2心拍分の心音信号の波形の一例を示す。横軸は時間[秒]、縦軸は心音信号の強度を示す。通常、健常者の心音信号には、I音及びII音が含まれる。I音は、三尖弁214及び僧帽弁216が閉じる際に生じる心音である。II音は、肺動脈弁210及び大動脈弁212が閉じる際に生じる心音である。 FIG. 2 shows an example of a heart sound signal waveform for two heartbeats. The horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents the intensity of the heart sound signal. Usually, heart sound signals of healthy persons include I sound and II sound. Sound I is a heart sound that occurs when the tricuspid valve 214 and the mitral valve 216 close. Sound II is a heart sound that occurs when the pulmonary valve 210 and the aortic valve 212 close.
I音、II音の大きさは、弁の硬さや、弁の閉鎖速度などにより変化する。I音、II音が大きくなる場合を亢進、小さくなる場合を減弱と呼ぶ。I音またはII音の亢進または減弱は、心疾患の種類に応じて生じる場合があり、診断の手がかりとして利用される。例えば、リウマチ性の僧帽弁狭窄症では、リウマチ性変化で硬くなった僧帽弁が高速で閉鎖することによりI音が亢進する。また、肺高血圧症では、右心室と肺動脈間の圧力差拡大により肺動脈弁の閉鎖速度が上昇してII音が亢進する。従来、心音を解析し、異常の有無を判定するために、いくつかの装置と方法が提案されている。 The magnitudes of I sound and II sound vary depending on the hardness of the valve and the closing speed of the valve. The case where I sound and II sound become louder is called enhancement, and the case where it becomes small is called attenuation. Enhancement or attenuation of I sound or II sound may occur depending on the type of heart disease, and is used as a clue for diagnosis. For example, in rheumatic mitral stenosis, the I-enhancement is enhanced by rapid closure of the mitral valve hardened by rheumatic changes. In pulmonary hypertension, the pressure difference between the right ventricle and the pulmonary artery enlarges the closing speed of the pulmonary valve and sounds II increase. Heretofore, several devices and methods have been proposed to analyze heart sounds and determine the presence or absence of abnormalities.
従来の心音情報処理装置は、心音からI音、II音を検出し、I音、II音のそれぞれについて、I音とII音とのパワー比、II音とI音とのパワー比を計算する。それらのパワー比がある基準値以下、または、ある基準値以上の場合は異常音と判定する(例えば、特許文献1参照)。また、従来の心音情報処理装置は、心音のスペクトログラムを求め、スペクトログラム最大ピーク前区間とスペクトログラム最大ピーク後区間における所定の周波数帯域内スペクトログラムの平均値を算出して、その比から心臓人工弁の異常を判定する(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1 特許第5673429号公報
特許文献2 特許第5190954号公報
The conventional heart sound information processing apparatus detects I sound and II sound from heart sound, and calculates the power ratio of I sound to II sound and the power ratio of II sound to I sound for each of I sound and II sound. . If the power ratio is below a certain reference value or above a certain reference value, it is judged as an abnormal sound (for example, refer to Patent Document 1). In addition, the conventional heart sound information processing apparatus obtains a spectrogram of heart sound, calculates an average value of spectrograms within a predetermined frequency band in a section before the spectrogram maximum peak and a section after the spectrogram maximum peak, (See, for example, Patent Document 2).
Patent Document 1 Patent No. 5673429 Patent Document 2 Patent No. 5190954
しかしながら、特許文献1に記載されている心音判定は、個々のI音とII音に対して異常か正常かを判定し、異常と判定された心音の数をカウントするだけで、心疾患の判定は行わない。また、特許文献2に記載されている心音判定は、心臓人工弁装着者の心臓人工弁の異常を検出するもので、心臓人工弁を装着していない場合には適用できない。 However, the heart sound determination described in Patent Document 1 determines whether each of the I sound and the II sound is abnormal or normal, and only counts the number of heart sounds determined as abnormal to determine heart disease. Do not do. Further, the heart sound determination described in Patent Document 2 is for detecting an abnormality of a heart prosthetic valve of a user wearing a heart prosthetic valve, and can not be applied when the heart prosthetic valve is not mounted.
本発明の第1の態様においては、生体の心音に基づく電気信号を検出する心音検出部と、電気信号に予め定められた信号処理を行って心音データを出力する入力信号処理部と、心音データからI音信号及びII音信号のうち少なくともいずれかの音信号を抽出し、音信号における第1周波数と第1周波数よりも高い第2周波数との間の第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかと第1基準値とに基づく比較により、生体の心疾患を診断する心音解析部と、を備える心疾患診断装置を提供する。 In a first aspect of the present invention, a heart sound detection unit that detects an electrical signal based on heart sound of a living body, an input signal processing unit that outputs heart sound data by performing predetermined signal processing on the electric signal, and heart sound data And at least one of the I sound signal and the II sound signal is extracted, and the amplitude and the power of the first frequency band between the first frequency and the second frequency higher than the first frequency in the sound signal are extracted. And a heart sound analysis unit that diagnoses a heart disease of a living body by comparison based on at least one of the above and the first reference value.
本発明の第2の態様においては、コンピュータを、第1の態様に係る入力信号処理部及び心音解析部として機能させる心疾患診断プログラムを提供する。 In a second aspect of the present invention, there is provided a heart disease diagnostic program which causes a computer to function as an input signal processing part and a heart sound analysis part according to the first aspect.
本発明の第3の態様においては、第2の態様に記載の心疾患診断プログラムを有するコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。 In a third aspect of the present invention, there is provided a computer readable medium having the heart disease diagnostic program according to the second aspect.
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all of the features of the present invention. In addition, a subcombination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through the embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Moreover, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.
図3は、心疾患診断装置1の一例を示す概略構成図である。図4は、心疾患診断装置1による心疾患の診断処理のフローチャートを示す。心疾患診断装置1は、心音解析用のプログラムを読み込むことによって、ステップS10−50を実行する。本明細書において、心疾患診断装置1が実行するプログラムの各ステップを括弧内に示す。 FIG. 3 is a schematic configuration view showing an example of the heart disease diagnosis device 1. FIG. 4 shows a flowchart of a heart disease diagnosis process by the heart disease diagnosis device 1. The heart disease diagnosis apparatus 1 executes step S10-50 by reading a program for heart sound analysis. In the present specification, each step of the program executed by the heart disease diagnosis apparatus 1 is shown in parentheses.
心疾患診断装置1は、I音区間及びII音区間の心音信号に基づいて、被検者の心疾患の有無を診断する。心疾患診断装置1は、心音検出部11、入力信号処理部12、心音解析部13及び出力部14を備える。 The heart disease diagnosis apparatus 1 diagnoses the presence or absence of a heart disease in a subject based on heart sound signals in the I sound section and the II sound section. The heart disease diagnosis apparatus 1 includes a heart sound detection unit 11, an input signal processing unit 12, a heart sound analysis unit 13, and an output unit 14.
心音検出部11は、被検者に装着され、被検者の心音に基づく電気信号を検出する。心音検出部11は、胸部を伝播する心音振動を測定してよい。例えば、心音検出部11は、被検者の胸部を伝播する心音振動に応じた電気信号を出力する。心音検出部11は、マイクロフォン、加速度センサ、圧力センサ等で構成される。 The heart sound detection unit 11 is attached to the subject and detects an electrical signal based on the heart sound of the subject. The heart sound detection unit 11 may measure heart sound vibration propagating in the chest. For example, the heart sound detection unit 11 outputs an electrical signal according to heart sound vibration that propagates the chest of the subject. The heart sound detection unit 11 includes a microphone, an acceleration sensor, a pressure sensor, and the like.
入力信号処理部12は、心音検出部11が出力した電気信号に対して所定の信号処理を行うことにより、心音データを出力する(ステップS10)。心音データとは、心音信号に基づく電気信号をデジタル化したものである。入力信号処理部12は、電気信号に含まれる不要な周波成分の除去、信号増幅、及びデジタル信号への変換を行う。例えば、入力信号処理部12は、フィルタ回路、増幅器及びA/D変換器を有する。フィルタ回路は、心音信号に含まれるDC周波数成分、エイリアシングを引き起こす可能性のある高周波成分、及び、心音解析に不要な高周波成分を取り除く。また、増幅器は、A/D変換器の入力レンジに合わせて心音信号を増幅する。A/D変換器は、増幅器が増幅した心音信号をデジタル信号に変換した心音データを出力する。 The input signal processing unit 12 outputs heart sound data by performing predetermined signal processing on the electric signal output from the heart sound detection unit 11 (step S10). Heart sound data is digitalized electrical signals based on heart sound signals. The input signal processing unit 12 performs removal of unnecessary frequency components included in the electrical signal, signal amplification, and conversion to a digital signal. For example, the input signal processing unit 12 includes a filter circuit, an amplifier, and an A / D converter. The filter circuit removes DC frequency components contained in the heart sound signal, high frequency components that may cause aliasing, and high frequency components unnecessary for heart sound analysis. Also, the amplifier amplifies the heart sound signal in accordance with the input range of the A / D converter. The A / D converter outputs heart sound data obtained by converting the heart sound signal amplified by the amplifier into a digital signal.
心音解析部13は、心音データを解析して心疾患の可能性有無を診断する。例えば、心音解析部13はマイクロコンピュータ等の演算処理装置で構成される。心音解析部13は、心音区間抽出部131、周波数解析部132及び心疾患診断部133を備える。 The heart sound analysis unit 13 analyzes heart sound data to diagnose the possibility of heart disease. For example, the heart sound analysis unit 13 is configured by an arithmetic processing unit such as a microcomputer. The heart sound analysis unit 13 includes a heart sound interval extraction unit 131, a frequency analysis unit 132, and a heart disease diagnosis unit 133.
心音区間抽出部131は、入力信号処理部12が出力した心音データから心音区間データを抽出する(ステップS20)。心音区間データとは、デジタル化された心音データにおける任意の区間のデータである。例えば、心音区間データの抽出は、心音データからI音区間データ及びII音区間データの少なくともいずれかを抽出することを指す。I音区間データとは、心音データにおけるI音区間のデータを指す。II音区間データとは、心音データにおけるII音区間のデータを指す。 The heart sound section extraction unit 131 extracts heart sound section data from the heart sound data output by the input signal processing section 12 (step S20). The heart sound section data is data of an arbitrary section in the digitized heart sound data. For example, extraction of heart sound interval data refers to extraction of at least one of I sound interval data and II sound interval data from heart sound data. The I sound section data refers to data of the I sound section in heart sound data. The II sound section data refers to data of the II sound section in heart sound data.
