JP6608229B2 - Information processing method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、呼吸音に含まれる喀痰音を処理する技術に関する。 The present invention relates to a technique for processing stuttering included in respiratory sounds.
気管、気管支、肺胞、肺空洞などに分泌物や血液がたまって呼吸のときなど空気との接触で発する異常音のことをラッセル音又はラ音(以下、ラ音と記す)という。ラ音は図1のように分類される。ラ音は、継続的な継続性ラ音と、断続的な断続性ラ音とに大きく分類され、気管、気管支、肺胞、肺空洞などに喀痰が貯まって呼吸のときなど空気との接触で発する断続性ラ音が喀痰音である。断続性ラ音には、継続時間が短く(10ms以上25ms以下)で且つ周波数が高い(250Hz以上500以下)水泡音と、継続時間がさらに短く(5ms以下)且つ周波数がさらに高い(500Hz以上1000Hz以下)捻髪音とが含まれる。 Abnormal sounds generated by contact with air, such as when respiratory secretions or blood accumulate in the trachea, bronchi, alveoli, lung cavities, etc., are called Russell sounds or rales (hereinafter referred to as ra sounds). The rales are classified as shown in FIG. Rashes are broadly classified into continuous continual rashes and intermittent intermittent raps, and when they are in contact with air, such as when breathing due to accumulation of sputum in the trachea, bronchi, alveoli, lung cavities, etc. Intermittent rales that emit are roaring. Intermittent rales have a short duration (10 ms or more and 25 ms or less) and a high frequency (250 Hz or more and 500 or less) bubbling sound, and a shorter duration (5 ms or less) and a higher frequency (500 Hz or more and 1000 Hz). And the following).
呼吸音に含まれるラ音を検出する技術は従来から開発されている。 Techniques for detecting rales contained in respiratory sounds have been developed in the past.
例えば、パワースペクトルの周波数方向の局所分散値が閾値よりも大きい部分と小さい部分に分けて、大きい部分の逆フーリエ変換を連続性ラ音の波形、小さい部分の逆フーリエ変換を正常呼吸音の波形とするものがある(例えば下記特許文献1)。しかし、ラ音の継続時間長は評価していない。
For example, the local variance value in the frequency direction of the power spectrum is divided into a portion where the local variance value is larger and smaller than the threshold, and the inverse Fourier transform of the large portion is the waveform of the continuous rar sound, and the inverse Fourier transform of the small portion is the waveform of the normal breathing sound. (For example,
また、呼吸音をヒルベルト変換して解析信号を得て、波形包絡線、瞬時周波数および瞬時帯域幅を求め、包絡線からピーク抽出をして、抽出したピークの瞬時周波数又は瞬時帯域幅に基づいてラ音を検出するものもある(例えば下記特許文献2)。しかし、ラ音の継続時間長は評価していない。 In addition, the Hilbert transform of the breathing sound is used to obtain an analysis signal, the waveform envelope, instantaneous frequency and instantaneous bandwidth are obtained, the peak is extracted from the envelope, and the extracted peak is based on the instantaneous frequency or instantaneous bandwidth of the extracted peak. There are also those that detect a rarity (for example, Patent Document 2 below). However, the duration of the rarity is not evaluated.
さらに、呼吸音の周波数スペクトルの包絡線を複数のガウス波形で近似し、各ガウス波形のピーク位置及び分散値を呼吸音の特徴パラメータとして、呼吸音を分類する技術もある(例えば下記特許文献3)。しかしながら、ラ音の継続時間長は評価していない。
Further, there is a technique for approximating the envelope of the frequency spectrum of respiratory sounds with a plurality of Gaussian waveforms, and classifying the respiratory sounds using the peak position and variance value of each Gaussian waveform as characteristic parameters of the respiratory sounds (for example,
さらに、呼吸音の高周波成分の波形の絶対値化した波形の10ms毎の平均値の列に対して閾値を設けてラ音を求める技術も存在している(例えば下記非特許文献1)。継続時間長は評価しているが、10ms毎にフレームを区切って解析しているので、10ms以下の短い現象を自動的に検出できない。またラ音の周波数特性の評価を行っていない。
Further, there is a technique for obtaining a ra sound by providing a threshold for a column of average values every 10 ms of a waveform obtained by converting the waveform of a high-frequency component of respiratory sound into an absolute value (for example, Non-Patent
以上のことから、従来技術では、精度良く喀痰音の検出ができていない。 From the above, the conventional technology cannot detect the stuttering with high accuracy.
また、喀痰音は医師や看護師が聴診器で聞いて判断しているが、その聴診には高度な技術と経験を要し、経験の少ない介護士や患者の家族などでは喀痰音の聴診を行うことは困難である。従って、喀痰吸引がうまく行われたかの確認など、介護士や家族などの作業を補助する技術が望まれているが、そのような技術は存在していない。 In addition, doctors and nurses use a stethoscope to judge stuttering, but the auscultation requires advanced skills and experience. It is difficult to do. Therefore, there is a demand for a technique that assists caregivers, family members, and the like, such as confirming whether the sputum suction has been performed successfully, but such a technique does not exist.
従って、本発明の目的は、一側面として、喀痰吸引を行う者に対して効果的な補助を行うための情報処理技術を提供することである。 Therefore, the objective of this invention is providing the information processing technique for performing the effective assistance with respect to the person who performs sputum suction | inhalation as one side surface.
