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JP7774265B2 - Evaluation device, evaluation system, evaluation method, and evaluation program for evaluating intestinal condition - Google Patents
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JP7774265B2 - Evaluation device, evaluation system, evaluation method, and evaluation program for evaluating intestinal condition - Google Patents

Evaluation device, evaluation system, evaluation method, and evaluation program for evaluating intestinal condition

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JP7774265B2 JP2024037877A JP2024037877A JP7774265B2 JP 7774265 B2 JP7774265 B2 JP 7774265B2 JP 2024037877 A JP2024037877 A JP 2024037877A JP 2024037877 A JP2024037877 A JP 2024037877A JP 7774265 B2 JP7774265 B2 JP 7774265B2
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Description

本開示は、腸の状態を評価する評価装置、評価システム、評価方法および評価プログラムに関する。 This disclosure relates to an evaluation device, evaluation system, evaluation method, and evaluation program for evaluating intestinal conditions.

従来より、腸音に基づいて腸の状態を評価する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。具体的には、特許文献1には、腸音の長さや発生頻度といった時間領域の特徴量に基づいて、腸内のガス量を演算することが開示されている。 Technologies for evaluating intestinal condition based on bowel sounds have been proposed (for example, Patent Document 1). Specifically, Patent Document 1 discloses a method for calculating the amount of gas in the intestines based on time-domain features such as the duration and frequency of bowel sounds.

特開2021-74238号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-74238

しかしながら、腸の状態が同程度であっても、腸音の長さや発生頻度は個人差がある。例えば、腸の状態が健常な被験者の中に、腸音の発生頻度が比較的多い被験者も、腸音の発生頻度が比較的少ない被験者も存在する。そのため、特許文献1に記載の従来技術では、腸の状態を精度よく評価できないという問題があった。 However, even if the condition of the intestines is similar, there are individual differences in the duration and frequency of bowel sounds. For example, among subjects with healthy bowel conditions, there are subjects who have a relatively high frequency of bowel sounds and subjects who have a relatively low frequency of bowel sounds. As a result, the conventional technology described in Patent Document 1 had the problem of being unable to accurately evaluate the condition of the intestines.

本開示は、腸の状態を精度よく評価することを課題とする。 The objective of this disclosure is to accurately evaluate the condition of the intestines.

上記課題を解決するために、本開示は以下の態様を含む。
項1.
被験者の腸の状態を評価する評価装置であって、
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出部と、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算部と、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算部と、
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価部と、
を備える評価装置。
項2.
前記特徴量は、前記腸音の時間領域に関連する特徴量である、項1に記載の評価装置。
項3.
前記特徴量は、前記腸音の発生頻度である、項2に記載の評価装置。
項4.
前記特徴量は、前記腸音の長さである、項2に記載の評価装置。
項5.
前記特徴量は、前記腸音の信号レベルである、項2に記載の評価装置。
項6.
前記特徴量は、前記腸音の周波数領域に関連する特徴量である、項1に記載の評価装置。
項7.
前記特徴量は、前記腸音のスペクトル帯域幅である、項6に記載の評価装置。
項8.
前記評価部は、前記第1特徴量の対数および前記第2特徴量の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1に記載の評価装置。
項9.
前記評価部は、前記第1特徴量の対数および前記第2特徴量に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1に記載の評価装置。
項10.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1に記載の評価装置。
項11.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1~7のいずれかに記載の評価装置。
項12.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記比率に基づいて、腸の前記状態を評価する、項11に記載の評価装置。
項13.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記比率に対応する座標と、複数の健常者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量ならびに第1特徴量および第2特徴量の比率に対応する座標の分布から求められた近似曲線との距離に基づいて、腸の前記状態を評価する、項12に記載の評価装置。
項14.
前記評価部は、前記第1特徴量の対数および前記比率の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する、項11に記載の評価装置。
項15.
前記評価部は、前記第1特徴量の対数および前記比率の対数に対応する座標と、複数の健常者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量の対数ならびに第1特徴量および第2特徴量の比率の対数に対応する座標の分布から求められた回帰直線との距離に基づいて、腸の前記状態を評価する、項14に記載の評価装置。
項16.
前記評価部は、前記第1特徴量の対数および前記比率に基づいて、腸の前記状態を評価する、項11に記載の評価装置。
項17.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記比率の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する、項11に記載の評価装置。
項18.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量の差分に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1~7のいずれかに記載の評価装置。
項19.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記差分に基づいて、腸の前記状態を評価する、項18に記載の評価装置。
項20.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量の和に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1~7のいずれかに記載の評価装置。
項21.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記和に基づいて、腸の前記状態を評価する、項20に記載の評価装置。
項22.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量の積に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1~7のいずれかに記載の評価装置。
項23.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記積に基づいて、腸の前記状態を評価する、項22に記載の評価装置。
項24.
前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量のうち、信号レベルが閾値以上の腸音の特徴量に基づいて、腸の前記状態を評価する、項1~23のいずれかに記載の評価装置。
項25.
第1特徴量および第2特徴量に対応する各腸音の長さは5~10分である、項1~24のいずれかに記載の評価装置。
項26.
項1~25のいずれかに記載の評価装置と、
前記被験者から前記音響データを得るための集音装置と、
を備える、評価システム。
項27.
被験者の腸の状態を評価する評価方法であって、
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、
を有する評価方法。
項28.
被験者の腸の状態を評価する評価プログラムであって、
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、
をコンピュータに実行させる、評価プログラム。
In order to solve the above problems, the present disclosure includes the following aspects.
Item 1.
An evaluation device for evaluating the intestinal condition of a subject,
an extraction unit that extracts bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
a first feature amount calculation unit that calculates a first feature amount, which is a feature amount of the bowel sound before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
a second feature amount calculation unit that calculates a second feature amount, which is a feature amount of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
an evaluation unit that evaluates an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
An evaluation device comprising:
Item 2.
Item 2. The evaluation device according to Item 1, wherein the feature amount is a feature amount related to a time domain of the bowel sound.
Item 3.
Item 3. The evaluation device according to Item 2, wherein the feature amount is the frequency of occurrence of the bowel sounds.
Item 4.
Item 3. The evaluation device according to Item 2, wherein the feature amount is the duration of the bowel sound.
Item 5.
Item 3. The evaluation device according to Item 2, wherein the feature amount is a signal level of the bowel sound.
Item 6.
Item 2. The evaluation device according to Item 1, wherein the feature amount is a feature amount related to a frequency domain of the bowel sound.
Section 7.
Item 7. The evaluation device according to Item 6, wherein the feature amount is a spectral bandwidth of the bowel sound.
Section 8.
Item 2. The evaluation device according to Item 1, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the second feature amount.
Item 9.
Item 2. The evaluation device according to Item 1, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the logarithm of the first feature amount and the second feature amount.
Item 10.
Item 2. The evaluation device according to Item 1, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on logarithms of the first feature amount and the second feature amount.
Item 11.
Item 8. The evaluation device according to any one of Items 1 to 7, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on a ratio between the first feature amount and the second feature amount.
Item 12.
Item 12. The evaluation device according to Item 11, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and the ratio.
Item 13.
Item 13. The evaluation device according to Item 12, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestines based on a distance between a coordinate corresponding to the first feature amount and the ratio and an approximation curve obtained from a distribution of coordinates corresponding to the first feature amount and the ratio of the first feature amount and the second feature amount of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from a plurality of healthy subjects.
Section 14.
Item 12. The evaluation device according to Item 11, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio.
Item 15.
Item 15. The evaluation device according to Item 14, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on a distance between coordinates corresponding to the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio and a regression line obtained from a distribution of coordinates corresponding to the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio between the first feature amount and the second feature amount of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from a plurality of healthy subjects.
Section 16.
Item 12. The evaluation device according to Item 11, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the logarithm of the first feature amount and the ratio.
Section 17.
Item 12. The evaluation device according to Item 11, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and the logarithm of the ratio.
Section 18.
Item 8. The evaluation device according to any one of Items 1 to 7, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on a difference between the first feature amount and the second feature amount.
Item 19.
Item 19. The evaluation device according to Item 18, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and the difference.
Section 20.
Item 8. The evaluation device according to any one of Items 1 to 7, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the sum of the first feature amount and the second feature amount.
Section 21.
Item 21. The evaluation device according to Item 20, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and the sum.
Section 22.
Item 8. The evaluation device according to any one of Items 1 to 7, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on a product of the first feature amount and the second feature amount.
Section 23.
Item 23. The evaluation device according to Item 22, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and the product.
Section 24.
Item 24. The evaluation device according to any one of Items 1 to 23, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestines based on a feature of a bowel sound having a signal level equal to or higher than a threshold, out of the first feature and the second feature.
Section 25.
Item 25. The evaluation device according to any one of Items 1 to 24, wherein the lengths of the bowel sounds corresponding to the first feature amount and the second feature amount are 5 to 10 minutes.
Section 26.
An evaluation device according to any one of items 1 to 25,
a sound collection device for obtaining the acoustic data from the subject;
An evaluation system comprising:
Section 27.
1. A method for evaluating the intestinal condition of a subject, comprising:
an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
a first feature calculation step of calculating a first feature, which is a feature of the bowel sound before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
a second feature calculation step of calculating a second feature, which is a feature of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
An evaluation method having the following characteristics.
Section 28.
1. An assessment program for assessing a subject's intestinal status, comprising:
an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
a first feature calculation step of calculating a first feature, which is a feature of the bowel sound before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
a second feature calculation step of calculating a second feature, which is a feature of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
An evaluation program that causes a computer to execute the above.

本開示によれば、腸の状態を精度よく評価することができる。 This disclosure makes it possible to accurately evaluate the condition of the intestines.