周波数解析部132は、抽出された心音区間データのそれぞれに対して周波数解析を行って対数パワースペクトルを算出する(ステップS30)。例えば、周波数解析部132は、複数のI音区間データからI音区間の対数パワースペクトルを算出し、複数のII音区間データからII音区間の対数パワースペクトルを算出する。また、周波数解析部132は、複数心拍において、I音区間、II音区間ごとに対数パワースペクトルの平均化を行う。これにより、環境雑音による影響が低減される。なお、本例の周波数解析部132は、入力信号処理部12の備えるフィルタ回路により、周波数の一部を抽出した後に周波数解析を行う。しかし、心疾患診断装置1は、周波数解析部132の後段にフィルタ回路を配置することにより、心音データを周波数解析した後に、周波数の一部を抽出してもよい。 The frequency analysis unit 132 performs frequency analysis on each of the extracted heart sound segment data to calculate a logarithmic power spectrum (step S30). For example, the frequency analysis unit 132 calculates the logarithmic power spectrum of the I sound section from the plurality of I sound section data, and calculates the logarithmic power spectrum of the II sound section from the plurality of II sound section data. Also, the frequency analysis unit 132 averages the logarithmic power spectrum for each of the I sound section and the II sound section in a plurality of heartbeats. This reduces the effects of environmental noise. The frequency analysis unit 132 in this example performs frequency analysis after extracting a part of the frequency by the filter circuit provided in the input signal processing unit 12. However, the heart disease diagnosis apparatus 1 may extract a part of the frequency after performing frequency analysis of heart sound data by arranging a filter circuit at a stage subsequent to the frequency analysis unit 132.
心疾患診断部133は、平均化されたI音区間の対数パワースペクトルとII音区間の対数パワースペクトルから、心疾患の可能性有無を診断する(ステップS40)。より具体的には、心疾患診断部133は、平均化されたI音区間とII音区間の対数パワースペクトルと、あらかじめ用意された心疾患診断基準とを比較することにより、心疾患の有無を診断する。 The heart disease diagnosis unit 133 diagnoses the possibility of heart disease from the logarithmic power spectrum of the averaged I sound section and the logarithmic power spectrum of the II sound section (step S40). More specifically, the heart disease diagnosis unit 133 compares the averaged logarithmic power spectrum of the I sound segment and the II sound segment with the heart disease diagnosis criteria prepared in advance, thereby determining the presence or absence of heart disease. Diagnose.
出力部14は、心疾患診断部133が診断した結果を外部に出力する(ステップS50)。例えば、出力部14は、診断結果を表示するディスプレイを備える。また、出力部14は、外部に設けられたハードディスク等の記憶装置に出力してよい。 The output unit 14 outputs the result diagnosed by the heart disease diagnosis unit 133 to the outside (step S50). For example, the output unit 14 includes a display that displays the diagnosis result. In addition, the output unit 14 may output to an external storage device such as a hard disk.
図5は、10心拍分の心音信号の波形の一例を示す。本例の心音信号の波形は、加速度センサを備える心音検出部11により検出される。心音検出部11は、被験者に装着され、振動として心音を集音する。心音検出部11は、集音された心音を電気信号に変換して心音信号波形として出力する。10心拍分の心音信号波形からは、収縮期の心音信号を10回分取得できる。入力信号処理部12は、被検者の10心拍分の心音信号を、2kHzサンプリング、16ビットでデジタル化する。なお、図5において横軸は時間[秒]、縦軸は心音信号の強度を示す。 FIG. 5 shows an example of a heart sound signal waveform for 10 heartbeats. The waveform of the heart sound signal of this example is detected by the heart sound detection unit 11 provided with an acceleration sensor. The heart sound detection unit 11 is attached to a subject and collects heart sound as vibration. The heart sound detection unit 11 converts the collected heart sound into an electrical signal and outputs it as a heart sound signal waveform. The systolic heart sound signal can be obtained 10 times from the heart sound signal waveform for 10 heartbeats. The input signal processing unit 12 digitizes the heart sound signal of 10 heartbeats of the subject with 2 kHz sampling and 16 bits. In FIG. 5, the horizontal axis represents time [seconds], and the vertical axis represents the intensity of the heart sound signal.
図6は、心音区間データの抽出方法の一例である。入力信号処理部12によりデジタル化された心音データは、心音解析部13の心音区間抽出部131に入力され、I音区間及びII音区間から、I音区間データ及びII音区間データがそれぞれ抽出される。I音区間データ及びII音区間データは、心音区間データの一例である。I音区間及びII音区間の検出は、例えば特許文献1に記載された方法で行うことができる。抽出された心音区間データは、周波数解析部132に入力される。 FIG. 6 is an example of a method of extracting heart sound interval data. The heart sound data digitized by the input signal processing unit 12 is input to the heart sound section extraction unit 131 of the heart sound analysis unit 13, and the I sound section data and the II sound section data are respectively extracted from the I sound section and the II sound section. Ru. The I sound segment data and the II sound segment data are examples of heart sound segment data. The detection of the I sound section and the II sound section can be performed, for example, by the method described in Patent Document 1. The extracted heart sound interval data is input to the frequency analysis unit 132.
図7は、I音区間データの単一対数パワースペクトルを示す。単一対数パワースペクトルとは、1心拍分の心音区間データの対数パワースペクトルである。なお、図7において横軸は周波数[Hz]、縦軸は対数パワースペクトルを示す。 FIG. 7 shows a single log power spectrum of I sound interval data. The single log power spectrum is a logarithmic power spectrum of heart sound interval data for one heartbeat. In FIG. 7, the horizontal axis represents frequency [Hz], and the vertical axis represents logarithmic power spectrum.
周波数解析部132は、1心拍毎に抽出されたI音区間データに対して適当な窓関数を掛ける。本例の周波数解析部132は、図5における2kHzサンプリング心音データの最初のI音区間データに対して、128ミリ秒(256サンプル)のハミング窓関数を掛ける。その後、周波数解析部132は、ハミング窓関数が掛けられたI音区間データをフーリエ変換することにより単一対数パワースペクトルを算出する。単一対数パワースペクトルは、背景ノイズ等の影響で生じる局所的な周波数変動を含むが、複数心拍の対数パワースペクトルの平均化により変動を除去できる。 The frequency analysis unit 132 multiplies the I sound section data extracted for each heartbeat by an appropriate window function. The frequency analysis unit 132 of this example multiplies the first I sound interval data of the 2 kHz sampling heart sound data in FIG. 5 by a Hamming window function of 128 milliseconds (256 samples). After that, the frequency analysis unit 132 Fourier-transforms the I sound segment data multiplied by the Hamming window function to calculate a single logarithmic power spectrum. A single log power spectrum includes local frequency variations that occur due to the influence of background noise and the like, but the variations can be removed by averaging the log power spectra of multiple heartbeats.
図8は、I音10心拍の対数パワースペクトルを示す。太線は、I音10心拍の対数パワースペクトルを平均化した平均対数パワースペクトルを示す。本明細書におけるI音区間の平均対数パワースペクトルは、10心拍分の単一対数パワースペクトルの平均であるが、必要に応じて、任意の心拍分の単一対数パワースペクトルの平均としてもよい。 FIG. 8 shows a logarithmic power spectrum of 10 beats of I sound. A thick line shows the average logarithmic power spectrum which averaged the logarithmic power spectrum of 10 beats of 1 sound. The average log power spectrum of the I sound section in the present specification is an average of single log power spectra of 10 heartbeats, but it may be an average of single log power spectra of any heartbeat as needed.
単一対数パワースペクトル(図8)では、背景ノイズ等の影響で生じる局所的な周波数変動により、I音区間データの周波数特性を正確に表現できない。一方、平均対数パワースペクトル(図8の太線)は、複数心拍の単一対数パワースペクトルで平均しているので、ランダムに発生する局所的なパワースペクトルを抑圧できる。 In the single log power spectrum (FIG. 8), the frequency characteristics of the I sound section data can not be accurately represented due to the local frequency fluctuation caused by the influence of background noise and the like. On the other hand, since the average logarithmic power spectrum (thick line in FIG. 8) is averaged by the single logarithmic power spectrum of a plurality of heartbeats, it is possible to suppress the locally generated power spectrum generated randomly.
図9は、II音10心拍の対数パワースペクトルを示す。太線は、II音10心拍の対数パワースペクトルを平均化した平均対数パワースペクトルを示す。本明細書におけるII音の平均対数パワースペクトルは、10心拍分の単一対数パワースペクトルの平均であるが、必要に応じて、任意の心拍分の単一対数パワースペクトルの平均としてもよい。なお、II音の平均対数パワースペクトルは、I音の平均対数パワースペクトルと同様の手順で算出される。次に、心疾患診断部133は、心音区間の平均対数パワースペクトルと、あらかじめ用意された心疾患有無の診断基準により、心疾患の可能性の有無を診断する。 FIG. 9 shows a logarithmic power spectrum of 10 beats of II sound. The heavy line shows the average logarithmic power spectrum obtained by averaging the logarithmic power spectrum of 10 beats of II sound. The average log power spectrum of sound II in the present specification is an average of single log power spectra of 10 heartbeats, but it may be an average of single log power spectra of any heartbeat as needed. The average logarithmic power spectrum of the II sound is calculated by the same procedure as the average logarithmic power spectrum of the I sound. Next, the heart disease diagnosis unit 133 diagnoses the presence or absence of the possibility of the heart disease based on the average logarithmic power spectrum of the heart sound section and the diagnosis criteria of the heart disease presence or absence prepared in advance.
(実施例1)
図10は、実施例1に係る心疾患診断部133の動作の一例を示す。本例の心疾患診断部133は、心疾患有無の診断基準をI音に対して適用する。実施例1に係る心疾患診断方法では、ステップS201からステップS203を実行することにより、心疾患の可能性の有無を診断する。
Example 1
FIG. 10 illustrates an example of the operation of the heart disease diagnosis unit 133 according to the first embodiment. The heart disease diagnosis unit 133 of this example applies a diagnosis criterion of the presence or absence of heart disease to sound I. In the heart disease diagnosis method according to the first embodiment, the presence or absence of the possibility of heart disease is diagnosed by executing steps S201 to S203.