本発明に係る情報処理方法は、(A)第1のタイミングで収録された所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第1の発生回数を計数するステップと、(B)第2のタイミングで収録された所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第2の発生回数を計数するステップと、(C)第1の発生回数と第2の発生回数とから、第1のタイミングと第2のタイミングとの間における症状変化を表す評価値を算出する算出ステップとを含む。 The information processing method according to the present invention includes (A) a step of counting a first number of occurrences of stuttering included in a breathing sound of a predetermined period recorded at a first timing, and (B) at a second timing. The step of counting the second number of occurrences of stuttering included in the recorded breathing sounds for a predetermined period, and (C) the first timing and the second number of occurrences from the first number of occurrences and the second number of occurrences. A calculation step of calculating an evaluation value representing a symptom change with respect to timing.
一側面によれば、喀痰吸引を行う者に対して効果的に補助できるようになる。 According to one aspect, it is possible to effectively assist a person performing sputum suction.
本発明の実施の形態の概要を図2に示す。 An outline of the embodiment of the present invention is shown in FIG.
図2の上段部分は、被介護者の喀痰状態が、左から右に時間が経過するにつれて変化する様子を模式的に示したものである。この例では、正常状態から、徐々に喀痰が増加して、ある程度の量喀痰が残留する状態になると、介護士などが喀痰の吸引を行うことになる。喀痰吸引が適切に行われれば、喀痰吸引後に正常状態に戻る。本実施の形態では、例えば喀痰吸引が適切に行われたか否かを情報処理装置にて判定する。 The upper part of FIG. 2 schematically shows how the cared person's heel state changes from left to right as time elapses. In this example, when the amount of wrinkles gradually increases from a normal state and a certain amount of wrinkles remains, a caregiver or the like will suck the wrinkles. If sputum suction is performed properly, it returns to normal after sputum suction. In the present embodiment, for example, the information processing device determines whether or not sputum suction has been appropriately performed.
すなわち、情報処理装置は、喀痰吸引直前における呼吸音を収録して喀痰音を検出した上で喀痰音をカウントしてカウント1を得る。また、情報処理装置は、喀痰吸引直後における呼吸音を収録して喀痰音を検出した上で喀痰音をカウントしてカウント2を得る。そして、情報処理装置は、吸引前後のカウント結果であるカウント1及び2を評価して、喀痰吸引効果の評価結果を出力する。
That is, the information processing apparatus records the breathing sound immediately before the sputum suction and detects the stuttering and then counts the stuttering to obtain the
これによって、介護士等は喀痰の吸引が適切に行われたか否かを容易に判定できるようになる。 This makes it possible for a caregiver or the like to easily determine whether or not the sputum has been properly sucked.
例えば、情報処理装置は、図3に示すような聴診マイクロフォンが接続されたスマートフォンなどの携帯端末であり、図3に示すような表示を表示装置に行う。図3の例では、吸引前と吸引後のいずれのタイミングであるかを指示するボタンと、測定開始ボタンと、測定終了ボタンと、測定結果(吸引前)の表示欄と、測定結果(吸引後)の表示欄と、改善度の表示欄とが設けられている。例えば、吸引前ボタンを押した後、測定開始ボタンを押すと聴診が開始され、測定終了ボタンを押すと聴診が終了する。そして、測定結果(吸引前)の表示欄に、吸引前の喀痰音の回数/単位時間が表示される。また、被介護者に吸引を行った後、吸引後ボタンを押し、さらに測定開始ボタンを押して聴診を行い、測定終了ボタンを押して聴診を終了する。そうすると、吸引後の喀痰音の回数/単位時間が、測定結果(吸引後)の表示欄に表示されると共に、吸引前後の回数に基づく改善度が算出されて、改善度の表示欄に表示される。 For example, the information processing apparatus is a mobile terminal such as a smartphone to which an auscultation microphone as shown in FIG. 3 is connected, and performs a display as shown in FIG. 3 on the display device. In the example of FIG. 3, a button for instructing when the timing is before or after suction, a measurement start button, a measurement end button, a display column for measurement results (before suction), and a measurement result (after suction) ) Display column and improvement level display column. For example, after pressing the pre-suction button, pressing the measurement start button starts auscultation, and pressing the measurement end button ends the auscultation. Then, the number / unit time of stuttering before suction is displayed in the display column for the measurement result (before suction). In addition, after aspirating the cared person, press the button after suction, press the measurement start button to perform auscultation, and press the measurement end button to end the auscultation. Then, the number / unit time of stuttering after suction is displayed in the measurement result (after suction) display column, and the improvement based on the number of times before and after suction is calculated and displayed in the improvement display column. The
このような情報処理装置の具体的構成について、図4乃至図12を用いて説明する。 A specific configuration of such an information processing apparatus will be described with reference to FIGS.