本開示の一実施形態に係る評価システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an evaluation system according to an embodiment of the present disclosure. 本開示の一実施形態に係る評価方法の処理手順を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating a processing procedure of an evaluation method according to an embodiment of the present disclosure. 音響データを収集するステップのさらに具体的な処理工程を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing more specific processing steps of the step of collecting acoustic data. 被験者から得られた音響データの波形の一例である。1 is an example of a waveform of acoustic data obtained from a subject. (a)は、炭酸水摂取試験のDBから得られた第1特徴量および比率の散布図であり、(b)は、第1特徴量の対数および比率の対数の散布図である。10A is a scatter plot of the first feature and the ratio obtained from the DB of the carbonated water intake test, and FIG. 10B is a scatter plot of the logarithm of the first feature and the logarithm of the ratio. 図5(b)において、信号レベルが閾値以上の腸音の特徴量から演算された第1特徴量の対数および比率の対数の散布図である。FIG. 5(b) is a scatter plot of the logarithm of the first feature amount calculated from the feature amount of bowel sounds whose signal levels are equal to or greater than a threshold, and the logarithm of the ratio. 炭酸水摂取試験のDBから得られた第1特徴量および差分の散布図である。FIG. 10 is a scatter plot of first feature amounts and differences obtained from a DB of a carbonated water intake test. (a)は、炭酸水摂取試験のDBから得られた第1特徴量および相対変化量の散布図であり、(b)は、第1特徴量の対数および相対変化量の対数の散布図である。10A is a scatter plot of the first feature and the relative change obtained from the DB of the carbonated water intake test, and FIG. 10B is a scatter plot of the logarithm of the first feature and the logarithm of the relative change. 炭酸水摂取試験のDBから得られた第1特徴量および和の散布図である。FIG. 10 is a scatter plot of first feature values and sums obtained from a DB of carbonated water intake tests. 炭酸水摂取試験のDBから得られた第1特徴量および積の散布図である。FIG. 10 is a scatter plot of first feature values and products obtained from the DB of the carbonated water intake test. (a)は、炭酸水摂取試験のDBから得られた第1特徴量および比率の散布図であり、(b)は、第1特徴量の対数および比率の対数の散布図である。10A is a scatter plot of the first feature and the ratio obtained from the DB of the carbonated water intake test, and FIG. 10B is a scatter plot of the logarithm of the first feature and the logarithm of the ratio. (a)は、腸の状態が健常な被験者から得られた腸音の第1特徴量の対数および比率の対数の散布図であり、(b)は、さらに腸の状態が健常ではない被験者から得られた腸音の第1特徴量の対数および比率の対数をプロットした散布図である。(a) is a scatter plot of the logarithm of the first feature value and the logarithm of the ratio of bowel sounds obtained from subjects with healthy bowel conditions, and (b) is a scatter plot plotting the logarithm of the first feature value and the logarithm of the ratio of bowel sounds obtained from subjects with unhealthy bowel conditions.

以下、本開示の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本開示は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the disclosure.

(システム構成)
図1は、本開示の一実施形態に係る評価システム1の構成を示すブロック図である。評価システム1は、集音装置2と、評価装置3とを備えている。
(System configuration)
1 is a block diagram showing the configuration of an evaluation system 1 according to an embodiment of the present disclosure. The evaluation system 1 includes a sound collection device 2 and an evaluation device 3.

集音装置2は、被験者から音響データを得るための装置である。医療機関で音響データを収集する場合は、集音装置2は、例えば聴診器であり、医療機関以外で音響データを収集する場合は、集音装置2は、例えばマイクロフォンである。集音装置2がマイクロフォンである場合、集音装置2は、被験者の腹部に直接または衣服を介して取り付けられ、被験者の腸音を含む音響データを取得する。 The sound collection device 2 is a device for obtaining acoustic data from the subject. When collecting acoustic data at a medical institution, the sound collection device 2 is, for example, a stethoscope, and when collecting acoustic data outside a medical institution, the sound collection device 2 is, for example, a microphone. When the sound collection device 2 is a microphone, the sound collection device 2 is attached to the subject's abdomen directly or via clothing, and obtains acoustic data including the subject's bowel sounds.

集音装置2は、有線または無線で評価装置3に接続されており、取得した音響データを評価装置3に転送する。なお、音響データは、集音装置2から記録媒体または通信機器を介して評価装置3に転送されてもよい。 The sound collection device 2 is connected to the evaluation device 3 via a wired or wireless connection and transfers the acquired acoustic data to the evaluation device 3. Note that the acoustic data may also be transferred from the sound collection device 2 to the evaluation device 3 via a recording medium or communication device.

評価装置3は、被験者の腸の状態を評価する装置である。評価装置3は、汎用のコンピュータの他、スマートフォン、タブレット端末等の携帯型コンピュータで構成することができる。評価装置3は、ハードウェア構成として、CPUやGPUなどのプロセッサ、DRAMやSRAMなどの主記憶装置(図示省略)、および、HDDやSSDなどの補助記憶装置30を備えている。補助記憶装置30には、評価プログラムP、抽出用モデルMおよび相関データR等が格納されている。 The evaluation device 3 is a device that evaluates the intestinal condition of a subject. The evaluation device 3 can be configured as a general-purpose computer or a portable computer such as a smartphone or tablet terminal. The hardware configuration of the evaluation device 3 includes a processor such as a CPU or GPU, a main memory device such as DRAM or SRAM (not shown), and an auxiliary memory device 30 such as an HDD or SSD. The auxiliary memory device 30 stores the evaluation program P, extraction model M, correlation data R, etc.

なお、補助記憶装置30は評価装置3に外付けされてもよい。また、評価装置3は、クラウド上に設けられてもよい。 The auxiliary storage device 30 may be external to the evaluation device 3. The evaluation device 3 may also be provided on the cloud.

評価装置3は、機能ブロックとして、音響データ取得部31と、抽出部32と、特徴量演算部33と、評価部34とを備える。さらに、特徴量演算部33は、第1特徴量演算部331と、第2特徴量演算部332とを備える。これらの機能ブロックは、評価装置3のプロセッサが評価プログラムPを主記憶装置に読み出して実行することにより実現される。評価プログラムPは、インターネット等の通信ネットワークを介して評価装置3にダウンロードしてもよいし、CD-ROMやSDカード等のコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に評価プログラムPを記録しておき、当該記憶媒体を介して評価装置3にインストールしてもよい。なお、各機能ブロックの機能については、後述する。 The evaluation device 3 includes functional blocks: an acoustic data acquisition unit 31, an extraction unit 32, a feature calculation unit 33, and an evaluation unit 34. Furthermore, the feature calculation unit 33 includes a first feature calculation unit 331 and a second feature calculation unit 332. These functional blocks are realized by the processor of the evaluation device 3 reading and executing the evaluation program P into the main storage device. The evaluation program P may be downloaded to the evaluation device 3 via a communications network such as the Internet, or may be recorded on a computer-readable, non-transitory recording medium such as a CD-ROM or SD card and installed on the evaluation device 3 via that storage medium. The functions of each functional block will be described below.

(評価方法の処理手順)
評価システム1の機能について、図2に基づいて説明する。図2は、本実施形態に係る評価方法の処理手順を示すフローチャートである。該評価方法は、ステップS1~S5を有しており、ステップS1は集音装置2によって実行され、ステップS2~S5は、評価装置3の上記各機能ブロックによって実行される。すなわち、評価プログラムPが評価装置3にステップS2~S5を実行させる。
(Evaluation method processing procedure)
The functions of the evaluation system 1 will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a flowchart showing the processing procedure of the evaluation method according to this embodiment. The evaluation method has steps S1 to S5, with step S1 being executed by the sound collection device 2 and steps S2 to S5 being executed by the above-mentioned respective functional blocks of the evaluation device 3. That is, the evaluation program P causes the evaluation device 3 to execute steps S2 to S5.

ステップS1では、集音装置2が被験者の腸音を含む音響データを収集する。本実施形態では、被験者の腸に刺激を与え、集音装置2は、腸に刺激を与える前後の音響データを収集する。 In step S1, the sound collection device 2 collects acoustic data including the subject's bowel sounds. In this embodiment, a stimulus is applied to the subject's intestines, and the sound collection device 2 collects acoustic data before and after the stimulus is applied to the intestines.

図3は、ステップS1のさらに具体的な処理工程を示すフローチャートである。 Figure 3 is a flowchart showing more specific processing steps of step S1.

ステップS11では、集音装置2による集音を開始する。所定時間(例えば、5分)が経過後(ステップS12においてYES)、ステップS13において、被験者に飲料を摂取させることによって、被験者の腸に刺激を与える。 In step S11, sound collection by the sound collection device 2 begins. After a predetermined time (e.g., 5 minutes) has elapsed (YES in step S12), in step S13, the subject is prompted to consume a beverage to stimulate the subject's intestines.

飲料は、腸に刺激を与えることができるものであれば特に限定されないが、例えば、炭酸水やコーヒー等が挙げられる。また、腸に刺激を与える方法は飲料の摂取に限定されない。腸に刺激を与える方法として、例えば、下剤等の固形物の摂取、腹部を捻る等の腸を刺激する運動、腹部への押圧、腸に関連するツボへの刺激、起床・就寝等が挙げられる。 The beverage is not particularly limited as long as it can stimulate the intestines, but examples include carbonated water and coffee. Furthermore, methods of stimulating the intestines are not limited to ingesting beverages. Examples of methods of stimulating the intestines include ingesting solid foods such as laxatives, abdominal exercises that stimulate the intestines such as twisting the abdomen, abdominal pressure, stimulating acupressure points related to the intestines, waking up and going to bed, etc.

腸に刺激を与えてから所定時間(例えば、10分)が経過後(ステップS14においてYES)、ステップS15において、集音装置2による集音を終了する。 After a predetermined time (e.g., 10 minutes) has elapsed since the intestines were stimulated (YES in step S14), sound collection by the sound collection device 2 is terminated in step S15.

以上のように、集音装置2は、被験者の腸に刺激を与える前後の音響データを収集する。 As described above, the sound collection device 2 collects acoustic data before and after stimulating the subject's intestines.

図2に示すステップS2では、評価装置3の音響データ取得部31が、集音装置2によって被験者から得られた音響データを取得する。 In step S2 shown in FIG. 2, the acoustic data acquisition unit 31 of the evaluation device 3 acquires acoustic data obtained from the subject by the sound collection device 2.

ステップS3(抽出ステップ)では、抽出部32が、ステップS2で取得された音響データから腸音を抽出する。音響データには、腸音の他、呼吸音や体動音などのノイズが含まれているが、腸音の抽出は、公知の手法によって可能である。本実施形態では、抽出部32は、国際公開第2019/216320号に記載の手法によって腸音を抽出する。 In step S3 (extraction step), the extraction unit 32 extracts bowel sounds from the acoustic data acquired in step S2. The acoustic data contains noise such as breathing sounds and body movement sounds in addition to bowel sounds, but bowel sounds can be extracted using known techniques. In this embodiment, the extraction unit 32 extracts bowel sounds using the technique described in WO 2019/216320.