心疾患診断部133は、周波数解析部132で計算されたI音の平均対数パワースペクトルに対して、診断用周波数帯域を設定する(ステップS201)。次に、ステップS201で設定した診断用周波数帯域に含まれる各周波数ビンのパワーの平均値を算出することにより、I音の平均対数パワースペクトルの平均パワー(以後、「I音平均パワー」と呼ぶ)を算出する(ステップS202)。最後に、I音平均パワーと、基準値1、基準値2をそれぞれ比較して心疾患の可能性有無の診断を行う(ステップS203)。基準値1はI音の減弱、基準値2はI音の亢進を検出するための基準である。心疾患診断部133は、I音平均パワーが基準値1以下である場合、またはI音平均パワーが基準値2以上の場合、心疾患の可能性ありと診断する。 The heart disease diagnosis unit 133 sets a diagnostic frequency band for the average logarithmic power spectrum of the I sound calculated by the frequency analysis unit 132 (step S201). Next, the average power of the average logarithmic power spectrum of I sound (hereinafter referred to as “I sound average power”) is calculated by calculating the average value of the power of each frequency bin included in the diagnostic frequency band set in step S201. ) Is calculated (step S202). Finally, the average sound power I is compared with the reference value 1 and the reference value 2 to diagnose the possibility of heart disease (step S203). The reference value 1 is a reference for detecting the I sound attenuation, and the reference value 2 is a reference for detecting the I sound acceleration. The heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a possibility of heart disease, when the I sound average power is equal to or less than the reference value 1, or when the I sound average power is equal to or more than the reference value 2.
なお、本例の心疾患診断部133は、診断用周波数帯域に対応するI音平均パワーを算出したが、診断用周波数帯域に対応する周波数の振幅を算出してもよい。この場合、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域の振幅及びI音平均パワーのうち少なくともいずれかと基準値2とを比較することにより、心疾患の有無を診断する。 Although the heart disease diagnosis unit 133 of this example calculates the I sound average power corresponding to the diagnostic frequency band, it may calculate the amplitude of the frequency corresponding to the diagnostic frequency band. In this case, the heart disease diagnosis unit 133 diagnoses the presence or absence of heart disease by comparing at least one of the amplitude of the diagnostic frequency band and the average sound power I with the reference value 2.
例えば、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域の振幅及びI音平均パワーのうち少なくともいずれかが基準値2よりも小さい場合に、生体が健常であると診断する。また、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域の振幅及びI音平均パワーのうち少なくともいずれかが基準値2以上の場合に、生体に心疾患があると診断する。 For example, the heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that the living body is healthy when at least one of the amplitude of the diagnostic frequency band and the average sound power I is smaller than the reference value 2. In addition, the heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a heart disease in the living body when at least one of the amplitude of the diagnostic frequency band and the average sound power I is 2 or more.
また、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域の振幅及びI音平均パワーのうち少なくともいずれかが基準値2よりも小さく、且つ、基準値2よりも小さな基準値1よりも大きい場合に、生体が健常であると診断してよい。そして、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域の振幅及びI音平均パワーのうち少なくともいずれかが基準値2以上または基準値1以下の場合に、生体に心疾患があると診断してよい。 In addition, when the heart disease diagnosis unit 133 determines that at least one of the amplitude of the diagnostic frequency band and the I sound average power is smaller than the reference value 2 and larger than the reference value 1 smaller than the reference value 2, The living body may be diagnosed as healthy. Then, the heart disease diagnosis unit 133 may diagnose that there is a heart disease in the living body when at least one of the amplitude of the diagnostic frequency band and the I sound average power is 2 or more or 1 or less. .
図11は、診断用周波数帯域の設定例を示す。診断用周波数帯域は、心音データの特性に応じて任意に設定される。例えば、診断用周波数帯域は、200Hzから1kHzの間の任意の帯域である。本例の心疾患診断部133は、250Hzから400Hzを診断用周波数帯域として設定する。 FIG. 11 shows a setting example of a diagnostic frequency band. The diagnostic frequency band is arbitrarily set according to the characteristics of heart sound data. For example, the diagnostic frequency band is any band between 200 Hz and 1 kHz. The heart disease diagnosis unit 133 of this example sets 250 Hz to 400 Hz as a frequency band for diagnosis.
図12は、陽性例、陰性例ごとのI音平均パワーに対する相対度数分布を示す。本例では、心疾患の陰性例と陽性例ごとの相対度数分布を示す。本例の陰性例として健常者387名の心音データを用い、陽性例として心疾患患者42名の心音データを用いる。 FIG. 12 shows relative frequency distribution with respect to I sound average power for each positive and negative case. In this example, the relative frequency distribution for each of negative and positive heart disease cases is shown. The heart sound data of 387 healthy persons is used as a negative example of this example, and the heart sound data of 42 heart disease patients is used as a positive example.
心音検出部11は、陰性例と陽性例のそれぞれに対して胸骨左縁第2肋間(以後、「2L」と呼ぶ)の部位で10秒間の心音を測定する。心音解析部13は、250Hzから400Hzを診断用周波数帯域としてI音平均パワーを算出する。この場合、陽性例及び陰性例は、いずれも凸形状の分布を示す。陽性例は、陰性例との重複部分があるものの、陰性例に対してI音平均パワーが大きい亢進の傾向がみられる。つまり、心疾患診断部133は、適当な基準値2を設定することにより、精度よく心疾患の可能性の有無を診断できる。 The heart sound detection unit 11 measures heart sound of 10 seconds at a site between the second left intercostal region (hereinafter referred to as “2L”) for each of the negative and positive cases. The heart sound analysis unit 13 calculates the I sound average power with 250 Hz to 400 Hz as the frequency band for diagnosis. In this case, both the positive and negative examples show a convex distribution. Although positive cases have overlapping parts with negative cases, there is a tendency for the increase of the I sound average power to be negative with respect to negative cases. That is, by setting the appropriate reference value 2, the heart disease diagnosis unit 133 can accurately diagnose the presence or absence of the possibility of heart disease.
図13は、基準値2に対する感度及び特異度の関係を示す。感度とは、陽性例のうち心疾患の可能性ありと診断される割合である。また、特異度とは、陰性例のうち心疾患の可能性なしと診断される割合である。基準値2は用途に合わせて設定してよい。感度、特異度ともに高くしたい場合は、感度と特異度が交わる点に基準値2を設定する。例えば、基準値2を5.3付近に設定すれば、感度、特異度ともに約80%となり、I音平均パワーが心疾患診断に有効であることがわかる。また、陽性例を疾患の可能性ありと誤って診断する割合、すなわち、特異度を上げたい場合は、基準値2を5.3より大きな値に設定する。例えば、基準値2を5.5付近に設定すれば、感度は約70%となるが、特異度を約90%に上げることができる。このように、基準値2の大きさを変化させることにより、I音平均パワーを用いた場合の感度と特異度の大きさを調整できる。 FIG. 13 shows the relationship of sensitivity and specificity to reference value 2. The sensitivity is the proportion of positive cases diagnosed as a possible heart disease. The specificity is the proportion of negative cases diagnosed as having no possibility of heart disease. The reference value 2 may be set according to the application. If you want to increase both sensitivity and specificity, set reference value 2 at the point where sensitivity and specificity intersect. For example, if the reference value 2 is set to around 5.3, both the sensitivity and the specificity become about 80%, and it can be seen that the I sound average power is effective for a heart disease diagnosis. In addition, the reference value 2 is set to a value larger than 5.3 when it is desired to erroneously diagnose a positive case as a possible disease, ie, to increase the specificity. For example, if the reference value 2 is set to about 5.5, the sensitivity is about 70%, but the specificity can be raised to about 90%. As described above, by changing the magnitude of the reference value 2, it is possible to adjust the magnitude of sensitivity and specificity when using the I sound average power.
図14は、実施例1に係る心疾患診断部133の動作の一例を示す。本例の心疾患診断部133は、II音に対して心疾患有無の診断基準を適用する。実施例1に係る心疾患診断方法では、ステップS301からステップS303を実行することにより、心疾患の可能性の有無を診断する。 FIG. 14 illustrates an example of the operation of the heart disease diagnosis unit 133 according to the first embodiment. The heart disease diagnosis unit 133 of this example applies a diagnosis criterion of the presence or absence of heart disease to sound II. In the heart disease diagnosis method according to the first embodiment, the presence or absence of the possibility of heart disease is diagnosed by executing steps S301 to S303.
心疾患診断部133は、周波数解析部132で計算されたII音区間の平均化された単一対数パワースペクトルに対して、診断用周波数帯域を設定する(ステップS301)。次に、ステップS301で設定した診断用周波数帯域に含まれる各周波数ビンのパワーの平均値を算出することにより、II音の平均対数パワースペクトルの平均パワー(以後、「II音平均パワー」と呼ぶ)を算出する(ステップS302)。最後に、II音平均パワーと、基準値3、基準値4をそれぞれ比較して心疾患の可能性有無の診断を行う(ステップS303)。基準値3はII音の減弱、基準値4はII音の亢進を検出するための基準である。心疾患診断部133は、II音平均パワーが基準値3以下である場合、またはII音平均パワーが基準値4以上の場合、心疾患の可能性ありと診断する。 The heart disease diagnosis unit 133 sets a diagnostic frequency band for the averaged single logarithmic power spectrum of the II sound section calculated by the frequency analysis unit 132 (step S301). Next, the average power of the average logarithmic power spectrum of II sound (hereinafter referred to as “II sound average power”) is calculated by calculating the average value of the power of each frequency bin included in the diagnostic frequency band set in step S301. ) Is calculated (step S302). Finally, the average power of the II sound is compared with the reference value 3 and the reference value 4 to diagnose the possibility of heart disease (step S303). Reference value 3 is a reference for detecting attenuation of II sound, and reference value 4 is a reference for detecting enhancement of II sound. The heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a possibility of heart disease, when the average sound power of II sound is equal to or less than the reference value 3 or when the average power of II sound sound is equal to or more than the reference value 4.
