(57)【要約】  個人（１１０）の気道音響を解析するためのシステム（１００）。複数のＮの変換器（１０５）が胸郭上に固定される。ｉ＝１からＮについて、第ｉ番の変換器が位置ｘiに固定され、該位置ｘiの圧力波を示す信号Ｐ（ｘi、ｔ）を発生する。プロセサー（１３５）は該信号Ｐ（ｘi、ｔ）を受信し、少なくとも１つの位置ｘに於ける時間間隔越しの平均音響エネルギーＰ（ｘ、ｔ1，ｔ2）を決定するが、そこではＰは該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の少なくとも１つを含むアルゴリズムで決定される。
2005512753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人の気道の少なくとも１部分内の音響を解析するためのシステムに於いて、該システムが
（ａ）複数のＮ個の変換器を具備しており、各該変換器は該個人の表面上で胸郭上に固定されるよう構成されており、ｉ＝１からＮについて、第ｉ番の該変換器は位置ｘiに固定され、該位置ｘiの圧力波を示す信号Ｐ（ｘi、ｔ）を発生しており、そして該システムは又
（ａ）該信号Ｐ（ｘi、ｔ）を受信し、少なくとも１つの位置ｘで、時間間隔越しの、第１時刻ｔ1から第２時刻ｔ2までの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を決定するよう構成されたプロセサーを具備しており、Ｐ（上の波線付き）は該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の少なくとも１つを含むアルゴリズムで決定されることを特徴とする該システム。
【請求項２】
更に、２次元デイスプレーデバイスを具備することを特徴とする請求項１の該システム。
【請求項３】
該プロセサーが更に該デイスプレーデバイス上に該関数Ｐ（上の波線付き）の表現を表示するよう構成されることを特徴とする請求項２の該システム。
【請求項４】
該プロセサーが更に、該平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）を１つ以上の予め決められた関数Ｆ（上の波線付き）と比較し、該関数Ｆ（上の波線付き）の中からＰ（上の波線付き）に最も類似の関数Ｆ0（上の波線付き）を決定する、よう構成されることを特徴とする請求項１の該システム。
【請求項５】
該プロセサーが更に、該決定された関数に基づき診断を行うよう構成されることを特徴とする請求項４の該システム。
【請求項６】
時間間隔越しの、ｔ1からｔ2までの該平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）が変換器の位置ｘiで下記代数的表現を用いて決定されることを特徴とする請求項１の該システム。
【数１】
2005512753.tif 000010
【請求項７】
該関数Ｐ（上の波線付き）が１つ以上の位置ｘで
（ａ）変換器の複数の位置ｘiに於ける、時間間隔越しの、ｔ1からｔ2までの、平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）を決定する過程と、そして
（ｂ）少なくとも１つの位置ｘに於ける平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を、該決定されたＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）の内挿法により決定する過程と、
を有するアルゴリズムで決定されることを特徴とする請求項１の該システム。
【請求項８】
変換器の複数の位置ｘiに於ける、時間間隔越しの、ｔ1からｔ2までの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）が下記の代数的表現を用いて決定されることを特徴とする請求項７の該システム。
【数２】
2005512753.tif 000011
【請求項９】
平均音響エネルギーが少なくとも１つの位置ｘに於いて、下記の代数的表現を用い、該決定されたＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）の内挿法により決定されることを特徴とする請求項７の該システム。
【数３】
2005512753.tif 000012
ここでｇ（ｘ，ｘi、σ）は下記を充たすカーネルであり、
【数４】
2005512753.tif 000013
【数５】
2005512753.tif 000014
【請求項１０】
ｇ（ｘ、ｘi、σ）が下記の該カーネルであることを特徴とする請求項９の該システム。
【数６】
2005512753.tif 000015
【請求項１１】
該プロセサーが複数の連続する時間間隔越しの平均音響エネルギーを決定するよう構成されており、各平均音響エネルギーは該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の少なくとも１つを含むアルゴリズム使用して決定されることを特徴とする請求項１の該システム。
【請求項１２】
該プロセサーが各決定された平均音響エネルギーの表現をデイスプレーデバイス上にシーケンシャルに表示するよう構成されることを特徴とする請求項１１の該システム。
【請求項１３】
該プロセサーが１つ以上の周波数バンドの各々について、
（ａａ）該信号Ｐ（ｘi、ｔ）を該周波数バンド内のバンドパスフイルタリングに供し、そして