具体的には、抽出部32は、音響データから複数のセグメントを検出し、各セグメントから周波数に関する特徴量であるPNCC(power normalized cepstral coefficients)を抽出し、抽出したPNCCを抽出用モデルMに入力する。抽出用モデルMは、音響データにおける腸音とPNCCとの関係を機械学習したニューラルネットワークモデルであり、入力されたPNCCに応じて各セグメントに腸音が含まれる可能性を示す予測スコアを出力する。抽出部32は、予測スコアが所定の閾値よりも大きいセグメントを腸音として抽出する。1つの腸音は連続音であり、その長さ(時間)は不定である。 Specifically, the extraction unit 32 detects multiple segments from the acoustic data, extracts PNCCs (power normalized cepstral coefficients), which are frequency-related features, from each segment, and inputs the extracted PNCCs into the extraction model M. The extraction model M is a neural network model that has undergone machine learning to learn the relationship between bowel sounds in the acoustic data and PNCCs, and outputs a prediction score indicating the likelihood that each segment contains a bowel sound based on the input PNCCs. The extraction unit 32 extracts segments with prediction scores greater than a predetermined threshold as bowel sounds. A bowel sound is a continuous sound, and its length (duration) is indefinite.

図4は、被験者から得られた音響データの波形の一例である。破線枠は、セグメントであり、抽出部32は、腸音が含まれる可能性が高いセグメントを抽出する。 Figure 4 shows an example of the waveform of acoustic data obtained from a subject. The dashed frames represent segments, and the extraction unit 32 extracts segments that are likely to contain bowel sounds.

なお、通常の腸音の周波数は約100~500Hzが中心である。そのため、抽出部32は、ステップS2で取得された音響データに、100~500Hzを含む周波数帯域(例えば80~1000Hz)を通過させるバンドパスフィルタを適用してから、腸音を抽出することが好ましい。また、抽出部32は、信号レベルが閾値以上の腸音を抽出することが好ましい。 Note that the frequency of normal bowel sounds is mainly between approximately 100 and 500 Hz. Therefore, it is preferable that the extraction unit 32 apply a bandpass filter to the acoustic data acquired in step S2 that passes a frequency band including 100 to 500 Hz (e.g., 80 to 1000 Hz) before extracting the bowel sounds. It is also preferable that the extraction unit 32 extract bowel sounds whose signal level is equal to or greater than a threshold.

図2に示すステップS4(第1特徴量演算ステップ、第2特徴量演算ステップ)では、特徴量演算部33が、ステップS3で抽出された腸音の特徴量を演算する。具体的には、特徴量演算部33の第1特徴量演算部331が、抽出された腸音のうち、腸に刺激を与える前における腸音の特徴量である第1特徴量を演算し、特徴量演算部33の第2特徴量演算部332が、抽出された腸音のうち、腸に刺激を与えた後における腸音の特徴量である第2特徴量を演算する。第1特徴量および第2特徴量に対応する各腸音の長さ(刺激前後の腸音の各測定時間)は特に限定されないが、例えば5~10分であることが好ましい。 In step S4 (first feature calculation step, second feature calculation step) shown in FIG. 2, the feature calculation unit 33 calculates the feature amounts of the bowel sounds extracted in step S3. Specifically, the first feature calculation unit 331 of the feature calculation unit 33 calculates a first feature amount, which is a feature amount of the extracted bowel sounds before the intestines are stimulated, and the second feature calculation unit 332 of the feature calculation unit 33 calculates a second feature amount, which is a feature amount of the extracted bowel sounds after the intestines are stimulated. The duration of each bowel sound corresponding to the first feature amount and the second feature amount (the measurement time of the bowel sounds before and after the stimulation) is not particularly limited, but is preferably 5 to 10 minutes, for example.

本実施形態において、特徴量は、腸音の時間領域に関連する特徴量であり、具体的には、腸音の発生頻度、腸音の長さ、または腸音の信号レベルであることが好ましい。その他、時間領域に関連する特徴量としては、例えば、腸音の最大振幅(BS Max. amplitude)、腸音のパワー(BS power)、腸音の最大振幅スペクトル密度(Maximum Amplitude Spectral Density)、腸音のゼロクロッシング率(Zero crossing rate)、腸音の尖度(kurtosis)、腸音の最大絶対率の実効値(Ratio of largest absolute to root mean squared value)などが挙げられる。 In this embodiment, the feature quantities are preferably those related to the time domain of bowel sounds, and more specifically, the frequency of bowel sounds, the duration of bowel sounds, or the signal level of bowel sounds. Other features related to the time domain include, for example, the maximum amplitude of bowel sounds (BS Max. amplitude), bowel sound power (BS power), maximum amplitude spectral density of bowel sounds (Maximum Amplitude Spectral Density), zero crossing rate of bowel sounds, kurtosis of bowel sounds, and the Ratio of largest absolute to root mean squared value of bowel sounds.

なお、特徴量は、腸音の音響特徴量であれば特に限定されず、周波数領域に関連する特徴量などの音響特徴量であってもよい。周波数領域に関連する特徴量としては、例えば、腸音のスペクトル帯域幅(Bandwidth、ピークから任意減衰点での幅)、腸音のピーク周波数(Peak frequency)、腸音のスペクトルセントロイド(Spectral centroid)、腸音のスペクトルフラットネス(spectral flatness)、腸音の中間周波数(Median frequency)、腸音の平均周波数(Mean frequency)、腸音の第一フォルマント(first Formant)、腸音の第二フォルマント(second Formant)、腸音のスペクトルエントロピー(Spectral Entropy)、腸音のスペクトラム拡散(Spectral Spread)、腸音のスペクトルロールオフ(Spectral rolloff)、腸音のスペクトル勾配(spectral slope)、腸音のスペクトル尖度(spectral kurtosis)、腸音のスペクトル歪度(spectral skewness)などが挙げられる。また、単位時間あたりにおける腸音が含まれる可能性が高いセグメント(BSセグメント)の数や単位時間あたりにおける非BSセグメントの数(別の表現として、Bowel-Sound DurationやSilence Durationとも呼ばれる)を特徴量としてもよい。 The features are not particularly limited as long as they are acoustic features of bowel sounds, and may be acoustic features such as features related to the frequency domain. Examples of features related to the frequency domain include the spectral bandwidth of bowel sounds (the width from the peak to an arbitrary attenuation point), the peak frequency of bowel sounds, the spectral centroid of bowel sounds, the spectral flatness of bowel sounds, the median frequency of bowel sounds, the mean frequency of bowel sounds, the first formant of bowel sounds, the second formant of bowel sounds, the spectral entropy of bowel sounds, the spectral spread of bowel sounds, the spectral rolloff of bowel sounds, the spectral slope of bowel sounds, the spectral kurtosis of bowel sounds, and the spectral skewness of bowel sounds. Additionally, the number of segments per unit time that are likely to contain bowel sounds (BS segments) or the number of non-BS segments per unit time (also known as Bowel-Sound Duration or Silence Duration) may also be used as features.

ステップS5(評価ステップ)では、評価部34が、第1特徴量および第2特徴量に基づいて、被験者の腸の状態を評価する。本実施形態では、評価部34は、第1特徴量および第2特徴量の比率または差分に基づいて、腸の状態を評価する。このとき、第1特徴量および第2特徴量(の比率または差分)の少なくともいずれかに対数をとってもよい。 In step S5 (evaluation step), the evaluation unit 34 evaluates the intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount. In this embodiment, the evaluation unit 34 evaluates the intestinal condition based on the ratio or difference between the first feature amount and the second feature amount. At this time, the logarithm may be taken for at least one of the first feature amount and the second feature amount (ratio or difference).

後述する実施例に示すように、腸の状態が健常である場合、第1特徴量および第2特徴量の間に相関があることが見出された。評価装置3の補助記憶装置30には、事前の検証実験等により、腸の状態が健常である被験者から得られた第1特徴量および第2特徴量の相関に関する相関データRが格納されている。 As will be described in the examples below, it has been discovered that when the intestinal condition is healthy, there is a correlation between the first feature amount and the second feature amount. The auxiliary storage device 30 of the evaluation device 3 stores correlation data R relating to the correlation between the first feature amount and the second feature amount obtained from subjects with healthy intestinal conditions through prior verification experiments, etc.

これに対し、腸の状態が悪い場合は、腸の状態が健常である場合と比較して、腸への刺激に対する応答運動性が異なるため、第1特徴量および第2特徴量の関係が、腸の状態が健常である場合の第1特徴量および第2特徴量の相関から外れることとなる。そのため、評価部34は、ステップS4で算出された第1特徴量および第2特徴量を、相関データRと比較することにより、被験者の腸の状態を精度よく評価することができる。 In contrast, when the intestinal condition is poor, the response motility to intestinal stimuli is different compared to when the intestinal condition is healthy, and the relationship between the first feature amount and the second feature amount will deviate from the correlation between the first feature amount and the second feature amount when the intestinal condition is healthy. Therefore, by comparing the first feature amount and the second feature amount calculated in step S4 with the correlation data R, the evaluation unit 34 can accurately evaluate the intestinal condition of the subject.

さらに、実施例では、
・第1特徴量と第1特徴量および第2特徴量の比率との相関
・第1特徴量の対数と前記比率の対数との相関
・第1特徴量と第1特徴量および第2特徴量の差分との相関
・第1特徴量と第1特徴量および第2特徴量の和との相関
・第1特徴量と第1特徴量および第2特徴量の積との相関
が特に高いことが見出された。そのため、評価部34は、
・第1特徴量および前記比率
・第1特徴量の対数および前記比率の対数
・第1特徴量および前記差分
・第1特徴量および前記和
・第1特徴量および前記積
に基づいて、腸の状態を評価することが好ましい。これにより、腸の状態をより高い精度で評価することができる。
Furthermore, in the embodiment,
It has been found that the following correlations are particularly high: a correlation between the first feature amount and the ratio of the first feature amount to the second feature amount; a correlation between the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio; a correlation between the first feature amount and the difference between the first feature amount and the second feature amount; a correlation between the first feature amount and the sum of the first feature amount and the second feature amount; and a correlation between the first feature amount and the product of the first feature amount and the second feature amount.
It is preferable to evaluate the intestinal condition based on the first feature amount and the ratio, the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio, the first feature amount and the difference, the first feature amount and the sum, and the first feature amount and the product. This allows the intestinal condition to be evaluated with higher accuracy.

以下、本開示の実施例について説明するが、本開示は下記の実施例に限定されない。 Examples of the present disclosure are described below, but the present disclosure is not limited to the examples below.