本実施の形態に係る情報処理装置100は、図4に示すように、聴診マイクロフォン150に接続されており、入力部101と、入力データ格納部102と、カウント処理部103と、評価部104と、出力部105とを有する。
As shown in FIG. 4, the information processing apparatus 100 according to the present embodiment is connected to an
入力部101は、聴診マイクロフォン150から入力される音声信号をディジタル化して入力データ格納部102に格納したり、例えばタッチパネルなどの入力装置からユーザの入力指示を受け付けて、他の処理部に対して処理を実行させる。
The
カウント処理部103は、入力部101からの指示に応じて、入力データ格納部102に格納されているディジタル音声データ(ディジタル収録波形、呼吸音波形とも呼ぶ)から喀痰音をカウントする処理を実行する。
In response to an instruction from the
評価部104は、カウント処理部103によってカウントされた喀痰音のカウント値に基づき、喀痰吸引効果を表す評価値(例えば改善度)を算出する。
The
出力部105は、カウント処理部103によってカウントされた喀痰音のカウント値と、評価部104によって算出された指標値とを、表示装置に表示する。
The
次に、図5を用いてカウント処理部103の詳細な機能構成を説明する。
Next, a detailed functional configuration of the
カウント処理部103は、ハイパスフィルタ1031と、整流部1032と、平滑化処理部1033と、ラ音候補区間検出部1034と、パラメータ抽出部1035と、バンドパスフィルタ1036と、喀痰音判別部1037と、カウント結果格納部1038とを有する。
The
ハイパスフィルタ1031は、ディジタル収録波形に対してハイパスフィルタ処理(例えばカットオフ周波数fc=50Hz)を実施し、処理結果を整流部1032に出力する。整流部1032は、ハイパスフィルタ1031の処理結果に対して全波整流を行って、処理結果を平滑化処理部1033に出力する。平滑化処理部1033は、整流部1032の処理結果に対して平滑化処理を実行して波形の包絡線を検出し、処理結果をラ音候補区間検出部1034に出力する。
The high-
本実施の形態では、呼吸音波形をフレーム毎(例えば10ms乃至30ms)に分析するのではなく、呼吸音波形のサンプルレベルの細かさ(例えば8000Hzサンプリングの場合には0.125ms毎)で、呼吸音波形のカットオフ周波数fc以上の波形成分を整流及び平滑化することで、断続性ラ音の特徴である非常に短いラ音候補区間を検出するようにしている。 In the present embodiment, the respiratory sound waveform is not analyzed every frame (for example, 10 ms to 30 ms), but the respiration sound waveform is sampled with fineness of the sample level (for example, every 0.125 ms in the case of 8000 Hz sampling). By rectifying and smoothing the waveform component of the sound wave shape having a cutoff frequency fc or higher, a very short ra-tone candidate section, which is a characteristic of intermittent ra-cho, is detected.
ラ音候補区間検出部1034は、平滑化処理部1033の処理結果である波形のうち、振幅が所定の閾値以上となっている区間を検出して、当該区間の継続時間長durを計測し、処理結果をパラメータ抽出部1035に出力する。
The ra sound candidate
また、バンドパスフィルタ1036は、ディジタル収録波形に対してバンドパスフィルタ処理(例えば200Hz乃至1500Hzの周波数帯)を実行して、処理結果をパラメータ抽出部1035に出力する。
The
パラメータ抽出部1035は、検出されたラ音候補区間の各々についてスペクトル分析を行って、スペクトル強度についての特徴周波数(例えばピーク周波数fp又はスペクトル強度についての重心周波数fg)を抽出し、各ラ音候補区間について継続時間長dur及び特徴周波数(例えばfc又はfg)を喀痰音判別部1037に出力する。
The
喀痰音判別部1037は、図1に示したような基準に基づき、各ラ音候補区間について喀痰音か否かを判断して、喀痰音の発生回数を計数し、カウント結果処理部1038に格納する。なお、喀痰音の発生回数については、単位時間あたりの発生回数を算出するものとする。
The stuttering
このようにすればラ音のうち喀痰音を精度良く特定でき、評価できるようになる。 In this way, it is possible to accurately identify and evaluate the roar among the rales.
次に、図6乃至図12を用いて、本実施の形態に係る情報処理装置100の処理内容を説明する。 Next, processing contents of the information processing apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
例えば、介護士などのユーザが、吸引前ボタンを押した後測定開始ボタンを押すことによって、入力部101は、喀痰吸引前の呼吸音を収録し、呼吸音データを入力データ格納部102に格納する(図6:ステップS1)。なお、測定終了ボタンを押すまで呼吸音の収録を行うような例を説明したが、予め定めた時間の測定を行った場合に自動的に収録を終了させるようにしても良い。
For example, when a user such as a caregiver presses the measurement start button after pressing the pre-suction button, the
そして、例えば入力部101からの指示に応じて、カウント処理部103は、喀痰音のカウント処理を実行する(ステップS3)。喀痰音のカウント処理の詳細については、図7乃至図10を用いて説明する。
Then, for example, in response to an instruction from the
まず、ハイパスフィルタ1031は、ディジタル収録波形(呼吸音波形)に対してカットオフ周波数fc=50Hzでハイパスフィルタ処理を実行し、処理結果を整流部1032に出力する(図7:ステップS21)。
First, the high-
例えば図8(a)のような呼吸音波形が入力される場合を考えると、ハイパスフィルタ処理により、心臓音などの喀痰音検出に対して雑音となる低周波成分を除去して、図8(b)に示すような波形が得られる。 For example, considering a case where a respiratory sound waveform as shown in FIG. 8A is input, a low-frequency component that becomes noise in detecting stuttering such as heart sound is removed by high-pass filter processing, and FIG. A waveform as shown in b) is obtained.
整流部1032は、ハイパスフィルタ処理の処理結果に対して全波整流を行って、処理結果を平滑化処理部1033に出力する(ステップS23)。上でも述べたように、ハイパスフィルタ後の呼吸音波形を、サンプルレベルの細かさで解析するために、ここでは全波整流を行う。
The
例えば図8(b)に示すような波形に対して全波整流を行うと、図8(c)に示すよう波形が得られる。このように波形の振幅が絶対値化されることになる。 For example, when full-wave rectification is performed on a waveform as shown in FIG. 8B, a waveform as shown in FIG. 8C is obtained. In this way, the amplitude of the waveform is converted to an absolute value.
さらに、平滑化処理部1033は、全波整流の処理結果に対して、例えば15ms程度の窓長のハニング窓を用いて平滑化することで、波形の包絡線を抽出し、処理結果をラ音候補区間検出部1034に出力する(ステップS25)。
Further, the smoothing
例えば図8(c)に示すような波形に対して本ステップにおける平滑化処理を実行することで、図8(d)に示すように波形の包絡線が得られるようになる。 For example, by performing the smoothing process in this step on the waveform as shown in FIG. 8C, an envelope of the waveform can be obtained as shown in FIG. 8D.