図15は、陽性例、陰性例ごとのII音平均パワーに対する相対度数分布を示す。本例の相対度数分布は、図12で説明したのと同じ陰性例と陽性例の心音データについて、250Hzから400Hzを診断用周波数帯域として計算される。 FIG. 15 shows relative frequency distribution to the average power of II sound for each positive and negative case. The relative frequency distribution of this example is calculated using 250 Hz to 400 Hz as the diagnostic frequency band for heart sound data of the same negative example and positive example as described in FIG.
図16は、基準値4に対する感度及び特異度の関係を示す。基準値4は用途に合わせて設定してよい。感度、特異度ともに高くしたい場合は、感度と特異度が交わる点に基準値4を設定する。例えば、基準値4を6.0付近に設定すれば、感度、特異度ともに約70%となり、II音平均パワーが心疾患診断に有効であることがわかる。また、特異度を上げたい場合は、基準値4を6.0より大きな値に設定すればよく、基準値4の大きさを変化させることにより、II音平均パワーを用いた場合の感度と特異度の大きさを調整できる。 FIG. 16 shows the relationship of sensitivity and specificity to reference value 4. The reference value 4 may be set according to the application. If you want to increase both sensitivity and specificity, set reference value 4 at the point where sensitivity and specificity intersect. For example, if the reference value 4 is set to around 6.0, both the sensitivity and the specificity become about 70%, and it can be seen that the average sound of II sound is effective for heart disease diagnosis. If you want to increase the specificity, you can set the reference value 4 to a value larger than 6.0, and by changing the magnitude of the reference value 4, the sensitivity and the singularity when using the II sound average power You can adjust the size of the degree.
図17は、I音平均パワーとII音平均パワーを二次元空間にプロットしたグラフである。横軸は、図12で算出したI音平均パワーを示し、縦軸は、図15で算出したII音平均パワーを示す。また、各プロットは、陽性例を三角で示し、陰性例を丸で示す。陰性例と陽性例とで分布領域が異なることがわかる。 FIG. 17 is a graph in which the I sound average power and the II sound average power are plotted in a two-dimensional space. The horizontal axis indicates the I sound average power calculated in FIG. 12, and the vertical axis indicates the II sound average power calculated in FIG. Also, each plot shows positive examples in triangles and negative examples in circles. It can be seen that the distribution area is different between negative and positive cases.
図18は、心疾患判断用の基準関数の一例を示す。心疾患診断装置1は、I音平均パワーとII音平均パワーとをプロットしたグラフに基準関数を適用することにより、心疾患の可能性を診断する。基準関数は、陰性例と陽性例の分布特性に応じて設定される。本例の基準関数は、I音平均パワーとII音平均パワーのプロット図において楕円で示される。心疾患診断部133は、基準関数により区切られる空間の一方(例えば、楕円の外部)にプロットされた場合に心疾患の可能性ありと診断する。また、心疾患診断部133は、他の一方の空間(例えば、楕円の内部)にプロットされた場合に心疾患の可能性なしと診断する。 FIG. 18 shows an example of a reference function for heart disease determination. The heart disease diagnosis apparatus 1 diagnoses the possibility of heart disease by applying a reference function to a graph in which I sound average power and II sound average power are plotted. The reference function is set according to the distribution characteristics of the negative and positive cases. The reference function of this example is indicated by an ellipse in a plot of the I sound average power and the II sound average power. The heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a possibility of heart disease when it is plotted in one of the spaces separated by the reference function (for example, outside the ellipse). In addition, the heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is no possibility of heart disease when it is plotted in one other space (for example, inside of an ellipse).
図19は、5つの陽性例と5つの陰性例のI音の平均対数パワースペクトルを示す。図20は、5つの陽性例と5つの陰性例のII音の平均対数パワースペクトルを示す。 FIG. 19 shows the average log power spectra of the I sound of 5 positive and 5 negative examples. FIG. 20 shows the average log power spectra of sound II of 5 positive and 5 negative cases.
陽性例と陰性例のパワー差は、200Hz付近から拡大し始めて1kHzに近づくに従い減少する傾向がみられる。この傾向は、I音の平均対数パワースペクトルとII音の平均対数パワースペクトルの両方にみられる。心疾患診断部133は、陽性例と陰性例のパワー差が大きくなるような、バンドパスフィルタ処理後の信号を使用する。例えば、心疾患診断部133は、200Hzから1kHzまでの一部または全部を含む周波数帯域の信号を使用する。これにより、心疾患診断部133は、特許文献1の300Hz以下のローパスフィルタ処理後の信号を使用する場合、または、特許文献2の1kHz以上のハイパスフィルタ処理後の信号を使用する場合と比較して、より精度よく心疾患を診断できる。 The power difference between positive and negative cases tends to begin to expand from around 200 Hz and decrease as it approaches 1 kHz. This tendency is seen in both the average log power spectrum of the I sound and the average log power spectrum of the II sound. The heart disease diagnosis unit 133 uses the signal after the band pass filter processing such that the power difference between the positive example and the negative example becomes large. For example, the heart disease diagnosis unit 133 uses a signal in a frequency band including part or all of 200 Hz to 1 kHz. Thereby, the heart disease diagnosis unit 133 is compared to the case where the signal after low-pass filter processing of 300 Hz or less of Patent Document 1 is used, or the signal after the high-pass filter processing of 1 kHz or more of Patent Document 2 is used. Can diagnose heart disease more accurately.
なお、実施例1では、I音区間のデータ、及びII音区間のデータについて周波数解析を行い、周波数領域で診断用周波数帯域の成分を抽出して平均パワーを算出している。しかし、心疾患診断装置1は、バンドパスフィルタにより、時間領域で診断用周波数帯域の成分を抽出し、平均パワーを算出してもよい。 In the first embodiment, frequency analysis is performed on the data of the I sound section and the data of the II sound section, and the components of the diagnostic frequency band are extracted in the frequency domain to calculate the average power. However, the heart disease diagnosis apparatus 1 may calculate the average power by extracting the components of the diagnostic frequency band in the time domain using a band pass filter.
(実施例2)
図21は、実施例2に係る心疾患診断部133の動作の一例を示す。本例の心疾患診断部133は、心疾患有無の診断基準をI音に対して適用する。実施例2に係る心疾患診断方法では、ステップS401からステップS403を実行することにより、心疾患の可能性の有無を診断する。
(Example 2)
FIG. 21 illustrates an example of the operation of the heart disease diagnosis unit 133 according to the second embodiment. The heart disease diagnosis unit 133 of this example applies a diagnosis criterion of the presence or absence of heart disease to the sound I. In the heart disease diagnosis method according to the second embodiment, the presence or absence of the possibility of heart disease is diagnosed by executing steps S401 to S403.
心疾患診断部133は、周波数解析部132で計算されたI音区間の平均化された単一対数パワースペクトルに対して、診断用周波数帯域1と診断用周波数帯域1よりも低い診断用周波数帯域2を設定する(ステップS401)。次に、ステップS401で設定した診断用周波数帯域1に含まれる各周波数ビンのパワーの平均値(以後、「I音平均パワー1」と呼ぶ)と、ステップS401で設定した診断用周波数帯域2に含まれる各周波数ビンのパワーの平均値(以後、「I音平均パワー2」と呼ぶ)を算出し、I音平均パワー1をI音平均パワー2で割ったパワー比(以後、「I音平均パワー比」と呼ぶ)を算出する(ステップS402)。最後に、I音平均パワー比と基準値5、基準値6をそれぞれ比較して心疾患の可能性有無の診断を行う(ステップS403)。基準値5はI音の減弱、基準値6はI音の亢進を検出するための基準である。心疾患診断部133は、I音平均パワー比が基準値5以下、または基準値6以上の場合、心疾患の可能性ありと診断する。 The heart disease diagnosis unit 133 has a diagnostic frequency band lower than the diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 1 with respect to the averaged single log power spectrum of the I sound section calculated by the frequency analysis unit 132. 2 is set (step S401). Next, the average value of the power of each frequency bin included in the diagnostic frequency band 1 set in step S401 (hereinafter referred to as “I sound average power 1”) and the diagnostic frequency band 2 set in step S401 A power ratio obtained by calculating an average value of power of each frequency bin included (hereinafter referred to as “I sound average power 2”) and dividing I sound average power 1 by I sound average power 2 (hereinafter referred to as “I sound average The power ratio is called (step S402). Finally, the I sound average power ratio is compared with each of the reference value 5 and the reference value 6 to diagnose the possibility of heart disease (step S403). The reference value 5 is a reference for detecting attenuation of the I sound, and the reference value 6 is a reference for detecting enhancement of the I sound. The heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a possibility of heart disease when the average I sound power ratio is 5 or less or 6 or more.
例えば、診断用周波数帯域1及び診断用周波数帯域2は、診断用周波数帯域1における生体の心疾患による振幅またはパワーへの影響が、診断用周波数帯域2における生体の心疾患による振幅またはパワーへの影響よりも大きくなるように設定される。これにより、測定位置のずれ、心雑音等の生体の心疾患と無関係な信号が生じた場合であっても、診断用周波数帯域1及び診断用周波数帯域2における振幅比及びI音平均パワー比から生体の心疾患に関する成分を検出しやすくなる。 For example, in the diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 2, the influence of the heart disease of the living body in the diagnostic frequency band 1 on the amplitude or power is on the amplitude or power of the living body in the diagnostic frequency band 2. Set to be greater than the impact. As a result, even if a signal unrelated to the heart disease of the living body, such as displacement of the measurement position or cardiac noise, is generated, the amplitude ratio and the I sound average power ratio in the diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 2 It becomes easy to detect the component regarding the heart disease of the living body.