[実施例1~4]
実施例1~4では、腸の状態が健常である被験者について、腸への刺激前後の腸音の特徴量の間に相関性があるかを飲料摂取試験によって検証した。被験者は、RomeIII診断基準により腸の状態が健常であると診断された20名(男性12名、女性8名、年齢:32.90±7.89歳、身長:167.28±8.52cm、体重:59.04±8.62kg、BMI:21.02±1.96)であり、各被験者に対して、飲料摂取試験を2回行った。
[Examples 1 to 4]
In Examples 1 to 4, a beverage ingestion test was conducted on subjects with healthy intestines to verify whether there was a correlation between the features of bowel sounds before and after intestinal stimulation. The subjects were 20 people (12 men, 8 women, age: 32.90±7.89 years, height: 167.28±8.52 cm, weight: 59.04±8.62 kg, BMI: 21.02±1.96) who had been diagnosed with healthy intestines according to the Rome III diagnostic criteria. Each subject underwent the beverage ingestion test twice.

具体的には、1回目の試験では、約12時間絶食した各被験者に10℃以下の炭酸水を摂取させ、摂取前5分間の安静状態と摂取後10分間の安静状態における、各被験者の生体音を音響データとして収集した。1回目の試験で収集された各被験者の音響データをデータベース(DB)1とする。 Specifically, in the first test, each subject, who had fasted for approximately 12 hours, ingested carbonated water at 10°C or below, and acoustic data was collected from each subject's body sounds while they were in a resting state for 5 minutes before and 10 minutes after ingestion. The acoustic data collected from each subject in the first test is designated database (DB) 1.

2回目の試験は、1回目の試験と異なる日に行われた。2回目の試験では、各被験者に約45℃のコーヒーを摂取させ、摂取前5分間の安静状態と摂取後10分間の安静状態における、各被験者の生体音を音響データとして収集した。2回目の試験で収集された各被験者の音響データをデータベース(DB)2とする。 The second test was conducted on a different day from the first test. In the second test, each subject drank coffee at approximately 45°C, and acoustic data was collected from each subject's biological sounds while they were in a resting state for 5 minutes before and 10 minutes after drank the coffee. The acoustic data collected for each subject in the second test is referred to as database (DB) 2.

これらの試験において、音響データの収集に用いられた機器は、電子聴診器(E-scope2, Cardionics Inc., Houston, TX, USA)と、マルチトラックレコーダー(R16 Zoom Co., Ltd., Tokyo, Japan)であった。音響データの収集の際には、被験者を仰臥位にさせ、電子聴診器を臍から右に9cmの位置にマスキングテープを用いて井形で固定した。電子聴診器の収音モードには心音モードと呼吸音モードがあるが、より広い周波数レンジで録音できる、呼吸音モードに設定した。収集時の音響データのサンプリング周波数は44100Hzであり、デジタル分解は16bit/sampleであった。電子聴診器の周波数特性ならびに腸音の周波数特性を考慮して、収集された音響データの周波数を4000Hzにダウンサンプリングした。 The equipment used to collect acoustic data in these tests was an electronic stethoscope (E-scope2, Cardionics Inc., Houston, TX, USA) and a multi-track recorder (R16 Zoom Co., Ltd., Tokyo, Japan). During acoustic data collection, the subject was placed in a supine position, and the electronic stethoscope was fixed in a cross shape using masking tape, 9 cm to the right of the navel. The electronic stethoscope has two sound collection modes: heart and respiratory. The respiratory mode was selected, which allows recording over a wider frequency range. The sampling frequency of the acoustic data during collection was 44,100 Hz, and the digital resolution was 16 bits/sample. Taking into account the frequency characteristics of the electronic stethoscope and bowel sounds, the frequency of the collected acoustic data was downsampled to 4,000 Hz.

評価装置3では、抽出用モデルMとして学習済みのニューラルネットワークモデルを用いて、各音響データから複数の腸音を抽出した。具体的には、音響データに対して、セグメント長:64ms、シフトサイズ:16msでセグメント化を行い、各セグメントから周波数に関する特徴量であるPNCCおよびLPC係数を抽出した。そして、抽出したPNCCおよびLPC係数をニューラルネットワークモデルに入力し、ニューラルネットワークの出力に基づいて各セグメントに腸音が含まれるかを判定した。腸音が含まれるセグメント(BSセグメント)が連続した場合は、連続したBSセグメントを1つのBSエピソードとした。抽出用モデルMの性能は、感度:90.58±4.46、特異度:91.76±4.61、PPV:66.92±8.47、NPV:98.45±0.55、精度:92.07±3.34、F1score:76.60±5.89であった。 Evaluation device 3 used a trained neural network model as extraction model M to extract multiple bowel sounds from each acoustic data set. Specifically, the acoustic data was segmented with a segment length of 64 ms and a shift size of 16 ms, and PNCC and LPC coefficients, which are frequency-related features, were extracted from each segment. The extracted PNCC and LPC coefficients were then input into the neural network model, and a determination was made based on the output of the neural network as to whether each segment contained bowel sounds. When consecutive segments containing bowel sounds (BS segments) were found, the consecutive BS segments were considered to be a single BS episode. The performance of extraction model M was as follows: sensitivity: 90.58 ± 4.46, specificity: 91.76 ± 4.61, PPV: 66.92 ± 8.47, NPV: 98.45 ± 0.55, accuracy: 92.07 ± 3.34, and F1 score: 76.60 ± 5.89.

続いて、抽出された腸音から、飲料摂取前における特徴量である第1特徴量および飲料摂取後における特徴量である第2特徴量を演算した。特徴量としては、
・腸音の発生頻度
・腸音の長さ
・腸音の信号レベル
・腸音のスペクトル帯域幅
の4つの特徴量を用いた。以下、各特徴量について、第1特徴量および第2特徴量の相関性を検証した。
Next, a first feature quantity, which is a feature quantity before ingestion of a beverage, and a second feature quantity, which is a feature quantity after ingestion of a beverage, were calculated from the extracted bowel sounds.
Four feature quantities were used: frequency of bowel sounds, duration of bowel sounds, signal level of bowel sounds, and spectral bandwidth of bowel sounds. Below, the correlation between the first feature quantity and the second feature quantity was verified for each feature quantity.

(実施例1)
実施例1では、特徴量が腸音の発生頻度である場合の、第1特徴量および第2特徴量の相関性を検証した。第1特徴量を、飲料摂取直前5分間における腸音の1分間あたりの平均発生回数(x)と定義し、第2特徴量を、飲料摂取直後10分間における腸音の1分間あたりの平均発生回数(x)と定義し、第1特徴量xおよび第2特徴量xを被験者単位で演算した。
Example 1
In Example 1, the correlation between the first feature amount and the second feature amount was verified when the feature amount was the frequency of bowel sounds. The first feature amount was defined as the average number of bowel sounds per minute ( xb ) in the five minutes immediately before ingestion of a beverage, and the second feature amount was defined as the average number of bowel sounds per minute ( xa ) in the ten minutes immediately after ingestion of a beverage. The first feature amount xb and the second feature amount xa were calculated for each subject.

まず、第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率(ratio)と第1特徴量xとの相関性を検証した。比率ratioは、式(1)のように定義した。
ratio=x/x ・・・(1)
First, the correlation between the ratio of the first feature amount xb to the second feature amount xa and the first feature amount xb was verified. The ratio was defined as in Equation (1).
ratio=x a /x b ...(1)

図5(a)は、炭酸水摂取試験のDB1から得られた第1特徴量xおよび比率ratioの散布図である。図5(a)から、第1特徴量xが大きくなるほど、比率ratioが低下する傾向があることが確認された。図5(a)における各点の相関係数はR=-0.642であり、有意水準はp=0.002であった。相関係数の有意性の評価には、スチューデントのt検定を用いており、有意水準pがp<0.05であった場合、相関を有するものとした。 FIG. 5(a) is a scatter plot of the first feature xb and the ratio obtained from DB1 of the carbonated water intake test. From FIG. 5(a), it was confirmed that the larger the first feature xb , the lower the ratio tends to be. The correlation coefficient for each point in FIG. 5(a) was R = -0.642, and the significance level was p = 0.002. The significance of the correlation coefficient was evaluated using a Student's t-test, and a correlation was considered to exist when the significance level p was p < 0.05.

以上のように、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xおよび比率ratioには、高い非線形的な相関があることが分かった。すなわち、腸の状態が健常であれば、第1特徴量xおよび比率ratioの座標は、所定の領域に集中する傾向があることが分かった。 As described above, it was found that there is a high nonlinear correlation between the first feature amount xb and the ratio ratio when a subject with a healthy intestinal condition ingests carbonated water. In other words, it was found that if the intestinal condition is healthy, the coordinates of the first feature amount xb and the ratio ratio tend to concentrate in a predetermined region.

これに対し、腸の状態が悪い場合は、腸の状態が健常である場合に比べ、刺激に対する応答運動性が異なるため、第1特徴量xおよび比率ratioの座標は、上記所定の領域から外れることとなる。そのため、例えば、図5(a)に示す各点の近似曲線を求め、炭酸水を摂取した未知の被験者から得られた腸音から、上記と同様に演算した第1特徴量xおよび比率ratioの座標と近似曲線との距離を演算することにより、未知の被験者の腸の状態を評価することができる。すなわち、評価部34は、被験者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量xならびに第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率ratioに対応する座標と、複数の健常者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量xならびに第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率ratioに対応する座標の分布から求められた近似曲線との距離に基づいて、腸の前記状態を評価することができる。 In contrast, when the intestinal condition is poor, the response motility to stimuli is different from that when the intestinal condition is healthy, and the coordinates of the first feature amount xb and the ratio "ratio" fall outside the predetermined range. Therefore, for example, the intestinal condition of an unknown subject can be evaluated by obtaining an approximate curve for each point shown in FIG. 5A and calculating the distance between the approximate curve and the coordinates of the first feature amount xb and the ratio "ratio" calculated in the same manner as above from bowel sounds obtained from an unknown subject who has ingested carbonated water. That is, the evaluation unit 34 can evaluate the intestinal condition based on the distance between the coordinates corresponding to the first feature amount xb and the ratio "ratio " of the first feature amount xb and the second feature amount xa of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from the subject and the approximate curve obtained from the distribution of coordinates corresponding to the first feature amount xb and the ratio "ratio" of the first feature amount xb and the second feature amount xa of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from a plurality of healthy subjects.