そして、ラ音候補区間検出部1034は、平滑化処理部1033の処理結果から、所定の閾値th1以上の区間を、ラ音候補区間として抽出し、その継続区間長durを測定し、処理結果をパラメータ抽出部1035に出力する(ステップS27)。
Then, the ra sound candidate
図8(d)に示すような波形の包絡線が得られると、ピーク部分を特定して、そのピークの周辺で所定の閾値th1以上となっている区間を、図8(e)に示すようにラ音候補区間として特定する。なお、継続区間長durについては、パラメータ抽出部1035によって測定するようにしても良い。
When a waveform envelope as shown in FIG. 8D is obtained, a peak portion is specified, and a section that is equal to or greater than a predetermined threshold th1 around the peak is shown in FIG. 8E. Is identified as a ra sound candidate section. The continuation section length dur may be measured by the
また、バンドパスフィルタ1036は、ディジタル収録波形(呼吸音波形)に対して200Hzから1500Hz帯域のみを通過させるバンドパスフィルタ処理を実行して、処理結果をパラメータ抽出部1035に出力する(ステップS29)。200Hzから1500Hzは、ラ音の成分が現れる帯域であるためである。
Further, the
図8(a)に示すような波形に対してバンドパスフィルタ処理を実行すると、図9(b)に示すような波形が得られる。 When bandpass filter processing is executed on a waveform as shown in FIG. 8A, a waveform as shown in FIG. 9B is obtained.
そして、パラメータ抽出部1035は、各ラ音候補区間について、スペクトル分析を実行する(ステップS31)。
And the
図9(b)の場合には、図9(a)に示すようなラ音候補区間の波形のみを抽出して、スペクトル分析を実行して、200Hzから1500Hzのスペクトル強度を算出する。そうすると、この例では、図10に示すようなスペクトル分析結果が得られる。 In the case of FIG. 9B, only the waveform of the ra sound candidate section as shown in FIG. 9A is extracted, the spectrum analysis is executed, and the spectrum intensity from 200 Hz to 1500 Hz is calculated. Then, in this example, a spectrum analysis result as shown in FIG. 10 is obtained.
そして、パラメータ抽出部1035は、各ラ音候補区間について、特徴周波数を特定し、各ラ音候補区間の継続時間長dur及び特徴周波数を、喀痰音判別部1037に出力する(ステップS33)。
Then, the
図10の例では、ピーク周波数fpは312Hzであり、200Hzから1500Hzのスペクトル強度についての重心周波数fgは361Hzである。ピーク周波数fpを用いる方法は雑音等に弱くなる場合があるため、重心周波数fgを求めることでパラメータ抽出の安定性を増すことができる。本実施の形態では、ピーク周波数fp又は重心周波数fgを特定する。 In the example of FIG. 10, the peak frequency fp is 312 Hz, and the center-of-gravity frequency fg for the spectral intensity from 200 Hz to 1500 Hz is 361 Hz. Since the method using the peak frequency fp may be weak against noise or the like, the stability of parameter extraction can be increased by obtaining the centroid frequency fg. In the present embodiment, the peak frequency fp or the centroid frequency fg is specified.
そして、喀痰音判別部1037は、各ラ音候補区間について、喀痰音判別処理を実行する(ステップS35)。そして処理は図6の処理に戻る。喀痰音判別処理については、図11を用いて詳細に説明する。
Then, the stuttering
喀痰音判別部1037は、処理対象の1又は複数のラ音候補区間のうち、未処理のラ音候補区間を1つ特定する(ステップS41)。そして、喀痰音判別部1037は、特定されたラ音候補区間の継続時間長durが、25ms以下であるか否かを判断する(ステップS43)。25msを超える場合には、継続性ラ音又はその他の状態である。従って、ステップS43の条件を満たさない場合には処理はステップS51に移行する。図1に従って継続性ラ音であるか否かを具体的に判断しても良いが、本実施の形態では省略する。
The stuttering
一方、特定されたラ音候補区間の継続時間長durが25ms以下であれば、喀痰音判別部1037は、継続時間長durが5ms以下且つ特徴周波数が500乃至1000Hzであるか否かを判断する(ステップS45)。これは、捻髪音に該当するのか否かを判断するものである。
On the other hand, if the duration time dur of the identified raji candidate section is 25 ms or less, the stuttering
ステップS45の条件を満している場合には、喀痰音判別部1037は、喀痰音のカウント値を1インクリメントする(ステップS49)。一方、ステップS45の条件が満たされない場合には、喀痰音判別部1037は、継続時間長durが10ms以上且つ特徴周波数が250乃至500Hzであるか否かを判断する(ステップS47)。これは、水泡音に該当するのか否かを判断するものである。
If the condition of step S45 is satisfied, the stuttering
ステップS47の条件が満たされていない場合には、その他の状態を示しているので、処理はステップS51に移行する。一方、ステップS47の条件を満たしている場合には、喀痰音判別部1037は、喀痰音のカウントを1インクリメントする(ステップS49)。
If the condition of step S47 is not satisfied, the other state is indicated, and the process proceeds to step S51. On the other hand, if the condition of step S47 is satisfied, the stuttering
そして、喀痰音判別部1037は、未処理のラ音候補区間が存在するか否かを判断する(ステップS51)。未処理のラ音候補区間が存在する場合には、処理はステップS41に戻る。
Then, the roaring
一方、未処理のラ音候補区間が存在しない場合には、喀痰音判別部1037は、単位時間あたりのカウント値を算出する(ステップS53)。呼吸音の測定時間が一定時間の場合には、本ステップは省略することができるが、測定時間が測定毎に異なる場合には、測定開始から測定終了までの時間から、単位時間あたりカウント値を計算する。そして、喀痰音判別部1037は、単位時間あたりカウント値をカウント結果処理部1038に格納する。
On the other hand, if there is no unprocessed rale candidate section, the roaring
このようにすれば、正確に喀痰音を抽出することができ、その発生回数も正確に計数できるようになる。 In this way, stuttering can be extracted accurately and the number of occurrences can be accurately counted.