なお、本例の心疾患診断部133は、診断用周波数帯域1に対応するI音平均パワー1と診断用周波数帯域2に対応するI音平均パワー2の比であるI音平均パワー比を算出したが、診断用周波数帯域2に対する診断用周波数帯域1の周波数の振幅比を算出してもよい。この場合、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域2に対する診断用周波数帯域1の周波数の振幅比及びI音平均パワー比のうち少なくともいずれかと心疾患診断基準とを比較することにより、心疾患の有無を診断する。 The heart disease diagnosis unit 133 of this example calculates the I sound average power ratio which is the ratio of the I sound average power 1 corresponding to the diagnostic frequency band 1 to the I sound average power 2 corresponding to the diagnostic frequency band 2 However, the amplitude ratio of the frequency of the diagnostic frequency band 1 to the diagnostic frequency band 2 may be calculated. In this case, the heart disease diagnosis unit 133 compares the heart disease diagnosis criteria with at least one of the amplitude ratio of the frequency of the diagnosis frequency band 1 to the diagnosis frequency band 2 and the average sound power ratio of I sound. To diagnose the presence or absence of
例えば、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域2に対する診断用周波数帯域1の周波数の振幅比及びI音平均パワー比のうち少なくともいずれかが基準値6よりも小さい場合に、生体が健常であると診断する。また、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域2に対する診断用周波数帯域1の周波数の振幅比及びI音平均パワー比のうち少なくともいずれかが基準値6以上の場合に、生体に心疾患があると診断する。 For example, the heart disease diagnosis unit 133 determines that the living body is healthy when at least one of the amplitude ratio of the frequency of the diagnostic frequency band 1 to the diagnostic frequency band 2 and the I sound average power ratio is smaller than the reference value 6 Diagnose that there is. In addition, the heart disease diagnosis unit 133 causes the heart disease in the living body when at least one of the amplitude ratio of the frequency of the diagnosis frequency band 1 to the diagnosis frequency band 2 and the I sound average power ratio is 6 or more. Diagnose that there is.
また、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域2に対する診断用周波数帯域1の周波数の振幅比及びI音平均パワー比のうち少なくともいずれかが基準値6よりも小さく、且つ、基準値6よりも小さな基準値5よりも大きい場合に、生体が健常であると診断してよい。そして、心疾患診断部133は、診断用周波数帯域2に対する診断用周波数帯域1の周波数の振幅比及びI音平均パワー比のうち少なくともいずれかが基準値6以上または基準値5以下の場合に、生体に心疾患があると診断してよい。なお、心疾患診断部133は、実施例1と実施例2に係る心疾患の診断方法を組み合わせてもよい。 The heart disease diagnosis unit 133 has at least one of the amplitude ratio of the frequency of the diagnostic frequency band 1 to the diagnostic frequency band 2 and the I sound average power ratio smaller than the reference value 6 and more than the reference value 6. If the value is larger than the small reference value 5, the living body may be diagnosed as healthy. Then, when at least one of the amplitude ratio of the frequency of the diagnostic frequency band 1 to the diagnostic frequency band 2 and the I sound average power ratio to the diagnostic frequency band 2 is the reference value 6 or more or the reference value 5 or less, It may be diagnosed that there is a heart disease in the living body. The heart disease diagnosis unit 133 may combine the heart disease diagnosis methods according to the first embodiment and the second embodiment.
図22は、診断用周波数帯域1及び診断用周波数帯域2の設定例を示す。診断用周波数帯域1及び診断用周波数帯域2は、心音データの特性に応じて任意に設定される。本例の心疾患診断装置1は、I音区間データ及びII音区間データについて周波数解析を行い、周波数領域で診断用周波数帯域の成分を抽出して平均パワーを算出する。例えば、診断用周波数帯域1及び診断用周波数帯域2は、200Hzから1kHzの間の任意の帯域である。本例の心疾患診断部133は、250Hzから400Hzを診断用周波数帯域1として、50Hzから200Hzを診断用周波数帯域2として設定する。なお、診断用周波数帯域の成分は、時間領域においてバンドパスフィルタにより抽出されてもよい。 FIG. 22 shows a setting example of the diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 2. The diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 2 are arbitrarily set according to the characteristics of heart sound data. The heart disease diagnosis apparatus 1 of this example performs frequency analysis on the I sound interval data and the II sound interval data, extracts components of the diagnostic frequency band in the frequency domain, and calculates an average power. For example, the diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 2 are any band between 200 Hz and 1 kHz. The heart disease diagnosis unit 133 of this example sets 250 Hz to 400 Hz as the diagnostic frequency band 1 and sets 50 Hz to 200 Hz as the diagnostic frequency band 2. The components of the diagnostic frequency band may be extracted by a band pass filter in the time domain.
図23は、陽性例、陰性例ごとのI音平均パワー比に対する相対度数分布を示す。本例では、心疾患の陰性例と陽性例ごとの相対度数分布を示す。本例の陰性例として健常者387名の心音データを用い、陽性例として心疾患患者42名の心音データを用いる。 FIG. 23 shows relative frequency distribution to I sound average power ratio for each positive and negative example. In this example, the relative frequency distribution for each of negative and positive heart disease cases is shown. The heart sound data of 387 healthy persons is used as a negative example of this example, and the heart sound data of 42 heart disease patients is used as a positive example.
心音検出部11は、陰性例と陽性例のそれぞれに対して2Lの部位で10秒間の心音を測定する。心音解析部13は、250Hzから400Hzを診断用周波数帯域1として、50Hzから200Hzを診断用周波数帯域2としてI音平均パワー比を算出する。この場合、陽性例及び陰性例は、いずれも凸形状の分布を示す。陽性例は、陰性例との重複部分があるものの、陰性例に対してI音平均パワー比が大きい亢進の傾向がみられる。つまり、心疾患診断部133は、適当な基準値6を設定することにより、精度よく心疾患の可能性の有無を診断できる。 The heart sound detection unit 11 measures heart sound for 10 seconds at a site of 2 L for each of the negative example and the positive example. The heart sound analysis unit 13 calculates the I sound average power ratio with 250 Hz to 400 Hz as the diagnostic frequency band 1 and 50 Hz to 200 Hz as the diagnostic frequency band 2. In this case, both the positive and negative examples show a convex distribution. Although positive cases have overlapping parts with negative cases, there is a tendency for an increase in the I sound average power ratio to negative cases. That is, by setting the appropriate reference value 6, the heart disease diagnosis unit 133 can accurately diagnose the presence or absence of the possibility of heart disease.
図24は、基準値6に対する感度及び特異度の関係を示す。基準値6は用途に合わせて設定してよい。感度、特異度ともに高くしたい場合は、感度と特異度が交わる点に基準値6を設定する。例えば、基準値6を0.73付近に設定すれば、感度、特異度ともに約80%となり、I音平均パワー比が心疾患診断に有効であることがわかる。また、特異度を上げたい場合は、基準値6を0.73より大きな値に設定する。例えば、基準値6を0.75付近に設定すれば、感度は約70%となるが、特異度を約90%に上げることができる。このように、基準値6の大きさを変化させることにより、I音平均パワー比を用いた場合の感度と特異度の大きさを調整できる。 FIG. 24 shows the relationship of sensitivity and specificity to reference value 6. The reference value 6 may be set according to the application. If you want to increase both sensitivity and specificity, set reference value 6 at the point where sensitivity and specificity intersect. For example, if the reference value 6 is set to about 0.73, both sensitivity and specificity will be about 80%, and it can be seen that the I sound average power ratio is effective for heart disease diagnosis. Also, to increase the specificity, the reference value 6 is set to a value larger than 0.73. For example, if the reference value 6 is set to around 0.75, the sensitivity is about 70%, but the specificity can be raised to about 90%. Thus, by changing the magnitude of the reference value 6, it is possible to adjust the magnitude of sensitivity and specificity when using the I sound average power ratio.
図25は、実施例2に係る心疾患診断部133の動作の一例を示す。本例の心疾患診断部133は、II音に対して心疾患有無の診断基準を適用する。実施例2に係る心疾患診断方法では、ステップS501からステップS503を実行することにより、心疾患の可能性の有無を診断する。 FIG. 25 illustrates an example of the operation of the heart disease diagnosis unit 133 according to the second embodiment. The heart disease diagnosis unit 133 of this example applies a diagnosis criterion of the presence or absence of heart disease to sound II. In the heart disease diagnosis method according to the second embodiment, the presence or absence of the possibility of heart disease is diagnosed by executing steps S501 to S503.
心疾患診断部133は、周波数解析部132で計算されたII音区間の平均化された単一対数パワースペクトルに対して、診断用周波数帯域1と診断用周波数帯域2を設定する(ステップS501)。次に、ステップS501で設定した診断用周波数帯域1に含まれる各周波数ビンのパワーの平均値(以後、「II音平均パワー1」と呼ぶ)と、ステップS501で設定した診断用周波数帯域2に含まれる各周波数ビンのパワーの平均値(以後、「II音平均パワー2」と呼ぶ)を算出する。そして、II音平均パワー1をII音平均パワー2で割ったパワー比(以後、「II音平均パワー比」と呼ぶ)を算出する(ステップS502)。最後に、II音平均パワー比と基準値7、基準値8をそれぞれ比較して心疾患の可能性有無の診断を行う(ステップS503)。基準値7はII音の減弱、基準値8はII音の亢進を検出するための基準である。心疾患診断部133は、II音平均パワー比が基準値7以下、または基準値8以上の場合、心疾患の可能性ありと診断する。 The heart disease diagnosis unit 133 sets the diagnostic frequency band 1 and the diagnostic frequency band 2 for the averaged single logarithmic power spectrum of the II sound section calculated by the frequency analysis unit 132 (step S501). . Next, the average value of the power of each frequency bin included in the diagnostic frequency band 1 set in step S501 (hereinafter referred to as “II sound average power 1”) and the diagnostic frequency band 2 set in step S501 The average value of the power of each frequency bin included (hereinafter referred to as “II sound average power 2”) is calculated. Then, a power ratio obtained by dividing the II sound average power 1 by the II sound average power 2 (hereinafter referred to as “II sound average power ratio”) is calculated (step S 502). Finally, the average power ratio of the II sound is compared with the reference value 7 and the reference value 8 to diagnose the possibility of heart disease (step S503). Reference value 7 is a reference for detecting attenuation of II sound, and reference value 8 is a reference for detecting enhancement of II sound. The heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a possibility of heart disease, when the average sound power of II sound is 7 or less or 8 or more.