さらに、第1特徴量xの対数および比率ratioの対数を被験者単位で演算した。図5(b)は、DB1から得られた第1特徴量xの対数および比率ratioの対数の散布図である。各点の相関係数はR=-0.943であり、有意水準はp=0.000であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xの対数および比率ratioの対数には、非常に高い線形的な相関があることが分かった。 Furthermore, the logarithm of the first feature quantity xb and the logarithm of the ratio (ratio) were calculated for each subject. FIG. 5B is a scatter plot of the logarithm of the first feature quantity xb and the logarithm of the ratio (ratio) obtained from DB1. The correlation coefficient for each point was R = -0.943, and the significance level was p = 0.000. Therefore, it was found that there is a very high linear correlation between the logarithm of the first feature quantity xb and the logarithm of the ratio (ratio) when subjects with healthy intestinal conditions ingested carbonated water.

よって、図5(b)に示す各点の回帰直線を求め、炭酸水を摂取した未知の被験者から得られた腸音から、上記と同様に演算した第1特徴量xおよび比率ratioの座標と回帰直線との距離を演算することにより、未知の被験者の腸の状態をより高い精度で評価することができることが分かった。すなわち、評価部34は、被験者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量xの対数ならびに第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率ratioの対数に対応する座標と、複数の健常者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量xの対数ならびに第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率ratioの対数に対応する座標の分布から求められた回帰直線との距離に基づいて、腸の前記状態を評価することができる。 5(b) , and calculating the distance between the regression line and the coordinates of the first feature quantity xb and the ratio (ratio) calculated in the same manner as above from bowel sounds obtained from an unknown subject who ingested carbonated water, the intestinal condition of the unknown subject can be evaluated with higher accuracy. That is, the evaluation unit 34 can evaluate the intestinal condition based on the distance between the coordinates corresponding to the logarithm of the first feature quantity xb of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from the subject and the logarithm of the ratio (ratio) of the first feature quantity xb and the second feature quantity xa and the regression line calculated from the distribution of coordinates corresponding to the logarithm of the first feature quantity xb of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from a plurality of healthy subjects and the logarithm of the ratio (ratio) of the first feature quantity xb and the second feature quantity xa .

なお、本実施例では、対数は自然対数であるが、対数の底は特に限定されない。また、本実施例では、第1特徴量xおよび比率ratioの両方に対数をとったが、それらの一方のみに対数をとってもよい。すなわち、評価部34は、第1特徴量xの対数および比率ratioに基づいて、または、第1特徴量xおよび比率ratioの対数に基づいて、腸の状態を評価してもよい。さらに、第1特徴量xおよび比率ratioの少なくとも一方に対し、対数をとる代わりに、Yeo-Johnson変換、ボックス=コックス変換、arcsin変換、ヒルベルト変換、平方根変換、動的レンジ圧縮、指数関数的なスケーリングやそれらのカスタム変換などを行ってもよい。 In this embodiment, the logarithm is a natural logarithm, but the base of the logarithm is not particularly limited. In this embodiment, logarithms are taken for both the first feature quantity xb and the ratio ratio, but logarithms may be taken for only one of them. That is, the evaluation unit 34 may evaluate the intestinal condition based on the logarithm of the first feature quantity xb and the ratio ratio, or based on the logarithm of the first feature quantity xb and the ratio ratio. Furthermore, instead of taking the logarithm of at least one of the first feature quantity xb and the ratio ratio, Yeo-Johnson transformation, Box-Cox transformation, arcsin transformation, Hilbert transform, square root transformation, dynamic range compression, exponential scaling, or custom transformations thereof may be performed.

なお、DB2(コーヒー摂取試験)から得られた第1特徴量xの対数および比率ratioの対数の相関係数はR=-0.768であり、有意水準はp=0.000であった。 The correlation coefficient between the logarithm of the first feature amount x b and the logarithm of the ratio obtained from DB2 (coffee intake test) was R=-0.768, and the significance level was p=0.000.

さらに、第1特徴量xおよび第2特徴量xのうち、信号レベルが閾値Ath以上の腸音の特徴量を抽出し、上記と同様に、比率ratioを演算した。本実施例では、閾値Ath=5×10-4であった。 Furthermore, from the first feature amount xb and the second feature amount xa , the feature amount of the bowel sound whose signal level was equal to or greater than the threshold value Ath was extracted, and the ratio ratio was calculated in the same manner as above. In this example, the threshold value Ath = 5 × 10-4 .

図6は、図5(b)において、信号レベルが閾値Ath以上の腸音の特徴量から演算された第1特徴量xの対数および比率ratioの対数の散布図である。各点の相関係数はR=-0.952であり、有意水準はp=0.000であった。よって、信号レベルが閾値Ath以上の腸音の特徴量に限定することにより、第1特徴量xおよび第2特徴量xの相関性がさらに高くなることが分かった。 6 is a scatter plot of the logarithm of the first feature quantity xb and the logarithm of the ratio calculated from the feature quantities of bowel sounds whose signal levels are equal to or greater than the threshold Ath in FIG. 5(b). The correlation coefficient for each point was R = -0.952, and the significance level was p = 0.000. Therefore, it was found that the correlation between the first feature quantity xb and the second feature quantity xa was further increased by limiting the feature quantities to those whose signal levels are equal to or greater than the threshold Ath.

続いて、第1特徴量および第2特徴量の差分(x-x)と第1特徴量との相関性を検証した。 Next, the correlation between the difference (x a −x b ) between the first feature amount and the second feature amount and the first feature amount was verified.

図7は、DB1から得られた第1特徴量xおよび差分(x-x)の絶対値の散布図である。各点の相関係数はR=-0.637であり、有意水準はp=0.003であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xおよび差分(x-x)には、高い負の相関があることが分かった。 7 is a scatter plot of the absolute values of the first feature xb and the difference ( xa - xb ) obtained from DB1. The correlation coefficient for each point was R = -0.637, and the significance level was p = 0.003. Therefore, it was found that there is a high negative correlation between the first feature xb and the difference ( xa - xb ) when a subject with healthy intestinal conditions ingested carbonated water.

さらに、第1特徴量および第2特徴量の相対変化量((x-x)/x)を被験者単位で演算した。図8(a)は、DB1から得られた第1特徴量xおよび相対変化量の散布図である。各点の相関係数はR=-0.642であり、有意水準はp=0.002であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xおよび相対変化量には、高い非線形的な相関があることが分かった。 Furthermore, the relative change in the first feature amount and the second feature amount (( xa - xb )/ xb ) was calculated for each subject. Figure 8(a) is a scatter plot of the first feature amount xb and the relative change amount obtained from DB1. The correlation coefficient for each point was R = -0.642, and the significance level was p = 0.002. Therefore, it was found that there is a high nonlinear correlation between the first feature amount xb and the relative change amount when subjects with healthy intestinal conditions ingested carbonated water.

さらに、相対変化量の対数を被験者単位で演算した。図8(b)は、DB1から得られた第1特徴量xの対数および相対変化量の対数の散布図である。各点の相関係数はR=-0.957であり、有意水準はp=0.000であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xの対数および相対変化量の対数には、非常に高い線形的な相関があることが分かった。 Furthermore, the logarithm of the relative change was calculated for each subject. Figure 8(b) is a scatter plot of the logarithm of the first feature xb and the logarithm of the relative change obtained from DB1. The correlation coefficient for each point was R = -0.957, and the significance level was p = 0.000. Therefore, it was found that there is a very high linear correlation between the logarithm of the first feature xb and the logarithm of the relative change when subjects with healthy intestinal conditions ingested carbonated water.

続いて、第1特徴量および第2特徴量の和(x+x)と第1特徴量との相関性を検証した。 Next, the correlation between the sum of the first feature amount and the second feature amount (x a +x b ) and the first feature amount was verified.

図9は、DB1から得られた第1特徴量xおよび和(x+x)の散布図である。各点の相関係数はR=0.960であり、有意水準はp=0.000であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xおよび和(x+x)には、高い正の相関があることが分かった。 9 is a scatter plot of the first feature xb and the sum ( xa + xb ) obtained from DB1. The correlation coefficient for each point was R = 0.960, and the significance level was p = 0.000. Therefore, it was found that there is a high positive correlation between the first feature xb and the sum ( xa + xb ) when a subject with healthy intestinal conditions ingested carbonated water.

続いて、第1特徴量および第2特徴量の積(x×x)と第1特徴量との相関性を検証した。 Next, the correlation between the product (x a ×x b ) of the first feature amount and the second feature amount and the first feature amount was verified.

図10は、DB1から得られた第1特徴量xおよび積(x×x)の散布図である。各点の相関係数はR=0.984であり、有意水準はp=0.000であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水を摂取した場合の第1特徴量xおよび積(x×x)には、高い正の相関があることが分かった。 10 is a scatter plot of the first feature xb and the product ( xa × xb ) obtained from DB1. The correlation coefficient for each point was R = 0.984, and the significance level was p = 0.000. Therefore, it was found that there is a high positive correlation between the first feature xb and the product ( xa × xb ) when a subject with healthy intestinal conditions ingested carbonated water.

(実施例2)
実施例2では、特徴量が腸音の長さである場合の、第1特徴量および第2特徴量の相関性を検証した。第1特徴量を、飲料摂取直前5分間に発生した各腸音の平均時間(t)と定義し、第2特徴量を、飲料摂取直後10分間に発生した各腸音の平均時間(t)と定義し、第1特徴量tおよび第2特徴量tを被験者単位で演算した。
Example 2
In Example 2, the correlation between the first feature and the second feature was verified when the feature was the duration of bowel sounds. The first feature was defined as the average duration (t b ) of each bowel sound occurring within 5 minutes immediately before ingestion of a beverage, and the second feature was defined as the average duration (t a ) of each bowel sound occurring within 10 minutes immediately after ingestion of a beverage. The first feature t b and the second feature t a were calculated for each subject.

実施例1と同様に、第1特徴量tおよび第2特徴量tの比率(ratio)と第1特徴量tとの相関性を検証した。比率ratioは、式(2)のように定義した。
ratio=t/t ・・・(2)
Similar to Example 1, the correlation between the ratio of the first feature amount t b to the second feature amount t a and the first feature amount t b was verified. The ratio ratio was defined as in Equation (2).
ratio=t a /t b ...(2)

さらに、第1特徴量tの対数および比率ratioの対数を被験者単位で演算した。その結果、DB1(炭酸水摂取試験)から得られた第1特徴量xの対数および比率ratioの対数の相関係数は、R=-0.707であり、有意水準はp=0.000であった。また、DB2(コーヒー摂取試験)から得られた第1特徴量xの対数および比率ratioの対数の相関係数は、R=-0.537であり、有意水準はp=0.015であった。 Furthermore, the logarithm of the first feature quantity tb and the logarithm of the ratio (ratio) were calculated for each subject. As a result, the correlation coefficient between the logarithm of the first feature quantity xb obtained from DB1 (carbonated water intake test) and the logarithm of the ratio (ratio) was R = -0.707, with a significance level of p = 0.000. Furthermore, the correlation coefficient between the logarithm of the first feature quantity xb obtained from DB2 (coffee intake test) and the logarithm of the ratio (ratio) was R = -0.537, with a significance level of p = 0.015.