（ａｂ）該フイルターされた信号の少なくとも１つに基づき該周波数バンド用の平均音響エネルギー関数を決定する
よう構成されることを特徴とする請求項１の該システム。
【請求項１４】
該プロセサーが周波数バンド用に決定された該平均音響エネルギー関数の１つ以上をデイスプレーデバイス上に表示するよう構成されることを特徴とする請求項１３の該システム。
【請求項１５】
個人の胸郭の少なくとも１部分内の音響を解析するための方法に於いて、該方法が
（ａ）ｉ＝１からＮまでについてＮ個の信号Ｐ（ｘi、ｔ）を得る過程を具備しており、該信号Ｐ（ｘi、ｔ）は該身体の表面の該胸郭上の位置ｘiの圧力波を示しており、該方法は又
（ｂ）少なくとも１つの位置ｘに於ける、第１時刻ｔ1から第２時刻ｔ2までの時間間隔越しの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を決定する過程を具備しており、Ｐ（上の波線付き）は該信号の少なくとも１つを含むアルゴリズム内で決定されることを特徴とする該方法。
【請求項１６】
更に、Ｐ（上の波線付き）の表現を２次元面上に表示する過程を具備することを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１７】
更に、該平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）を１つ以上の予め決められた関数Ｆ（上の波線付き）と比較する過程と、該関数Ｆ（上の波線付き）の中からＰ（上の波線付き）に最も類似した関数Ｆ0（上の波線付き）を決定する過程と、を具備することを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１８】
更に該決定された関数に基づき診断を行う過程を具備することを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項１９】
ｔ1からｔ2までの時間間隔越しの該平均音響エネルギーが変換器の位置ｘiに於いて下記の代数的表現を使って決定されることを特徴とする請求項１５の該方法。
【数７】
2005512753.tif 000016
【請求項２０】
該関数Ｐ（上の波線付き）が１つ以上の位置ｘに於いて、
（ａ）変換器の複数の位置ｘiに於けるｔ1からｔ2までの時間間隔越しの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）を決定する過程と、そして
（ｂ）少なくとも１つの位置ｘに於ける平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を該決定されたＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）の内挿法により決定する過程と、
を有するアルゴリズム内で決定されることを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項２１】
変換器の複数の位置に於けるｔ1からｔ2までの時間間隔越しの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）が下記代数的表現を使って決定されることを特徴とする請求項２０の該方法。
【数８】
2005512753.tif 000017
【請求項２２】
平均音響エネルギーが少なくとも１つの位置ｘに於いて、下記代数的表現を用い、該決定されたＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）の内挿法により決定されることを特徴とする請求項２０の該方法。
【数９】
2005512753.tif 000018
ここでｇ（ｘ、ｘi、σ）は下記を充たすカーネルであり、
【数１０】
2005512753.tif 000019
【数１１】
2005512753.tif 000020
【請求項２３】
ｇ（ｘ，ｘi、σ）が下記の該カーネルであることを特徴とする請求項２２の該方法。
【数１２】
2005512753.tif 000021
【請求項２４】
請求項１６の方法により作られることを特徴とするＰ（上の波線付き）の２次元表現の画像。
【請求項２５】
複数の連続する時間間隔越しの平均音響エネルギーを決定する過程を具備しており、各平均音響エネルギーは該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の少なくとも１つを含むアルゴリズムを用いて決定されており、更に各該決定された平均音響エネルギーの表現をデイスプレーデバイス上にシーケンシャルに表示する過程を具備することを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項２６】
更に、１つ以上の周波数バンドの各々について、
（ａ）該信号Ｐ（ｘi、ｔ）を該周波数バンド内のバンドパスフイルタリングに供する過程と、
（ｂ）該フイルターされた信号の少なくとも１つに基づき該周波数バンド用の平均音響エネルギー関数を決定する過程と、
を具備することを特徴とする請求項１５の該方法。
【請求項２７】
更に、周波数バンド用に決定された該音響エネルギー関数の１つ以上をデイスプレーデバイス上に表示する過程を具備することを特徴とする請求項２６の該方法。
【請求項２８】
気道疾患を診断するための請求項１５の該方法の使用法。
【請求項２９】