図26は、陽性例、陰性例ごとのII音平均パワー比に対する相対度数分布を示す。本例の相対度数分布は、図23で説明したのと同じ陰性例と陽性例の心音データについて、250Hzから400Hzを診断用周波数帯域1として、50Hzから200Hzを診断用周波数帯域2として計算される。 FIG. 26 shows relative frequency distribution to the average sound power ratio of II sound for each positive and negative example. The relative frequency distribution of this example is calculated with the frequency band 1 for diagnosis from 250 Hz to 400 Hz and the frequency band 2 for diagnosis from 50 Hz to 200 Hz for heart sound data of the same negative example and positive example as described in FIG. .
図27は、基準値8に対する感度及び特異度の関係を示す。基準値8は用途に合わせて設定してよい。感度、特異度ともに高くしたい場合は、感度と特異度が交わる点に基準値8を設定する。例えば、基準値8を0.77付近に設定すれば、感度、特異度ともに約70%となり、II音平均パワー比が心疾患診断に有効であることがわかる。また、特異度を上げたい場合は、基準値8を0.77より大きな値に設定すればよく、基準値8の大きさを変化させることにより、II音平均パワー比を用いた場合の感度と特異度の大きさを調整できる。 FIG. 27 shows the relationship of sensitivity and specificity to reference value 8. The reference value 8 may be set according to the application. If you want to increase both sensitivity and specificity, set reference value 8 at the point where sensitivity and specificity intersect. For example, if the reference value 8 is set to around 0.77, both sensitivity and specificity will be about 70%, and it can be seen that the II sound average power ratio is effective for heart disease diagnosis. In order to increase the specificity, the reference value 8 may be set to a value larger than 0.77, and by changing the magnitude of the reference value 8, the sensitivity at the time of using the II sound average power ratio and The magnitude of specificity can be adjusted.
図28は、I音平均パワーとII音平均パワーを二次元空間にプロットしたグラフである。横軸は、図23で算出したI音平均パワー比を示し、縦軸は、図26で算出したII音平均パワー比を示す。また、各プロットは、陽性例を三角で示し、陰性例を丸で示す。陰性例と陽性例とで分布領域が異なることがわかる。 FIG. 28 is a graph in which the I sound average power and the II sound average power are plotted in a two-dimensional space. The horizontal axis represents the I sound average power ratio calculated in FIG. 23, and the vertical axis represents the II sound average power ratio calculated in FIG. Also, each plot shows positive examples in triangles and negative examples in circles. It can be seen that the distribution area is different between negative and positive cases.
図29は、心疾患判断用の基準関数の一例を示す。心疾患診断装置1は、I音平均パワー比とII音平均パワー比とをプロットしたグラフに基準関数を適用することにより、心疾患の可能性を診断する。基準関数は、陰性例と陽性例の分布特性に応じて設定される。本例の基準関数は、I音平均パワー比とII音平均パワー比のプロット図において楕円で示される。本例の心疾患診断部133は、基準関数により区切られる空間の一方(例えば、楕円の外部)にプロットされた場合に心疾患の可能性ありと診断し、他の一方の空間(例えば、楕円の内部)にプロットされた場合に心疾患の可能性なしと診断してもよい。 FIG. 29 shows an example of a reference function for heart disease determination. The heart disease diagnosis apparatus 1 diagnoses the possibility of heart disease by applying a reference function to a graph in which the I sound average power ratio and the II sound average power ratio are plotted. The reference function is set according to the distribution characteristics of the negative and positive cases. The reference function of this example is indicated by an ellipse in a plot of the I sound average power ratio and the II sound average power ratio. If the heart disease diagnosis unit 133 of this example is plotted in one of the spaces separated by the reference function (for example, outside the ellipse), the heart disease diagnosis unit 133 diagnoses that there is a possibility of heart disease, and the other space (for example, the ellipse). If it is plotted on the inside of), it may be diagnosed that there is no possibility of heart disease.
I音のパワー及びII音のパワーは、被験者の皮膚厚、心音検出用デバイスの装着状態などの影響を受ける。これらの影響を相殺するため、特許文献1ではI音とII音のパワー比、及びII音とI音とのパワー比を求め、これらパワー比に対して基準値を設定して異常かどうかを判定している。また、特許文献2では心音発生時刻前後のパワー比を用いている。 The power of sound I and the power of sound II are affected by the skin thickness of the subject, the wearing state of the device for detecting heart sound, and the like. In order to offset these effects, Patent Document 1 determines the power ratio of I sound to II sound and the power ratio of II sound to I sound, and sets a reference value for these power ratios to determine whether or not it is abnormal. It is judged. Moreover, in patent document 2, the power ratio before and behind the heart sound generation time is used.
しかしながら、I音とII音のパワー比及びII音とI音とのパワー比は測定位置によって変わる。そのため、測定位置にずれが生じた場合に、心疾患の有無を正しく判定できない可能性がある。また、心雑音を有する心疾患患者では、心音パワー計算区間に心雑音が含まれるとパワー比を正確に算出することができず、心疾患の有無を正しく判定できない可能性がある。 However, the power ratio of I sound to II sound and the power ratio of II sound to I sound vary depending on the measurement position. Therefore, when a shift occurs in the measurement position, it may not be possible to correctly determine the presence or absence of heart disease. Further, in a heart disease patient having heart noise, if heart noise is included in the heart sound power calculation section, the power ratio can not be calculated accurately, and there is a possibility that the presence or absence of heart disease can not be determined correctly.
これに対して、本例の心疾患診断装置1は、I音、II音それぞれにおいて、陽性例と陰性例のパワー差が大きい周波数帯域の平均パワーと、陽性例と陰性例のパワー差が小さい周波数帯域の平均パワーの比を用いて心疾患の有無を判定するので、測定位置のずれ、心雑音等に影響されず、精度よく心疾患を診断できる。 On the other hand, in the heart disease diagnosis device 1 of this example, in each of the I sound and the II sound, the average power of the frequency band where the power difference between positive and negative examples is large and the power difference between positive and negative examples are small Since the presence or absence of heart disease is determined using the ratio of the average power of the frequency band, heart disease can be diagnosed with high accuracy without being affected by measurement position deviation, heart noise and the like.
以上の通り、本明細書に開示された心疾患診断装置1は、被験者I音、II音の限定された周波数帯域の解析データから、簡易な診断基準により精度よく心疾患の可能性有無を診断できる。また、心疾患診断装置1は、心臓人工弁を装着していない場合でも、I音とII音から精度よく心疾患の診断を行うことができる。これにより、心疾患診断装置1は、学校心臓検診などの集団検診に有用で低価格な心疾患診断装置となる。 As described above, the heart disease diagnosis apparatus 1 disclosed in the present specification accurately diagnoses the possibility of heart disease with a simple diagnostic criterion from analysis data of a limited frequency band of the subjects I and II sounds. it can. In addition, even when the heart disease diagnosis device 1 is not equipped with a heart artificial valve, the heart disease diagnosis can be performed accurately from the I sound and the II sound. As a result, the heart disease diagnosis device 1 becomes a low-cost heart disease diagnosis device that is useful for mass examinations such as school heart examinations.
図30は、心疾患診断装置1のハードウェア構成の一例である。心疾患診断装置1は、加速度センサ1700、入力信号処理回路1800及びコンピュータ1900で構成される。加速度センサ1700は、被検者の心音を電気信号として検出する心音検出部11として機能する。入力信号処理回路1800は、フィルタ回路1820と、増幅回路1840と、A/D変換回路1860とを備え、入力信号処理部12として機能する。フィルタ回路1820は、心音信号に含まれるDC周波数成分、エイリアシングを引き起こす可能性のある高周波成分、及び、心音解析に不要な高周波成分を取り除く。増幅回路1840は、A/D変換回路1860の入力レンジに合わせて心音信号を増幅する。A/D変換回路1860は、増幅回路1840が増幅した心音信号をデジタル信号に変換する。そして、コンピュータ1900は、心音解析部13、及び、出力部14として機能し、デジタル化された心音データに対して演算又は加工を行う。 FIG. 30 shows an example of the hardware configuration of the heart disease diagnosis apparatus 1. The heart disease diagnosis apparatus 1 includes an acceleration sensor 1700, an input signal processing circuit 1800, and a computer 1900. The acceleration sensor 1700 functions as a heart sound detection unit 11 that detects the heart sound of the subject as an electrical signal. The input signal processing circuit 1800 includes a filter circuit 1820, an amplification circuit 1840, and an A / D conversion circuit 1860, and functions as the input signal processing unit 12. The filter circuit 1820 removes DC frequency components included in the heart sound signal, high frequency components that may cause aliasing, and high frequency components unnecessary for heart sound analysis. The amplification circuit 1840 amplifies the heart sound signal in accordance with the input range of the A / D conversion circuit 1860. The A / D conversion circuit 1860 converts the heart sound signal amplified by the amplification circuit 1840 into a digital signal. Then, the computer 1900 functions as the heart sound analysis unit 13 and the output unit 14 and performs calculation or processing on the digitized heart sound data.
図31は、本実施形態に係るコンピュータ1900のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ1900は、ホスト・コントローラ2082により相互に接続されるCPU2000、RAM2020、グラフィック・コントローラ2075、及び表示装置2080を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ2084によりホスト・コントローラ2082に接続される通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、及びCD−ROMドライブ2060を有する入出力部と、入出力コントローラ2084に接続されるROM2010、フレキシブルディスク・ドライブ2050、及び入出力チップ2070を有するレガシー入出力部とを備える。 FIG. 31 shows an example of a hardware configuration of a computer 1900 according to the present embodiment. The computer 1900 according to this embodiment is connected to the host controller 2082 by the input / output controller 2084 and a CPU peripheral unit having the CPU 2000, the RAM 2020, the graphic controller 2075, and the display device 2080 mutually connected by the host controller 2082. Legacy input / output unit having a communication interface 2030, a hard disk drive 2040, and a CD-ROM drive 2060, a ROM 2010 connected to the input / output controller 2084, a flexible disk drive 2050, and an input / output chip 2070. And
ホスト・コントローラ2082は、RAM2020と、高い転送レートでRAM2020をアクセスするCPU2000及びグラフィック・コントローラ2075とを接続する。CPU2000は、ROM2010及びRAM2020に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等がRAM2020内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置2080上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ2075は、CPU2000等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。 The host controller 2082 connects the RAM 2020 to the CPU 2000 and the graphic controller 2075 which access the RAM 2020 at a high transfer rate. The CPU 2000 operates based on programs stored in the ROM 2010 and the RAM 2020 to control each part. The graphic controller 2075 acquires image data generated by the CPU 2000 or the like on a frame buffer provided in the RAM 2020 and causes the display device 2080 to display the image data. Instead of this, the graphic controller 2075 may internally include a frame buffer for storing image data generated by the CPU 2000 or the like.