以上のように、腸の状態が健常な被験者が炭酸水またはコーヒーを摂取した場合の第1特徴量tの対数および比率ratioの対数には、高い相関があることが分かった。 As described above, it was found that there is a high correlation between the logarithm of the first feature amount tb and the logarithm of the ratio ratio when subjects with healthy intestinal conditions ingest carbonated water or coffee.

(実施例3)
実施例3では、特徴量が腸音の信号レベルである場合の、第1特徴量および第2特徴量の相関性を検証した。第1特徴量を、飲料摂取直前5分間に発生した各腸音の平均信号レベル(SNR)と定義し、第2特徴量を、飲料摂取直後10分間に発生した各腸音の平均信号レベル(SNR)と定義し、第1特徴量SNRおよび第2特徴量SNRを被験者単位で演算した。
Example 3
In Example 3, the correlation between the first feature and the second feature was verified when the feature was the signal level of the bowel sounds. The first feature was defined as the average signal level (SNR b ) of each bowel sound generated in the 5 minutes immediately before ingestion of a beverage, and the second feature was defined as the average signal level (SNR a ) of each bowel sound generated in the 10 minutes immediately after ingestion of a beverage. The first feature SNR b and the second feature SNR a were calculated for each subject.

実施例1および2と同様に、第1特徴量SNRおよび第2特徴量SNRの比率(ratio)と第1特徴量SNRとの相関性を検証した。比率ratioは、式(3)のように定義した。
ratio=SNR/SNR ・・・(3)
Similar to Examples 1 and 2, the correlation between the ratio of the first feature amount SNR b to the second feature amount SNR a and the first feature amount SNR b was verified. The ratio was defined as in Equation (3).
ratio=SNR a /SNR b ...(3)

さらに、第1特徴量SNRの対数および比率ratioの対数を被験者単位で演算した。その結果、DB1(炭酸水摂取試験)から得られた第1特徴量SNRの対数および比率ratioの対数の相関係数は、R=-0.538であり、有意水準はp=0.014であった。また、DB2(コーヒー摂取試験)から得られた第1特徴量SNRの対数および比率ratioの対数の相関係数は、R=-0.477であり、有意水準はp=0.034であった。 Furthermore, the logarithm of the first feature SNR b and the logarithm of the ratio ratio were calculated for each subject. As a result, the correlation coefficient between the logarithm of the first feature SNR b and the logarithm of the ratio ratio obtained from DB1 (carbonated water intake test) was R = -0.538, with a significance level of p = 0.014. Furthermore, the correlation coefficient between the logarithm of the first feature SNR b and the logarithm of the ratio ratio obtained from DB2 (coffee intake test) was R = -0.477, with a significance level of p = 0.034.

以上のように、腸の状態が健常な被験者が炭酸水またはコーヒーを摂取した場合の第1特徴量SNRの対数および比率ratioの対数には、高い相関があることが分かった。 As described above, it was found that there is a high correlation between the logarithm of the first feature amount SNR b and the logarithm of the ratio ratio when subjects with healthy intestinal conditions ingest carbonated water or coffee.

(実施例4)
実施例4では、特徴量が腸音のスペクトル帯域幅である場合の、第1特徴量および第2特徴量の相関性を検証した。スペクトル帯域幅とは、振幅スペクトルが最大振幅の1/2よりも高い周波数範囲と定義した。第1特徴量を、飲料摂取直前5分間における腸音の1分間あたりの平均スペクトル帯域幅(w)と定義し、第2特徴量を、飲料摂取直後10分間における腸音の1分間あたりの平均スペクトル帯域幅(w)と定義し、第1特徴量wおよび第2特徴量wを被験者単位で演算した。
Example 4
In Example 4, the correlation between the first feature and the second feature was verified when the feature was the spectral bandwidth of bowel sounds. The spectral bandwidth was defined as the frequency range in which the amplitude spectrum is higher than half the maximum amplitude. The first feature was defined as the average spectral bandwidth per minute ( wb ) of bowel sounds in the five minutes immediately before ingestion of a beverage, and the second feature was defined as the average spectral bandwidth per minute ( wa ) of bowel sounds in the ten minutes immediately after ingestion of a beverage. The first feature wb and the second feature wa were calculated for each subject.

まず、第1特徴量wおよび第2特徴量wの比率(ratio)と第1特徴量wとの相関性を検証した。比率ratioは、式(4)のように定義した。
ratio=w/w ・・・(4)
First, the correlation between the ratio of the first feature amount wb to the second feature amount wa and the first feature amount wb was verified. The ratio was defined as in Equation (4).
ratio= wa / wb ...(4)

図11(a)は、DB1から得られた第1特徴量wおよび比率ratioの散布図であり、各点の相関係数はR=-0.599であり、有意水準はp=0.005であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水またはコーヒーを摂取した場合の第1特徴量wおよび比率ratioには、高い相関があることが分かった。 11A is a scatter plot of the first feature value wb and the ratio obtained from DB1, where the correlation coefficient for each point was R = -0.599 and the significance level was p = 0.005. Therefore, it was found that there is a high correlation between the first feature value wb and the ratio when subjects with healthy intestinal conditions ingested carbonated water or coffee.

さらに、第1特徴量wの対数および比率ratioの対数を被験者単位で演算した。図11(b)は、DB1から得られた第1特徴量wの対数および比率ratioの対数の散布図であり、各点の相関係数はR=-0.708であり、有意水準はp=0.000であった。よって、腸の状態が健常な被験者が炭酸水またはコーヒーを摂取した場合の第1特徴量wの対数および比率ratioの対数には、高い相関があることが分かった。 Furthermore, the logarithm of the first feature quantity wb and the logarithm of the ratio (ratio) were calculated for each subject. Figure 11(b) is a scatter plot of the logarithm of the first feature quantity wb and the logarithm of the ratio (ratio) obtained from DB1, where the correlation coefficient for each point was R = -0.708 and the significance level was p = 0.000. Therefore, it was found that there is a high correlation between the logarithm of the first feature quantity wb and the logarithm of the ratio (ratio) when subjects with healthy intestinal conditions ingested carbonated water or coffee.

[実施例5]
実施例5では、30名の女性の被験者に対して、RomeIV診断基準を反映したアンケートを実施し、回答に基づいて、被験者を機能性下痢(FD)、機能性便秘(FC)および健常者に分類した。分類結果を表1に示す。
[Example 5]
In Example 5, 30 female subjects were given a questionnaire reflecting the Rome IV diagnostic criteria, and based on their responses, the subjects were classified into functional diarrhea (FD), functional constipation (FC), and healthy individuals. The classification results are shown in Table 1.

続いて、各被験者に対して、飲料摂取試験を行った。具体的には、約12時間絶食した各被験者におよそ10℃以下の強炭酸水を200mL摂取させ、摂取前5分間の安静状態と摂取後10分間の安静状態における、各被験者の生体音を音響データとして収集した。音響データの収集に用いられた機器および収集方法は、上記の実施例1~4と同じであった。電子聴診器の周波数特性ならびに腸音の周波数特性を考慮して、収集された音響データの周波数を4000Hzにダウンサンプリングした。 Next, a beverage ingestion test was conducted on each subject. Specifically, each subject, who had fasted for approximately 12 hours, ingested 200 mL of strongly carbonated water at approximately 10°C or below. Each subject's body sounds were collected as acoustic data while they were in a resting state for 5 minutes before ingestion and 10 minutes after ingestion. The equipment and methods used to collect the acoustic data were the same as those used in Examples 1 to 4 above. Taking into account the frequency characteristics of the electronic stethoscope and the frequency characteristics of bowel sounds, the frequency of the collected acoustic data was downsampled to 4000 Hz.

評価装置3では、抽出用モデルMとして学習済みのニューラルネットワークモデルを用いて、各音響データから複数の腸音を抽出した。具体的には、音響データに対して、セグメント長:64ms、シフトサイズ:16msでセグメント化を行い、セグメント内の信号が平均値0、標準偏差1となるように正規化した。正規化されたセグメントから10次元のlinear prediction cepstral(LPC)係数とそのΔや、ΔΔ、22次元のMFCCからなる合計52次元の特徴量を抽出して、ニューラルネットワークへの入力として使用した。各特徴量に、腸音(BS)セグメントか否かの2値をラベリングして教師データを生成した。生成した教師データを用いて、ニューラルネットワークの学習を行い腸音か否かの2クラス分類を行うための抽出用モデルMを生成した。なお、ニューラルネットワークの中間層のユニット数は40とした。抽出用モデルMの性能を5分割交差検証による評価を行った結果、感度80.47±2.83%、特異度97.61±0.74%、PPV86.17±1.88%、NPV96.52±0.74%、精度95.02±0.87%、F1スコア83.17±0.80%であった。 In the evaluation device 3, multiple bowel sounds were extracted from each acoustic data set using a trained neural network model as the extraction model M. Specifically, the acoustic data was segmented with a segment length of 64 ms and a shift size of 16 ms, and the signals within the segments were normalized to a mean value of 0 and a standard deviation of 1. A total of 52 features, consisting of 10-dimensional linear prediction cepstral (LPC) coefficients, their Δ and ΔΔ, and a 22-dimensional MFCC, were extracted from the normalized segments and used as input to the neural network. Each feature was labeled with a binary value indicating whether it was a bowel sound (BS) segment or not to generate training data. The generated training data was used to train the neural network and generate the extraction model M for two-class classification of whether it was a bowel sound or not. The number of units in the intermediate layer of the neural network was 40. The performance of extraction model M was evaluated using five-fold cross-validation, resulting in a sensitivity of 80.47±2.83%, specificity of 97.61±0.74%, PPV of 86.17±1.88%, NPV of 96.52±0.74%, accuracy of 95.02±0.87%, and F1 score of 83.17±0.80%.

また、環境ノイズによる音響特徴量の変化を考慮し、腸音ではないと判定されたセグメントで得られたスペクトルの平均を用いてノイズサブトラクションを行った。 In addition, taking into account changes in acoustic features due to environmental noise, noise subtraction was performed using the average of the spectra obtained from segments determined not to be bowel sounds.