疾患が少なくとも胸水と肺炎とを含むグループから選択されることを特徴とする請求項１の使用法。
【請求項３０】
コンピュータプログラムであるが、前記プログラムがコンピュータ上でランした時、請求項１５により平均音響エネルギーを決定する過程を行うためのコンピュータプログラムコード手段を具備する該コンピュータプログラム。
【請求項３１】
コンピュータ読み出し可能な媒体上に具体化された請求項３０のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療用デバイス及び方法に関し、特に身体音響（ｂｏｄｙ  ｓｏｕｎｄｓ）の解析用のこの様なデバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
身体音響は種々の疾患（ｄｉｓｏｒｄｅｒｓ）の診断で医師によりルーチン的に使用される。医師は人の胸部（ｃｈｅｓｔ）及び背中（ｂａｃｋ）に聴診器（ｓｔｅｔｈｏｓｃｏｐｅ）を置き、偶発的（ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ）（すなわち、異常な又は予想外の）肺部音響（ｌｕｎｇ  ｓｏｕｎｄｓ）を検出するために患者の呼吸（ｂｒｅａｔｈｉｎｇ）をモニターする。偶発的肺部音響の識別と分類は肺の異常（ｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｉｅｓ）について重要情報を提供することが多い。
【０００３】
又、対象の胸部又は背中に１つ以上のマイクロフオンを固定し、肺部音響を記録することは公知である。特許文献１は患者の胸部付近に複数のマイクロフオンが置かれるシステムを開示している。吸息（ｉｎｈａｌａｔｉｏｎ）及び呼息（ｅｘｐｉｒａｔｉｏｎ）中の該マイクロフオンの記録がスクリーン上に表示されるか又はペーパー上にプリントされる。該記録は次いで該特許では肺部の疾患（ｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｄｉｓｏｒｄｅｒ）を検出するために医師により視覚的に検査される。非特許文献１は患者の胸部上にＭ個のマイクロフオンが置かれ。肺部音響が記録されるシステムを開示している。該記録は最小２乗適合（ｌｅａｓｔ−ｓｑｕａｒｅｓ  ｆｉｔ）を使用して解かれるＭ個の線形式を発生する。該システムの解は該記録で検出された音響源の該肺部内の位置を決定するため使用される。
【特許文献１】米国特許第６、１３９、５０５号明細書
【非特許文献２】Ｋｏｍｐｉｓ  ｅｔ  ａｌ．Ｃｈｅｓｔ、１２０（４）、２００１
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
下記の説明及び請求項のセットでは、２つの、陽に記述され（ｅｘｐｌｉｃｉｔｌｙ  ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ）、計算可能又は測定可能な変数は、該２つの変数が相互に比例する時、相互に等価（ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）であると考えられる。
【０００５】
本発明は、その実施例の１つで、気道内で作られた気道音響（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｔｒａｃｔ  ｓｏｕｎｄｓ）を記録し、解析するシステムと方法を提供する。該システムは、個人の胸郭上で、個人の背中又は胸部の本質的に平面状の領域Ｒに取り付けられるよう構成された複数のＮ個の変換器（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）（マイクロフオン）を含む。領域Ｒ内の位置は該平面状の領域Ｒ内に規定された２次元座標システム内の２次元位置ベクトル（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒｓ）ｘ＝（ｘ1，ｘ2）により示される。ｉ＝１からＮについての、第ｉ番の変換器が該領域Ｒ内の位置ｘiに固定され、ｘiに到達する身体内の圧力波を示し、ここでＰ（ｘi、ｔ）により表される、信号を発生する。
【０００６】
該変換器は、それらを該個人の皮膚上へ容易に固定することを可能にするマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）内に埋め込まれる（ｅｍｂｅｄｄｅｄ）のが典型的である。この様なマトリックスは典型的に、該個人の胸郭上に容易に置くためにベスト（ｖｅｓｔ）又はガーメント（ｇａｒｍｅｎｔ）の形であってもよい。評価される様に、異なる寸法の個人用や、異なる年齢、性別、他用に、種々のマトリックスが使用されてもよい。
【０００７】
該Ｎ個の信号Ｐ（ｘi、ｔ）は信号処理回路により処理される。本発明に依れば、該処理は、該領域Ｒ内の少なくとも１つの位置ｘでの、ｔ1からｔ2までの時間間隔越しの（ｏｖｅｒ  ａ  ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ  ｆｒｏｍ  ｔ1  ｔｏ  ｔ2）、ここでＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）で表される、平均音響エネルギー（ａｖｅｒａｇｅ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ）を該Ｎ個の信号から決定することを含む。該用語の位置に於ける”音響エネルギー（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｎｒｅｇｙ）”はその位置での圧力と質量伝播速度との積（ｔｈｅ  ｐｒｏｄｕｃｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｍａｓｓ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ）を示すか、又は近似するパラメーターを称するためここでは使われる。