入出力コントローラ2084は、ホスト・コントローラ2082と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス2030、ハードディスクドライブ2040、CD−ROMドライブ2060を接続する。通信インターフェイス2030は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ2040は、コンピュータ1900内のCPU2000が使用するプログラム及びデータを格納する。CD−ROMドライブ2060は、CD−ROM2095からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。 The input / output controller 2084 connects the host controller 2082 with the communication interface 2030, the hard disk drive 2040, and the CD-ROM drive 2060, which are relatively high-speed input / output devices. The communication interface 2030 communicates with other devices via a network. The hard disk drive 2040 stores programs and data used by the CPU 2000 in the computer 1900. The CD-ROM drive 2060 reads a program or data from the CD-ROM 2095 and provides it to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020.
また、入出力コントローラ2084には、ROM2010と、フレキシブルディスク・ドライブ2050、及び入出力チップ2070の比較的低速な入出力装置とが接続される。ROM2010は、コンピュータ1900が起動時に実行するブート・プログラム、及び/又は、コンピュータ1900のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ2050は、フレキシブルディスク2090からプログラム又はデータを読み取り、RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供する。入出力チップ2070は、フレキシブルディスク・ドライブ2050を入出力コントローラ2084へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ2084へと接続する。また、入出力チップ2070は、入力信号処理回路1800とも接続する。 Further, to the input / output controller 2084, the ROM 2010, the flexible disk drive 2050, and relatively low-speed input / output devices of the input / output chip 2070 are connected. The ROM 2010 stores a boot program executed when the computer 1900 starts up, and / or a program depending on the hardware of the computer 1900, and the like. The flexible disk drive 2050 reads a program or data from the flexible disk 2090 and provides it to the hard disk drive 2040 via the RAM 2020. The input / output chip 2070 connects the flexible disk drive 2050 to the input / output controller 2084 and, for example, inputs / outputs various input / output devices via parallel port, serial port, keyboard port, mouse port, etc. Connect to the controller 2084. The input / output chip 2070 is also connected to the input signal processing circuit 1800.
RAM2020を介してハードディスクドライブ2040に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク2090、CD−ROM2095、又はICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM2020を介してコンピュータ1900内のハードディスクドライブ2040にインストールされ、CPU2000において実行される。 The program provided to the hard disk drive 2040 through the RAM 2020 is stored in a recording medium such as the flexible disk 2090, the CD-ROM 2095, or an IC card and provided by the user. The program is read from the recording medium, installed in the hard disk drive 2040 in the computer 1900 via the RAM 2020, and executed by the CPU 2000.
コンピュータ1900にインストールされ、コンピュータ1900を心疾患診断装置の一部として機能させるプログラムは、心音解析モジュール、出力モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、CPU2000等に働きかけて、コンピュータ1900を、心疾患診断装置の一部としてそれぞれ機能させる。 A program installed in the computer 1900 and causing the computer 1900 to function as a part of the heart disease diagnosis apparatus comprises a heart sound analysis module and an output module. These programs or modules operate the CPU 2000 and the like to cause the computer 1900 to function as part of the heart disease diagnosis apparatus.
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ1900に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である心音解析部13、出力部14として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ1900の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、心音検出部11として機能する加速度センサ1700と、入力信号処理部12として機能する入力信号処理回路1800と合わせて、使用目的に応じた特有の心疾患診断装置が構築される。 The information processing described in these programs functions as a heart sound analysis unit 13 and an output unit 14 which are specific means in which software and the various hardware resources described above cooperate by being read into the computer 1900. . Then, by realizing calculation or processing of information according to the purpose of use of the computer 1900 in this embodiment by these specific means, as an acceleration sensor 1700 functioning as a heart sound detection unit 11 and as an input signal processing unit 12 In combination with the functional input signal processing circuit 1800, a unique cardiac disease diagnosis device according to the purpose of use is constructed.
一例として、コンピュータ1900と外部の装置等との間で通信を行う場合には、CPU2000は、RAM2020上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス2030に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス2030は、CPU2000の制御を受けて、RAM2020、ハードディスクドライブ2040、フレキシブルディスク2090、又はCD−ROM2095等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス2030は、DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、CPU2000が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス2030からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス2030又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。 As an example, when communication is performed between the computer 1900 and an external device etc., the CPU 2000 executes the communication program loaded on the RAM 2020, and based on the processing content described in the communication program, the communication interface It instructs communication processing to 2030. Under the control of the CPU 2000, the communication interface 2030 reads out transmission data stored in a transmission buffer area or the like provided on a storage device such as the RAM 2020, the hard disk drive 2040, the flexible disk 2090, or the CD-ROM 2095, to the network. Alternatively, it writes data received or received from the network into a reception buffer area or the like provided on the storage device. As described above, the communication interface 2030 may transfer transmission / reception data to / from the storage device by the DMA (direct memory access) method, and instead, the storage device or communication interface 2030 of the transfer source from the CPU 2000. The transmission / reception data may be transferred by reading the data from the memory and writing the data to the communication interface 2030 or storage device of the transfer destination.
また、CPU2000は、ハードディスクドライブ2040、CD−ROMドライブ2060(CD−ROM2095)、フレキシブルディスク・ドライブ2050(フレキシブルディスク2090)等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をDMA転送等によりRAM2020へと読み込ませ、RAM2020上のデータに対して各種の処理を行う。そして、CPU2000は、処理を終えたデータを、DMA転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、RAM2020は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはRAM2020及び外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、CPU2000は、RAM2020の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはRAM2020の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもRAM2020、メモリ、及び/又は記憶装置に含まれるものとする。 The CPU 2000 may be all or necessary among files or databases stored in an external storage device such as a hard disk drive 2040, a CD-ROM drive 2060 (CD-ROM 2095), a flexible disk drive 2050 (flexible disk 2090). This part is read into the RAM 2020 by DMA transfer or the like, and various processing is performed on the data on the RAM 2020. Then, the CPU 2000 writes the processed data back to the external storage device by DMA transfer or the like. In such processing, the RAM 2020 can be regarded as temporarily holding the contents of the external storage device, so in the present embodiment, the RAM 2020 and the external storage device are collectively referred to as a memory, a storage unit, or a storage device. Various kinds of information such as various kinds of programs, data, tables, databases, and the like in the present embodiment are stored on such a storage device and become an object of information processing. The CPU 2000 can hold a part of the RAM 2020 in a cache memory, and can read and write on the cache memory. Even in such a mode, since the cache memory bears a part of the function of the RAM 2020, in the present embodiment, the cache memory is also included in the RAM 2020, the memory, and / or the storage device unless otherwise indicated. Do.
また、CPU2000は、RAM2020から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、RAM2020へと書き戻す。例えば、CPU2000は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合(又は不成立であった場合)に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。 In addition, the CPU 2000 performs various operations described in this embodiment on data read from the RAM 2020 and specified by a program instruction sequence, including various operations, information processing, condition determination, information search / replacement, etc. And write back to the RAM 2020. For example, in the case where the CPU 2000 makes a condition determination, whether the various variables described in the present embodiment satisfy the condition such as greater than, less than, equal to, or less than or equal to other variables or constants. If the condition is satisfied (or not satisfied), the process branches to a different instruction sequence or calls a subroutine.
また、CPU2000は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第1属性の属性値に対し第2属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、CPU2000は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第1属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第2属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第1属性に対応付けられた第2属性の属性値を得ることができる。 The CPU 2000 can also search information stored in a file or database in the storage device. For example, in the case where a plurality of entries in which the attribute value of the second attribute is associated with the attribute value of the first attribute are stored in the storage device, the CPU 2000 can generate a plurality of entries stored in the storage device. Search for an entry that matches the condition for which the attribute value of the first attribute is specified from among them, and by reading out the attribute value of the second attribute stored in the entry, it is associated with the first attribute that satisfies the predetermined condition An attribute value of the second attribute can be obtained.
また、特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 In addition, the order of execution of processes such as operations, procedures, steps, and steps in the apparatuses, systems, programs, and methods shown in the claims, the specification, and the drawings is particularly “before”, “ It should be noted that it can be realized in any order, unless it is explicitly stated as "preceding" etc. and the output of the previous process is not used in the later process. With regard to the operation flow in the claims, the specification, and the drawings, even if it is described using “first,” “next,” etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク2090、CD−ROM2095の他に、DVD又はCD等の光学記録媒体、MO等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ1900に提供してもよい。 The programs or modules described above may be stored in an external recording medium. As the recording medium, in addition to the flexible disk 2090 and the CD-ROM 2095, an optical recording medium such as DVD or CD, a magneto-optical recording medium such as MO, a tape medium, a semiconductor memory such as an IC card, etc. can be used. Alternatively, a storage device such as a hard disk or a RAM provided in a server system connected to a dedicated communication network or the Internet may be used as a recording medium, and the program may be provided to the computer 1900 via the network.