図6の処理の説明に戻って、介護士などのユーザが、吸引後ボタンを押した後測定開始ボタンを押すことによって、入力部101は、喀痰吸引後の呼吸音を収録し、呼吸音データを入力データ格納部102に格納する(ステップS5)。
Returning to the description of the processing in FIG. 6, when a user such as a caregiver presses the measurement start button after pressing the post-suction button, the
そして、カウント処理部103は、ステップS5で得られた呼吸音データに対して、喀痰音のカウント処理を実行する(ステップS7)。処理対象の呼吸音データが異なっているが、処理内容は図7乃至図11を用いた処理と同じである。
And the
ステップS7が完了すると、評価部104は、カウント結果処理部1038に格納されている喀痰吸引前後の喀痰音のカウント値を用いて、吸引効果の評価値を算出する(ステップS9)。
When step S7 is completed, the
例えば、(喀痰吸引前の喀痰音のカウント値−喀痰吸引後の喀痰音のカウント値)に基づき、評価値を算出する。単純な値の差ではなく、その差を喀痰吸引前の喀痰音のカウント値で除した値を評価値として採用するようにしても良い。さらに、(喀痰吸引後の喀痰音のカウント値/喀痰吸引前の喀痰音のカウント値)を評価値として用いても良い。このように改善度合いを表す数値を算出する。 For example, the evaluation value is calculated based on (the count value of the stuttering before the soot suction−the count value of the stuttering after the soot suction). Instead of a simple difference between values, a value obtained by dividing the difference by the count value of the stuttering sound before sucking may be adopted as the evaluation value. Furthermore, (the count value of the stuttering after the soot suction / the count value of the stuttering before the soot suction) may be used as the evaluation value. In this way, a numerical value representing the improvement degree is calculated.
評価部104が評価値を出力部105に出力すると、出力部105は、喀痰吸引前の喀痰音のカウント値と、喀痰吸引後の喀痰音のカウント値と、評価値とを、表示装置に表示する(ステップS11)。なお、喀痰吸引前の喀痰音のカウント値についてはステップS3の後に直ぐに表示するようにしても良い。
When the
例えば、図12に示すような表示がなされる。この例では、喀痰吸引前の喀痰音のカウント値が「25」であり、喀痰吸引後の喀痰音のカウント値が「3」であるから、(25−3)/25×100=88%として、改善度合いを表す評価値が、表示装置に表示される。 For example, a display as shown in FIG. 12 is performed. In this example, since the count value of the stuttering before the soot suction is “25” and the count value of the stuttering after the soot suction is “3”, (25−3) / 25 × 100 = 88% The evaluation value indicating the degree of improvement is displayed on the display device.
このようにすれば、経験の少ない介護士や患者の家族などでも、喀痰音の聴診が可能となり、施設、家庭での介護の質を向上させることが可能となる。 In this way, even a caregiver or a patient's family with little experience can perform auscultation of stuttering and improve the quality of care at a facility or at home.
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図4及び図5で示した機能ブロック構成は一例であり、プログラムモジュール構成とは一致しない場合もある。また、図6、図7及び図11に示した処理フローは一例であって、処理結果が変わらない限り、処理順番を入れ替えたり、並列に処理しても良い。例えば、ステップS21−S27とステップS29とは並列に実行可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, the functional block configuration shown in FIGS. 4 and 5 is an example, and may not match the program module configuration. Further, the processing flows shown in FIGS. 6, 7, and 11 are examples, and the processing order may be changed or the processing may be performed in parallel as long as the processing result does not change. For example, steps S21-S27 and step S29 can be executed in parallel.
また、図12に示した表示は一例であって、画面構成は様々に変更できる。 The display shown in FIG. 12 is an example, and the screen configuration can be changed variously.
さらに、上で述べた例では、図2に示したように、喀痰吸引の直前直後で喀痰音のカウントを行うようになっていたが、本実施の形態を応用すれば、様々な評価を行うことができるようになる。 Furthermore, in the example described above, as shown in FIG. 2, the stuttering is counted immediately before and after the sputum suction. However, if this embodiment is applied, various evaluations are performed. Will be able to.
例えば、現在のカウント値と、前回の喀痰吸引の直後におけるカウント値との差を算出することによって、喀痰音の増加回数が分かる。よって、このような差に基づく第2の評価値を規定しておき、第2の評価値によって喀痰吸引の必要性を数値化して提示するようにしても良い。例えば、(現在のカウント値−前回の喀痰吸引の直後におけるカウント値)/前回の喀痰吸引の直後におけるカウント値のような指標値を採用しても良い。また、現在のカウント値/前回の喀痰吸引の直後におけるカウント値であってもよい。 For example, by calculating the difference between the current count value and the count value immediately after the previous soot suction, the number of increases in stuttering can be determined. Therefore, a second evaluation value based on such a difference may be defined, and the necessity for sputum suction may be converted into a numerical value based on the second evaluation value and presented. For example, an index value such as (current count value−count value immediately after the previous soot suction) / count value immediately after the previous soot suction may be employed. Alternatively, the current count value / the count value immediately after the previous sputum suction may be used.