続いて、抽出された腸音から、飲料摂取前における特徴量である第1特徴量および飲料摂取後における特徴量である第2特徴量を演算した。より具体的には、第1特徴量を、飲料摂取直前5分間における腸音から計算された第1特徴量の平均(x)と定義し、第2特徴量を、飲料摂取直後10分間における腸音から計算された第2特徴量の平均(x)と定義し、第1特徴量xおよび第2特徴量xを被験者単位で演算した。特徴量としては、
・腸音の最大振幅(BS maximum amplitude)
・腸音のパワー(BS power)
・腸音の発生頻度
・腸音の最大振幅スペクトル密度(Maximum Amplitude Spectral Density、MASD)
・腸音のピーク周波数
・腸音のスペクトル帯域幅(Bandwidth)
の6つの特徴量を用いた。なお、最大振幅スペクトル密度とは、時間信号を高速フーリエ変換(FFT)することによって得られた振幅スペクトルの最大値である。
Next, a first feature, which is a feature before ingestion of the beverage, and a second feature, which is a feature after ingestion of the beverage, were calculated from the extracted bowel sounds. More specifically, the first feature was defined as the average ( xb ) of the first feature calculated from the bowel sounds in the five minutes immediately before ingestion of the beverage, and the second feature was defined as the average ( xa ) of the second feature calculated from the bowel sounds in the ten minutes immediately after ingestion of the beverage, and the first feature xb and the second feature xa were calculated for each subject. The features were as follows:
・Bow sound maximum amplitude (BS maximum amplitude)
・Bow sound power (BS power)
- Frequency of bowel sounds - Maximum Amplitude Spectral Density (MASD) of bowel sounds
・Peak frequency of bowel sounds ・Spectral bandwidth of bowel sounds
The maximum amplitude spectral density is the maximum value of the amplitude spectrum obtained by performing a fast Fourier transform (FFT) on the time signal.

さらに、健常者から得られた腸音の第1特徴量xの対数ならびに第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率ratioの対数に対応する座標の分布から、回帰直線を求め、各被験者から得られた腸音の第1特徴量xの対数および比率ratioの対数に対応する座標と、回帰直線との距離に基づいて、各被験者の腸の状態を評価できるかを検証した。 Furthermore, a regression line was calculated from the distribution of coordinates corresponding to the logarithm of the first feature quantity xb of bowel sounds obtained from healthy subjects and the logarithm of the ratio (ratio) between the first feature quantity xb and the second feature quantity xa , and it was verified whether the intestinal condition of each subject could be evaluated based on the distance between the regression line and the coordinates corresponding to the logarithm of the first feature quantity xb of bowel sounds obtained from each subject and the logarithm of the ratio (ratio).

以下、特徴量が腸音のスペクトル帯域幅である場合について説明する。まず、30名の被験者から得られた腸音を解析し、飲料摂取直前5分間の腸音に対応するスペクトル帯域幅の平均(第1特徴量x)および、飲料摂取直後10分間の腸音に対応するスペクトル帯域幅の平均(第2特徴量x)を演算し、さらに、第1特徴量xの対数ならびに第1特徴量xおよび第2特徴量xの比率ratioの対数を被験者単位で演算した。 The following describes a case where the feature is the spectral bandwidth of bowel sounds. First, bowel sounds obtained from 30 subjects were analyzed, and the average spectral bandwidth corresponding to the bowel sounds for 5 minutes immediately before ingestion (first feature xb ) and the average spectral bandwidth corresponding to the bowel sounds for 10 minutes immediately after ingestion (second feature xa ) were calculated. Furthermore, the logarithm of the first feature xb and the logarithm of the ratio (ratio) of the first feature xb and the second feature xa were calculated for each subject.

続いて、被験者のうち腸の状態が健常な10名の被験者から得られた腸音の第1特徴量xの対数および比率ratioの対数を抽出し、図12(a)に示すように、第1特徴量xの対数をx軸、比率ratioの対数をy軸とするグラフにプロットした(緑〇印)。さらに、プロットした座標を用いて、最小二乗法をもとに線形回帰の係数(傾きと切片)を推定する線形回帰モデルを構築しトレーニングを行った。具体的には、プロットした座標とモデル予測との間の二乗誤差の合計を最小化することにより、係数(モデルパラメータ)を推定し、回帰直線(Regression Line)を求めた。 Next, the logarithms of the first feature xb and the ratio ratio of bowel sounds obtained from 10 subjects with healthy bowel conditions were extracted and plotted on a graph with the logarithm of the first feature xb on the x-axis and the logarithm of the ratio ratio on the y-axis (green circles ) as shown in Figure 12(a). Furthermore, using the plotted coordinates, a linear regression model was constructed and trained to estimate the linear regression coefficients (slope and intercept) based on the least squares method. Specifically, the coefficients (model parameters) were estimated by minimizing the sum of the squared errors between the plotted coordinates and the model predictions, and a regression line was obtained.

さらに、回帰直線から閾値だけ離れた閾値直線(threshold line)を設定した。図12(a)に示される赤線が回帰直線であり、2つの青線が閾値直線である。 Furthermore, a threshold line was set that was a threshold distance away from the regression line. The red line shown in Figure 12(a) is the regression line, and the two blue lines are the threshold lines.

続いて、被験者のうち腸の状態が健常ではない(FDまたはFC)20名の被験者から得られた腸音の第1特徴量xの対数および比率ratioの対数を抽出し、図12(b)に示すように、回帰直線および閾値直線が設定されたグラフ上にプロットした(赤〇印)。健常者群(緑〇印)は回帰直線の付近に分布しているのに対し、FDおよびFC群(赤〇印)は、回帰直線から離れた領域に分布していることが分かる。そのため、被験者から得られた腸音の第1特徴量xの対数および比率ratioの対数に対応する座標が、2つの青線に挟まれた領域に位置する場合、すなわち、当該座標と回帰直線との距離が閾値以内の場合に、腸の状態が健常であると評価できることが分かる。 Next, the logarithm of the first feature value xb and the logarithm of the ratio (ratio) of bowel sounds obtained from 20 subjects whose bowel conditions were not healthy (FD or FC) were extracted and plotted on a graph with a regression line and a threshold line (red circles) as shown in Figure 12(b). It can be seen that the healthy group (green circles) is distributed near the regression line, while the FD and FC groups (red circles) are distributed in areas away from the regression line. Therefore, when the coordinates corresponding to the logarithm of the first feature value xb and the logarithm of the ratio (ratio) of bowel sounds obtained from a subject are located in the area between the two blue lines, i.e., when the distance between the coordinates and the regression line is within the threshold, the bowel condition can be evaluated as healthy.

健常者群(緑〇印)を0、FDおよびFC群(赤〇印)を1としてラベル付けを行い、各〇印と回帰直線との距離をscoreとして算出し、scoreに閾値を用いて2クラス分類を行った(閾値よりも大きければ1、閾値以下であれば0)。腸音のスペクトル帯域幅以外の5つの特徴量についても、上記と同様に2クラス分類を行った。各特徴量の分類性能を表2に示す。なお、閾値は分類性能が最大になるように調整した。 The healthy subject group (green circles) was labeled as 0, and the FD and FC groups (red circles) as 1. The distance between each circle and the regression line was calculated as a score, and a threshold was used to classify the score into two classes (1 if greater than the threshold, 0 if less than the threshold). Two-class classification was also performed in the same way as above for the five feature quantities other than the spectral bandwidth of bowel sounds. The classification performance of each feature quantity is shown in Table 2. The threshold was adjusted to maximize classification performance.

表2の結果から、いずれの特徴量を用いても、回帰分析によって腸の状態が健常であるかFDまたFCであるかを精度よく評価できることが分かった。データセットの偏りがある点に注意すると、時間領域の特徴量では、特に腸音の発生頻度が分類に寄与しており、周波数領域の特徴量では、特に腸音のスペクトル帯域幅が分類に寄与していることが分かった。 The results in Table 2 show that regardless of which feature is used, regression analysis can accurately assess whether the intestinal condition is healthy, FD, or FC. Keeping in mind the bias in the dataset, it was found that, in terms of time-domain features, the frequency of bowel sounds in particular contributed to classification, and, in terms of frequency-domain features, the spectral bandwidth of bowel sounds in particular contributed to classification.

表2の結果は、第1特徴量に対応する腸音の長さが5分であり、第2特徴量に対応する各腸音の長さが10分であったが、第1特徴量および第2特徴量に対応する各腸音の長さを変えて、上記と同様に2クラス分類を行った。第1特徴量に対応する腸音の長さが10分であり、第2特徴量に対応する腸音の長さが10分である場合の、各特徴量の分類性能を表3に示す。 In the results of Table 2, the length of the bowel sounds corresponding to the first feature was 5 minutes, and the length of each bowel sound corresponding to the second feature was 10 minutes. However, by changing the length of each bowel sound corresponding to the first and second feature, two-class classification was performed in the same manner as above. Table 3 shows the classification performance of each feature when the length of the bowel sounds corresponding to the first feature was 10 minutes, and the length of the bowel sounds corresponding to the second feature was 10 minutes.

第1特徴量に対応する腸音の長さが5分であり、第2特徴量に対応する腸音の長さが5分である場合の、各特徴量の分類性能を表4に示す。 Table 4 shows the classification performance of each feature when the length of the bowel sound corresponding to the first feature is 5 minutes and the length of the bowel sound corresponding to the second feature is 5 minutes.

表3および表4から、第1特徴量および第2特徴量に対応する各腸音の長さを5分~10分とすることにより、腸の状態を精度よく評価できることが分かった。 Tables 3 and 4 show that the condition of the intestines can be accurately evaluated by setting the length of each bowel sound corresponding to the first feature and second feature to 5 to 10 minutes.

(付記事項)
なお、上記の実施例では、特徴量として、刺激前の所定時間、または刺激後の所定時間における平均値を用いたが、中央値、分散値等の統計量を用いることもできる。また、各グラフにおいて、横軸は測定値であったが、正規化または標準化した値であってもよく、縦軸を正規化または標準化してもよい。さらに、対数変換前に数値に+1等をすることもできる。また、各グラフにおいて、横軸は刺激前の測定値であったが、刺激後の測定値であってもよい。
(Additional Notes)
In the above examples, the average value at a predetermined time before or after stimulation was used as the feature value, but statistics such as the median and variance can also be used. Furthermore, in each graph, the horizontal axis represents the measured value, but it may represent a normalized or standardized value, and the vertical axis may also be normalized or standardized. Furthermore, values may be incremented by +1 or the like before logarithmic transformation. Furthermore, in each graph, the horizontal axis represents the measured value before stimulation, but it may represent the measured value after stimulation.