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It is apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be added to the above embodiment. It is also apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such alterations or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
1・・・心疾患診断装置、11・・・心音検出部、12・・・入力信号処理部、13・・・心音解析部、14・・・出力部、131・・・心音区間抽出部、132・・・周波数解析部、133・・・心疾患診断部、200・・・心臓、202・・・右心室、204・・・左心室、206・・・右心房、208・・・左心房、210・・・肺動脈弁、212・・・大動脈弁、214・・・三尖弁、216・・・僧帽弁、1700・・・加速度センサ、1800・・・入力信号処理回路、1820・・・フィルタ回路、1840・・・増幅回路、1860・・・A/D変換回路、1900・・・コンピュータ、2000・・・CPU、2010・・・ROM、2020・・・RAM、2030・・・通信インターフェイス、2040・・・ハードディスクドライブ、2050・・・フレキシブルディスク・ドライブ、2060・・・CD−ROMドライブ、2070・・・入出力チップ、2075・・・グラフィック・コントローラ、2080・・・表示装置、2082・・・ホスト・コントローラ、2084・・・入出力コントローラ、2090・・・フレキシブルディスク、2095・・・CD−ROM DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... heart disease diagnostic apparatus, 11 ... heart sound detection part, 12 ... input signal processing part, 13 ... heart sound analysis part, 14 ... output part, 131 ... heart sound section extraction part, 132 ... frequency analysis unit, 133 ... heart disease diagnosis unit, 200 ... heart, 202 ... right ventricle, 204 ... left ventricle, 206 ... right atrium, 208 ... left atrium 210: pulmonary artery valve 212: aortic valve 214: tricuspid valve 216: mitral valve 1700: acceleration sensor 1800: input signal processing circuit 1820. Filter circuit 1840 Amplifier circuit 1860 A / D conversion circuit 1900 Computer 2000 CPU 2010 ROM 2020 RAM 2030 Communication Interface, 2040 ... Hard Disk drive, 2050 ... flexible disk drive, 2060 ... CD-ROM drive, 2070 ... input / output chip, 2075 ... graphic controller, 2080 ... display device, 2082 ... host ... Controller, 2084 ... I / O controller, 2090 ... flexible disk, 2095 ... CD-ROM
Claims (14)
前記電気信号に予め定められた信号処理を行って心音データを出力する入力信号処理部と、
前記心音データからI音信号とII音信号の両方音信号を抽出し、前記音信号における第1周波数と前記第1周波数よりも高い第2周波数との間の第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかと第1基準値とに基づく比較により、前記生体の心疾患を診断する心音解析部と、
を備える心疾患診断装置。 A heart sound detection unit that detects an electrical signal based on heart sounds of a living body;
An input signal processing unit that performs predetermined signal processing on the electrical signal to output heart sound data;
Both sound signals of the I sound signal and the II sound signal are extracted from the heart sound data, and the amplitude and power of the first frequency band between the first frequency and the second frequency higher than the first frequency in the sound signal A heart sound analysis unit for diagnosing heart disease of the living body by comparison based on at least one of them and the first reference value;
Heart disease diagnostic device comprising:
前記第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかが前記第1基準値よりも小さい場合に、前記生体が健常であると診断し、
前記第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかが前記第1基準値よりも大きい場合に、前記生体に心疾患があると診断する
請求項1に記載の心疾患診断装置。 The heart sound analysis unit
When at least one of the amplitude and the power of the first frequency band is smaller than the first reference value, the living body is diagnosed as being healthy;
The cardiac disease diagnosis apparatus according to claim 1, wherein when at least one of the amplitude and the power of the first frequency band is larger than the first reference value, it is diagnosed that the living body has a heart disease.
前記電気信号に予め定められた信号処理を行って心音データを出力する入力信号処理部と、
前記心音データからI音信号及びII音信号のうち少なくともいずれかの音信号を抽出し、前記音信号における第1周波数と前記第1周波数よりも高い第2周波数との間の第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかと第1基準値とに基づく比較により、前記生体の心疾患を診断する心音解析部と、
を備え、
前記心音解析部は、
前記第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかが前記第1基準値よりも小さく、且つ、前記第1基準値よりも小さな第2基準値よりも大きい場合に、前記生体が健常であると診断し、
前記第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかが前記第1基準値よりも大きいまたは前記第2基準値よりも小さい場合に、前記生体に心疾患があると診断する
心疾患診断装置。 A heart sound detection unit that detects an electrical signal based on heart sounds of a living body;
An input signal processing unit that performs predetermined signal processing on the electrical signal to output heart sound data;
A sound signal of at least one of an I sound signal and an II sound signal is extracted from the heart sound data, and a first frequency band between a first frequency of the sound signal and a second frequency higher than the first frequency is extracted A heart sound analysis unit for diagnosing heart disease of the living body by comparison based on at least one of amplitude and power and a first reference value;
Equipped with
The heart sound analysis unit
The living body is healthy when at least one of the amplitude and the power of the first frequency band is smaller than the first reference value and larger than a second reference value smaller than the first reference value. To diagnose
If at least one of the amplitude and the power of the first frequency band is larger than the first reference value or smaller than the second reference value, the living body is diagnosed as having a heart disease
Heart disease diagnostic equipment.
前記I音信号及び前記II音信号の両方を抽出し、
前記I音信号の振幅またはパワーと前記II音信号の振幅またはパワーとに関する二次元プロットが、予め定められた領域内にある場合に、前記生体が健常であると診断し、
前記二次元プロットが、前記予め定められた領域外にある場合に、前記生体に心疾患があると診断する
請求項2または3に記載の心疾患診断装置。 The heart sound analysis unit
Extracting both the I sound signal and the II sound signal,
If the two-dimensional plot of the amplitude or power of the I sound signal and the amplitude or power of the II sound signal is within a predetermined region, the living body is diagnosed as healthy.
The cardiac disease diagnosis apparatus according to claim 2 or 3, wherein when the two-dimensional plot is outside the predetermined area, the living body is diagnosed as having a cardiac disease.
前記音信号の前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかにさらに基づいて、前記生体の心疾患を診断する
請求項1に記載の心疾患診断装置。 The heart sound analysis unit
The cardiac disease diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the heart disease diagnosis device diagnoses heart disease of the living body further based on at least one of amplitude and power of a second frequency band different from the first frequency band of the sound signal.
前記電気信号に予め定められた信号処理を行って心音データを出力する入力信号処理部と、
前記心音データからI音信号及びII音信号のうち少なくともいずれかの音信号を抽出し、前記音信号における第1周波数と前記第1周波数よりも高い第2周波数との間の第1周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかと第1基準値とに基づく比較により、前記生体の心疾患を診断する心音解析部と、
を備え、
前記心音解析部は、
前記音信号の前記第1周波数帯域と異なる第2周波数帯域の振幅及びパワーのうち少なくともいずれかにさらに基づいて、前記生体の心疾患を診断し、
前記第1周波数帯域における前記生体の心疾患による振幅またはパワーへの影響が、前記第2周波数帯域における前記生体の心疾患による振幅またはパワーへの影響よりも大きい
心疾患診断装置。 A heart sound detection unit that detects an electrical signal based on heart sounds of a living body;
An input signal processing unit that performs predetermined signal processing on the electrical signal to output heart sound data;
A sound signal of at least one of an I sound signal and an II sound signal is extracted from the heart sound data, and a first frequency band between a first frequency of the sound signal and a second frequency higher than the first frequency is extracted A heart sound analysis unit for diagnosing heart disease of the living body by comparison based on at least one of amplitude and power and a first reference value;
Equipped with
The heart sound analysis unit
Diagnosing heart disease of the living body based further on at least one of amplitude and power of a second frequency band different from the first frequency band of the sound signal;
The influence of the heart disease on the amplitude or power of the living body in the first frequency band is larger than the influence on the amplitude or power of the living body on the second frequency band
Heart disease diagnostic equipment.
前記心音解析部は、
前記第2周波数帯域に対する前記第1周波数帯域の振幅比及びパワー比のうち少なくともいずれかが予め定められた第3基準値よりも小さい場合に、前記生体が健常であると診断し、
前記第2周波数帯域に対する前記第1周波数帯域の振幅比及びパワー比のうち少なくともいずれかが前記第3基準値よりも大きい場合に、前記生体に心疾患があると診断する
請求項6に記載の心疾患診断装置。 The first frequency band is a frequency band higher than the second frequency band,
The heart sound analysis unit
If at least one of an amplitude ratio and a power ratio of the first frequency band to the second frequency band is smaller than a predetermined third reference value, the living body is diagnosed as healthy.
It is diagnosed that the living body has a heart disease when at least one of an amplitude ratio and a power ratio of the first frequency band to the second frequency band is larger than the third reference value. Heart disease diagnostic equipment.
前記第2周波数帯域に対する前記第1周波数帯域の振幅比及びパワー比のうち少なくともいずれかが予め定められた第3基準値よりも小さく、且つ、前記第3基準値よりも小さな第4基準値よりも大きい場合に、前記生体が健常であると診断し、
前記第2周波数帯域に対する前記第1周波数帯域の振幅比及びパワー比のうち少なくともいずれかが前記第3基準値よりも大きいまたは前記第4基準値よりも小さい場合に、前記生体に心疾患があると診断する
請求項6または7に記載の心疾患診断装置。 The heart sound analysis unit
At least one of an amplitude ratio and a power ratio of the first frequency band to the second frequency band is smaller than a predetermined third reference value, and is smaller than a fourth reference value smaller than the third reference value. And the body is diagnosed as healthy if
The living body has a heart disease when at least one of the amplitude ratio and the power ratio of the first frequency band to the second frequency band is larger than the third reference value or smaller than the fourth reference value. The heart disease diagnosis device according to claim 6 or 7, wherein
前記I音信号及び前記II音信号の両方を抽出し、
前記I音信号の振幅比またはパワー比と前記II音信号の振幅比またはパワー比とに関する二次元プロットが、予め定められた領域内にある場合に、前記生体が健常であると診断し、
前記二次元プロットが、前記予め定められた領域外にある場合に、前記生体に心疾患があると診断する
請求項6から8のいずれか一項に記載の心疾患診断装置。 The heart sound analysis unit
Extracting both the I sound signal and the II sound signal,
If the two-dimensional plot of the amplitude ratio or power ratio of the I sound signal and the amplitude ratio or power ratio of the II sound signal is within a predetermined region, the living body is diagnosed as healthy.
The cardiac disease diagnosis apparatus according to any one of claims 6 to 8, wherein when the two-dimensional plot is outside the predetermined area, the living body is diagnosed as having a cardiac disease.
請求項1から9のいずれか一項に記載の心疾患診断装置。 The heart according to any one of claims 1 to 9, wherein the first reference value is a value at which the specificity of a plurality of healthy persons or the sensitivity of a plurality of heart disease patients is between 60% and 90%. Disease diagnosis device.
請求項10に記載の心疾患診断装置。 The cardiac disease diagnosis apparatus according to claim 10, wherein the first reference value is a value that matches the specificity of the plurality of healthy persons with the sensitivity of the plurality of cardiac disease patients.
請求項1から11のいずれか一項に記載の心疾患診断装置。 The heart disease diagnostic device according to any one of claims 1 to 11, wherein the first frequency band is an arbitrary band between 200 Hz and 1 kHz.
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