同様に、前回の喀痰吸引の直前におけるカウント値と現在のカウント値との差を算出することによって、喀痰状態の悪化度合いが分かるので、このような差に基づく第3の評価値を規定しておき、第3の評価値によって喀痰吸引の必要性を数値化して提示するようにしても良い。例えば、(前回の喀痰吸引の直前におけるカウント値−現在のカウント値)/前回の喀痰吸引の直前におけるカウント値のような指標値を採用しても良い。また、現在のカウント値/前回の喀痰吸引の直前におけるカウント値であってもよい。 Similarly, by calculating the difference between the count value immediately before the previous sputum suction and the current count value, the degree of deterioration of the sputum state can be determined, so a third evaluation value based on such a difference is defined. In addition, the necessity for sputum suction may be converted into a numerical value by the third evaluation value and presented. For example, an index value such as (count value immediately before last soot suction−current count value) / count value just before the last soot suction may be employed. Alternatively, the current count value / the count value immediately before the previous sputum suction may be used.
なお、上で述べた情報処理装置100は、コンピュータ装置であって、メモリとCPU(Central Processing Unit)とハードディスク・ドライブ(HDD:Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどのストレージ装置と表示装置に接続される表示制御部とリムーバブル・ディスク用のドライブ装置と入力装置とネットワークに接続するための通信制御部とがバスで接続されている。オペレーティング・システム(OS:Operating System)及び本実施例における処理を実施するためのアプリケーション・プログラムは、ストレージ装置に格納されており、CPUにより実行される際にはストレージ装置からメモリに読み出される。CPUは、アプリケーション・プログラムの処理内容に応じて表示制御部、通信制御部、ドライブ装置を制御して、所定の動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、主としてメモリに格納されるが、ストレージ装置に格納されるようにしてもよい。本発明の実施例では、上で述べた処理を実施するためのアプリケーション・プログラムはコンピュータ読み取り可能なリムーバブル・ディスクに格納されて頒布され、ドライブ装置からストレージ装置にインストールされる。インターネットなどのネットワーク及び通信制御部を経由して、ストレージ装置にインストールされる場合もある。このようなコンピュータ装置は、上で述べたCPU、メモリなどのハードウエアとOS及びアプリケーション・プログラムなどのプログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。 The information processing apparatus 100 described above is a computer apparatus, and is connected to a storage device such as a memory, a CPU (Central Processing Unit), a hard disk drive (HDD: Hard Disk Drive), and a flash memory, and a display device. A display control unit, a removable disk drive device, an input device, and a communication control unit for connecting to a network are connected by a bus. An operating system (OS) and an application program for executing the processing in this embodiment are stored in the storage device, and are read from the storage device to the memory when executed by the CPU. The CPU controls the display control unit, the communication control unit, and the drive device in accordance with the processing content of the application program, and performs a predetermined operation. Further, the data being processed is mainly stored in the memory, but may be stored in the storage device. In the embodiment of the present invention, an application program for performing the above-described processing is stored and distributed on a computer-readable removable disk, and installed from the drive device to the storage device. In some cases, the storage device is installed via a network such as the Internet and a communication control unit. Such a computer apparatus realizes various functions as described above by organically cooperating hardware such as the CPU and memory described above with programs such as the OS and application programs.
以上述べた本実施の形態をまとめると以下のようになる。 The above-described embodiment can be summarized as follows.
本実施の形態に係る情報処理方法は、(A)第1のタイミングで収録された所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第1の発生回数を計数するステップと、(B)第2のタイミングで収録された所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第2の発生回数を計数するステップと、(C)第1の発生回数と第2の発生回数とから、第1のタイミングと第2のタイミングとの間における症状変化を表す評価値を算出する算出ステップとを含む。 The information processing method according to the present embodiment includes (A) a step of counting a first number of occurrences of stuttering included in a breathing sound of a predetermined period recorded at a first timing, and (B) a second The step of counting the second number of occurrences of stuttering included in the breathing sound of a predetermined period recorded at the timing, and (C) the first timing and the second number of occurrences from the first number of occurrences and the second number of occurrences. And a calculation step for calculating an evaluation value representing a symptom change between the two timings.
このようにすれば、例えば喀痰吸引の効果や喀痰吸引の必要性などを、容易に認識できるようになる。 In this way, it becomes possible to easily recognize, for example, the effect of soot suction or the necessity of soot suction.
また、上で述べた情報処理方法において、(D)第1の発生回数の計数を指示する第1のボタンと、第2の発生回数の計数を指示する第2のボタンとを表示した後、第1のボタンのクリックに応じて第1の発生回数を計数するステップを実行し、第2のボタンのクリックに応じて第2の発生回数を計数するステップを実行するようにしても良い。そして、上で述べた算出ステップの後に、上記評価値を表示するようにしても良い。このようなユーザインタフェースによって、介護士などが容易に操作できるようになる。 In the information processing method described above, after (D) displaying the first button for instructing the count of the first occurrence and the second button for instructing the count of the second occurrence, The step of counting the first number of occurrences may be executed in response to a click on the first button, and the step of counting the second number of occurrences in response to a click on the second button may be executed. Then, after the calculation step described above, the evaluation value may be displayed. Such a user interface allows a caregiver or the like to easily operate.
また、上で述べた情報処理方法において、第1のタイミングが、喀痰吸引の前であり、第2のタイミングが、喀痰吸引の後である場合がある。このような場合には、症状変化を表す評価値は、喀痰吸引による症状改善の度合いを表す評価値である場合もある。介護士などが容易に喀痰吸引が効果的に行われたか否かを確認できるようになる。 In the information processing method described above, the first timing may be before sputum suction and the second timing may be after sputum suction. In such a case, the evaluation value representing the symptom change may be an evaluation value representing the degree of symptom improvement due to sputum suction. A caregiver or the like can easily confirm whether the sputum suction has been effectively performed.