1 評価システム
2 集音装置
3 評価装置
30 補助記憶装置
31 音響データ取得部
32 抽出部
33 特徴量演算部
331 第1特徴量演算部
332 第2特徴量演算部
34 評価部
M 抽出用モデル
P 評価プログラム
R 相関データ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Evaluation system 2 Sound collection device 3 Evaluation device 30 Auxiliary storage device 31 Acoustic data acquisition unit 32 Extraction unit 33 Feature amount calculation unit 331 First feature amount calculation unit 332 Second feature amount calculation unit 34 Evaluation unit M Extraction model P Evaluation program R Correlation data

Claims (26)

被験者の腸の状態を評価する評価装置であって、
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出部と、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算部と、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算部と、
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価部と、
を備え、
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、
前記評価部は、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率に基づいて、腸の前記状態を評価する評価装置。
An evaluation device for evaluating the intestinal condition of a subject,
an extraction unit that extracts bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
a first feature amount calculation unit that calculates a first feature amount, which is one feature amount of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
a second feature amount calculation unit that calculates a second feature amount, which is the one feature amount of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
an evaluation unit that evaluates an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
Equipped with
the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
The evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and a ratio between the first feature amount and the second feature amount .
前記評価部は、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率に対応する座標と、複数の健常者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量ならびに第1特徴量および第2特徴量の比率に対応する座標の分布から求められた近似曲線との距離に基づいて、腸の前記状態を評価する、請求項1に記載の評価装置。2. The evaluation device according to claim 1, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on a distance between a coordinate corresponding to the first feature amount and a ratio between the first feature amount and the second feature amount and an approximation curve obtained from a distribution of coordinates corresponding to the first feature amount and the ratio between the first feature amount and the second feature amount of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from a plurality of healthy subjects. 被験者の腸の状態を評価する評価装置であって、An evaluation device for evaluating the intestinal condition of a subject,
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出部と、an extraction unit that extracts bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算部と、a first feature amount calculation unit that calculates a first feature amount, which is one feature amount of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算部と、a second feature amount calculation unit that calculates a second feature amount, which is the one feature amount of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価部と、an evaluation unit that evaluates an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を備え、Equipped with
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価部は、前記第1特徴量の対数ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する評価装置。The evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio between the first feature amount and the second feature amount.
前記評価部は、前記第1特徴量の対数ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率の対数に対応する座標と、複数の健常者から得られた音響データから抽出された腸音の第1特徴量の対数ならびに第1特徴量および第2特徴量の比率の対数に対応する座標の分布から求められた回帰直線との距離に基づいて、腸の前記状態を評価する、請求項3に記載の評価装置。4. The evaluation device according to claim 3, wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestine based on a distance between coordinates corresponding to the logarithm of the first feature amount and the logarithm of a ratio between the first feature amount and the second feature amount and a regression line obtained from a distribution of coordinates corresponding to the logarithm of the first feature amount and the logarithm of a ratio between the first feature amount and the second feature amount of bowel sounds extracted from acoustic data obtained from a plurality of healthy subjects. 被験者の腸の状態を評価する評価装置であって、An evaluation device for evaluating the intestinal condition of a subject,
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出部と、an extraction unit that extracts bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算部と、a first feature amount calculation unit that calculates a first feature amount, which is one feature amount of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算部と、a second feature amount calculation unit that calculates a second feature amount, which is the one feature amount of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価部と、an evaluation unit that evaluates an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を備え、Equipped with
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価部は、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の差分に基づいて、腸の前記状態を評価する評価装置。The evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and a difference between the first feature amount and the second feature amount.
被験者の腸の状態を評価する評価装置であって、An evaluation device for evaluating the intestinal condition of a subject,
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出部と、an extraction unit that extracts bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算部と、a first feature amount calculation unit that calculates a first feature amount, which is one feature amount of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算部と、a second feature amount calculation unit that calculates a second feature amount, which is the one feature amount of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価部と、an evaluation unit that evaluates an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を備え、Equipped with
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価部は、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の和に基づいて、腸の前記状態を評価する評価装置。The evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and the sum of the first feature amount and the second feature amount.
被験者の腸の状態を評価する評価装置であって、An evaluation device for evaluating the intestinal condition of a subject,
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出部と、an extraction unit that extracts bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算部と、a first feature amount calculation unit that calculates a first feature amount, which is one feature amount of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算部と、a second feature amount calculation unit that calculates a second feature amount, which is the one feature amount of the bowel sound after giving a stimulus to the intestine, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価部と、an evaluation unit that evaluates an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を備え、Equipped with
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価部は、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の積に基づいて、腸の前記状態を評価する評価装置。The evaluation unit evaluates the state of the intestine based on the first feature amount and a product of the first feature amount and the second feature amount.
前記特徴量は、前記腸音の時間領域に関連する特徴量である、請求項1~7のいずれかに記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1 , wherein the feature amount is a feature amount related to a time domain of the bowel sound. 前記特徴量は、前記腸音の発生頻度である、請求項に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 8 , wherein the feature amount is an occurrence frequency of the bowel sounds. 前記特徴量は、前記腸音の長さである、請求項に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 8 , wherein the feature amount is a duration of the bowel sound. 前記特徴量は、前記腸音の信号レベルである、請求項に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 8 , wherein the feature amount is a signal level of the bowel sound. 前記特徴量は、前記腸音の周波数領域に関連する特徴量である、請求項1~7のいずれかに記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1 , wherein the feature amount is a feature amount related to a frequency domain of the bowel sounds. 前記特徴量は、前記腸音のスペクトル帯域幅である、請求項12に記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 12 , wherein the feature amount is a spectral bandwidth of the bowel sound. 前記評価部は、前記第1特徴量および前記第2特徴量のうち、信号レベルが閾値以上の腸音の特徴量に基づいて、腸の前記状態を評価する、請求項1~7のいずれかに記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1 , wherein the evaluation unit evaluates the state of the intestines based on a feature of bowel sounds having a signal level equal to or higher than a threshold, out of the first feature and the second feature. 第1特徴量および第2特徴量に対応する各腸音の長さは5~10分である、請求項1~7のいずれかに記載の評価装置。 The evaluation device according to claim 1 , wherein the duration of each of the bowel sounds corresponding to the first feature amount and the second feature amount is 5 to 10 minutes. 請求項1~7のいずれかに記載の評価装置と、
前記被験者から前記音響データを得るための集音装置と、
を備える、評価システム。
The evaluation device according to any one of claims 1 to 7 ,
a sound collection device for obtaining the acoustic data from the subject;
An evaluation system comprising:
コンピュータが被験者の腸の状態を評価する評価方法であって、
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、
を有し、
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率に基づいて、腸の前記状態を評価する評価方法。
1. An evaluation method in which a computer evaluates a subject's intestinal condition, comprising:
an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
and
the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and a ratio between the first feature amount and the second feature amount .
コンピュータが被験者の腸の状態を評価する評価方法であって、1. An evaluation method in which a computer evaluates a subject's intestinal condition, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を有し、and
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量の対数ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する評価方法。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio between the first feature amount and the second feature amount.
コンピュータが被験者の腸の状態を評価する評価方法であって、1. An evaluation method in which a computer evaluates a subject's intestinal condition, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を有し、and
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の差分に基づいて、腸の前記状態を評価する評価方法。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and a difference between the first feature amount and the second feature amount.
コンピュータが被験者の腸の状態を評価する評価方法であって、1. An evaluation method in which a computer evaluates a subject's intestinal condition, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を有し、and
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の和に基づいて、腸の前記状態を評価する評価方法。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and the sum of the first feature amount and the second feature amount.
コンピュータが被験者の腸の状態を評価する評価方法であって、1. An evaluation method in which a computer evaluates a subject's intestinal condition, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
を有し、and
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の積に基づいて、腸の前記状態を評価する評価方法。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and a product of the first feature amount and the second feature amount.
被験者の腸の状態を評価する評価プログラムであって、
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率に基づいて、腸の前記状態を評価する、評価プログラム。
1. An assessment program for assessing a subject's intestinal status, comprising:
an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
on the computer,
the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and a ratio between the first feature amount and the second feature amount .
被験者の腸の状態を評価する評価プログラムであって、1. An assessment program for assessing a subject's intestinal status, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
をコンピュータに実行させ、on the computer,
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量の対数ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の比率の対数に基づいて、腸の前記状態を評価する、評価プログラム。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the logarithm of the first feature amount and the logarithm of the ratio between the first feature amount and the second feature amount.
被験者の腸の状態を評価する評価プログラムであって、1. An assessment program for assessing a subject's intestinal status, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
をコンピュータに実行させ、on the computer,
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の差分に基づいて、腸の前記状態を評価する評価プログラム。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and a difference between the first feature amount and the second feature amount.
被験者の腸の状態を評価する評価プログラムであって、1. An assessment program for assessing a subject's intestinal status, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
をコンピュータに実行させ、on the computer,
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の和に基づいて、腸の前記状態を評価する評価プログラム。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and the sum of the first feature amount and the second feature amount.
被験者の腸の状態を評価する評価プログラムであって、1. An assessment program for assessing a subject's intestinal status, comprising:
前記被験者から得られた音響データから腸音を抽出する抽出ステップと、an extraction step of extracting bowel sounds from acoustic data obtained from the subject;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与える前における腸音の1つの特徴量である第1特徴量を演算する第1特徴量演算ステップと、a first feature calculation step of calculating a first feature, which is one feature of the bowel sounds before the bowel is stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記抽出された腸音のうち、前記腸に刺激を与えた後における腸音の前記1つの特徴量である第2特徴量を演算する第2特徴量演算ステップと、a second feature calculation step of calculating a second feature, which is the one feature of the bowel sound after the bowel has been stimulated, from among the extracted bowel sounds;
前記第1特徴量および前記第2特徴量に基づいて、前記被験者の腸の状態を評価する評価ステップと、an evaluation step of evaluating an intestinal condition of the subject based on the first feature amount and the second feature amount;
をコンピュータに実行させ、on the computer,
前記刺激は、飲料または固形物の摂取による刺激であり、the stimulus is a stimulus caused by ingestion of a drink or solid food;
前記評価ステップでは、前記第1特徴量ならびに前記第1特徴量および前記第2特徴量の積に基づいて、腸の前記状態を評価する評価プログラム。In the evaluation step, the state of the intestine is evaluated based on the first feature amount and the product of the first feature amount and the second feature amount.
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