さらに、上で述べた情報処理方法において、第1のタイミングが、第1の喀痰吸引の前又は後であり、第2のタイミングが、第1の喀痰吸引の後であって第2の喀痰吸引前である場合もある。このような場合には、症状変化を表す評価値が、喀痰吸引の必要性を表す評価値である場合もある。介護士などが容易に喀痰吸引が必要であるか否かを判断できるようになる。
Further, in the information processing method described above, the first timing is before or after the first sputum suction, and the second timing is after the first sputum suction and the second sputum suction. Can be before. In such a case, the evaluation value indicating the symptom change may be an evaluation value indicating the necessity of sputum suction. A caregiver or the like can easily determine whether or not sputum suction is necessary.
また、上で述べた第1の発生回数を計数するステップ又は第2の発生回数を計数するステップが、(1)所定期間の呼吸音に対して、ハイパスフィルタ処理を実行するステップと、(2)ハイパスフィルタ処理の処理結果を整流して波形包絡線を抽出するステップと、(3)波形包絡線の振幅が所定閾値以上の部分を候補区間として特定するステップと、(4)候補区間の継続時間長に基づき、候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断するステップとを含むようになる。このようにすれば、継続時間長に基づき精度良く喀痰音を検出できるようになる。 In addition, the step of counting the first number of occurrences or the number of second occurrences described above includes (1) executing a high-pass filter process on a breathing sound for a predetermined period; ) Rectifying the processing result of the high-pass filter process to extract a waveform envelope; (3) specifying a portion where the amplitude of the waveform envelope is a predetermined threshold or more as a candidate section; and (4) continuation of the candidate section. And determining whether the candidate section is a stuttering section based on the time length. In this way, it is possible to detect stuttering with high accuracy based on the duration time.
さらに、上で述べた第1の発生回数を計数するステップ又は第2の発生回数を計数するステップが、(5)所定期間の呼吸音に対して、バンドパスフィルタ処理を実行するステップをさらに含むようにしても良い。この場合、上で述べた候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断するステップが、(41)バンドパスフィルタ処理の処理結果における候補区間内のスペクトル分析を行うことで、ピーク周波数又はスペクトル強度についての重心周波数を特定するステップと、(42)候補区間の継続時間長とピーク周波数又は重心周波数とに基づき、候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断するステップとを含むようにしても良い。候補区間における特徴周波数も特定できるので、より精度良く喀痰音を検出できるようになる。 Further, the step of counting the first number of occurrences or the second number of occurrences described above further includes the step of (5) performing a band pass filter process on the breathing sound for a predetermined period. You may make it. In this case, the step of determining whether or not the candidate section described above is a stuttering section is performed by (41) performing a spectrum analysis in the candidate section in the processing result of the bandpass filter process, Identifying a centroid frequency for the spectral intensity; and (42) determining whether the candidate section is a stuttering section based on the duration of the candidate section and the peak frequency or centroid frequency. You may make it. Since the characteristic frequency in the candidate section can also be specified, it is possible to detect stuttering with higher accuracy.
なお、上記方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブルディスク、CD−ROM、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。尚、中間的な処理結果はメインメモリ等の記憶装置に一時保管される。 A program for causing a computer to perform the above method can be created, and the program is a computer-readable storage medium or storage device such as a flexible disk, a CD-ROM, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or a hard disk. Stored in The intermediate processing result is temporarily stored in a storage device such as a main memory.
101 入力部
102 入力データ格納部
103 カウント処理部
104 評価部
105 出力部
1031 ハイパスフィルタ
1032 整流部
1033 平滑化処理部
1034 ラ音候補区間検出部
1035 パラメータ抽出部
1036 バンドパスフィルタ
1037 喀痰音判別部
1038 カウント結果格納部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第2のタイミングで収録された前記所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第2の発生回数を計数するステップと、
前記第1の発生回数と前記第2の発生回数とから、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間における症状変化を表す評価値を算出する算出ステップと、
を、コンピュータに実行させ、
前記第1の発生回数を計数するステップ又は前記第2の発生回数を計数するステップが、
前記所定期間の呼吸音に対して、ハイパスフィルタ処理を実行するステップと、
前記ハイパスフィルタ処理の処理結果を整流して波形包絡線を抽出するステップと、
前記波形包絡線の振幅が所定閾値以上の部分を候補区間として特定するステップと、
前記候補区間の継続時間長に基づき、前記候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断するステップと、
前記候補区間が喀痰音の区間である場合には、前記第1の発生回数又は前記第2の発生回数を増分するステップと、
を含むプログラム。 Counting the first number of occurrences of stuttering included in breathing sounds of a predetermined period recorded at a first timing;
Counting a second number of occurrences of stuttering included in the breathing sound of the predetermined period recorded at a second timing;
A calculating step for calculating an evaluation value representing a symptom change between the first timing and the second timing from the first occurrence number and the second occurrence number;
To the computer ,
Counting the first number of occurrences or counting the second number of occurrences,
Performing a high-pass filter process on the breathing sound of the predetermined period;
Rectifying the processing result of the high-pass filter processing to extract a waveform envelope; and
Identifying a portion where the amplitude of the waveform envelope is a predetermined threshold or more as a candidate section;
Determining whether the candidate section is a section of stuttering based on the duration of the candidate section; and
If the candidate section is a stuttering section, incrementing the first number of occurrences or the second number of occurrences;
Including programs.
前記第1のボタンのクリックに応じて前記第1の発生回数を計数するステップを実行し、
前記第2のボタンのクリックに応じて前記第2の発生回数を計数するステップを実行し、
前記算出ステップの後に、前記評価値を表示する
請求項1記載のプログラム。 After displaying a first button for instructing counting of the first occurrence count and a second button for instructing counting of the second occurrence count,
Performing the step of counting the first number of occurrences in response to a click on the first button;
Performing a step of counting the second number of occurrences in response to a click on the second button;
The program according to claim 1, wherein the evaluation value is displayed after the calculating step.
前記第2のタイミングが、喀痰吸引の後であり、
前記症状変化を表す評価値が、前記喀痰吸引による症状改善の度合いを表す評価値である
請求項1又は2記載のプログラム。 The first timing is before sputum suction;
The second timing is after sputum suction;
The program according to claim 1 or 2, wherein the evaluation value representing the symptom change is an evaluation value representing a degree of symptom improvement by the sputum suction.
前記第2のタイミングが、前記第1の喀痰吸引の後であって第2の喀痰吸引前であり、
前記症状変化を表す評価値が、喀痰吸引の必要性を表す評価値である
請求項1又は2記載のプログラム。 The first timing is before or after the first sputum suction;
The second timing is after the first sputum suction and before the second sputum suction;
The program according to claim 1 or 2, wherein the evaluation value representing the symptom change is an evaluation value representing the necessity of sputum suction.
前記所定期間の呼吸音に対して、バンドパスフィルタ処理を実行するステップと、
前記バンドパスフィルタ処理の処理結果における前記候補区間内のスペクトル分析を行うことで、ピーク周波数又はスペクトル強度についての重心周波数を特定するステップと、
をさらに含み、
前記候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断するステップにおいて、
前記ピーク周波数又は前記重心周波数にさらに基づき、前記候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断する
請求項1乃至4のいずれか1つ記載のプログラム。 Counting the first number of occurrences or counting the second number of occurrences,
Performing a band pass filter process on the breathing sound of the predetermined period ;
Identifying a centroid frequency for a peak frequency or spectrum intensity by performing a spectrum analysis within the candidate section in the processing result of the bandpass filter processing;
Further including
In the step of determining whether the candidate section is a section of stuttering ,
The program according to any one of claims 1 to 4, wherein the program further determines whether the candidate section is a stuttering section based on the peak frequency or the barycentric frequency .
第2のタイミングで収録された前記所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第2の発生回数を計数するステップと、
前記第1の発生回数と前記第2の発生回数とから、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間における症状変化を表す評価値を算出する算出ステップと、
を含み、
前記第1の発生回数を計数するステップ又は前記第2の発生回数を計数するステップが、
前記所定期間の呼吸音に対して、ハイパスフィルタ処理を実行するステップと、
前記ハイパスフィルタ処理の処理結果を整流して波形包絡線を抽出するステップと、
前記波形包絡線の振幅が所定閾値以上の部分を候補区間として特定するステップと、
前記候補区間の継続時間長に基づき、前記候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断するステップと、
前記候補区間が喀痰音の区間である場合には、前記第1の発生回数又は前記第2の発生回数を増分するステップと、
を含み、コンピュータが実行する情報処理方法。 Counting the first number of occurrences of stuttering included in breathing sounds of a predetermined period recorded at a first timing;
Counting a second number of occurrences of stuttering included in the breathing sound of the predetermined period recorded at a second timing;
A calculating step for calculating an evaluation value representing a symptom change between the first timing and the second timing from the first occurrence number and the second occurrence number;
Including
Counting the first number of occurrences or counting the second number of occurrences,
Performing a high-pass filter process on the breathing sound of the predetermined period;
Rectifying the processing result of the high-pass filter processing to extract a waveform envelope; and
Identifying a portion where the amplitude of the waveform envelope is a predetermined threshold or more as a candidate section;
Determining whether the candidate section is a section of stuttering based on the duration of the candidate section; and
If the candidate section is a stuttering section, incrementing the first number of occurrences or the second number of occurrences;
An information processing method executed by a computer.
第2のタイミングで収録された前記所定期間の呼吸音に含まれる喀痰音の第2の発生回数を計数する手段と、
前記第1の発生回数と前記第2の発生回数とから、前記第1のタイミングと前記第2のタイミングとの間における症状変化を表す評価値を算出する手段と、
を有し、
前記第1の発生回数を計数する手段又は前記第2の発生回数を計数する手段が、
前記所定期間の呼吸音に対して、ハイパスフィルタ処理を実行し、
前記ハイパスフィルタ処理の処理結果を整流して波形包絡線を抽出し、
前記波形包絡線の振幅が所定閾値以上の部分を候補区間として特定し、
前記候補区間の継続時間長に基づき、前記候補区間が喀痰音の区間であるか否かを判断し、
前記候補区間が喀痰音の区間である場合には、前記第1の発生回数又は前記第2の発生回数を増分する、
情報処理装置。 Means for counting a first number of occurrences of stuttering included in a breathing sound of a predetermined period recorded at a first timing;
Means for counting a second number of occurrences of stuttering included in the breathing sound of the predetermined period recorded at a second timing;
Means for calculating an evaluation value representing a symptom change between the first timing and the second timing from the first occurrence count and the second occurrence count;
Have a,
Means for counting the first number of occurrences or means for counting the second number of occurrences;
A high-pass filter process is performed on the breathing sound of the predetermined period,
Rectifying the processing result of the high-pass filter processing to extract a waveform envelope,
Specify a portion where the amplitude of the waveform envelope is a predetermined threshold or more as a candidate section,
Based on the duration of the candidate section, determine whether the candidate section is a section of stuttering,
If the candidate section is a stuttering section, the first occurrence count or the second occurrence count is incremented.
Information processing device.
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