【０００８】
１実施例では、下記代数的表現（ａｌｇｅｂｒａｉｃ  ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ）を用いて１つの該マイクロフオンの位置でｔ1からｔ2までの時間間隔越しの平均音響エネルギーが得られる。
【０００９】
【数１】
2005512753.tif 000003
【００１０】
ここでｘiはマイクロフオンの位置である。
【外１】
【００１１】
2005512753.tif 000004
【外２】
【００１２】
2005512753.tif 000005
【００１３】
より好ましい実施例では、マイクロフオンの複数の位置ｘiでの、ｔ1からｔ2までの時間間隔越しの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）は、例えば、式（１）を使用して得られ、そして次いで何等かの既知の内挿法を用いた該Ｐ（上の波線付き）（ｘi、ｔ1，ｔ2）の内挿法により他の位置ｘでのＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を計算する。
【００１４】
最も好ましい実施例では、下記代数的表現を用いて面Ｒ内の位置ｘ＝（ｘ1，ｘ2）の平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を得るために内挿法が行われ、
【００１５】
【数２】
2005512753.tif 000006
【００１６】
ここでｇ（ｘ，ｘi、σ）は下記を充たすカーネル（ｋｅｒｎｅｌ）であり、
【００１７】
【数３】
2005512753.tif 000007
【００１８】
【数４】
2005512753.tif 000008
【００１９】
そしてここでｘi＝（ｘi1、ｘi2）は第ｉ番のマイクロフオンの位置であり、σは選択可能なパラメーターである。
【００２０】
例えば、下記の該カーネル
【００２１】
【数５】
2005512753.tif 000009
【００２２】
が使われてもよい。
【００２３】
該システムはオプションとして該関数Ｐ（上の波線付き）を表示するためのデイスプレーデバイス（ｄｉｓｐｌａｙ  ｄｅｖｉｃｅ）を含んでもよい。該関数Ｐ（上の波線付き）は、例えば、下記例で表示される様に、グレイレベルスケール（ｇｒｅｙ  ｌｅｖｅｌ  ｓｃａｌｅ）を用いて、該デイスプレー上に表示されてもよい。該関数Ｐ（上の波線付き）の２次元のグラフ式表示（ｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）は、Ｘ線写真（Ｘ−ｒａｙ）又は超音波画像形成（ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ｉｍａｇｉｎｇ）の様な他の画像形成法により得られる画像の解析と同様に身体領域内の疾患の検出用に解析されてもよい該身体領域の画像を作る。
【００２４】
病理学的条件を含むと疑われる被表示画像内の領域又は複数領域が該画像内で識別されてもよく、これは、例えば、種々のカラーによる、種々のパターンによる、書かれたテキストによる、そして多くの他の方法による等、多くの仕方であってもよい。該用語”病理学的条件（ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）”は気道の普通の、健康な条件からの何等かの偏倚（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を称する。これは、感染（ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ）、炎症（ｉｎｆｌａｍｍａｔｉｏｎ）、腫瘍（ｔｕｍｏｒ）、胸水（ｐｌｅｕｒａｌ  ｅｆｆｕｓｉｏｎ）、肺炎（ｐｎｅｕｍｏｎｉａ）、気道の狭窄（ｎａｒｒｏｗｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｉｒｗａｙｓ）、及び気道内の外傷（ｌｅｓｉｏｎ）を含む他の空間、他を含む。
【００２５】
加えて、時間間隔（ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）は、複数の部分間隔（ｐｌｉｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｕｂ  ｉｎｔｅｒｖａｌｓ）に分けられ、そして２つ以上の該部分間隔について該領域Ｒに亘り平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）が決定される。これらの部分間隔の各々についてのＰ（上の波線付き）の画像が決定され、該デイスプレーデバイス上にシーケンシャルに表示される。これは該時間間隔越しの、該身体領域内の音響エネルギー内で起こっている動的変化を示す映画（ｍｏｖｉｅ）を発生する。例えば、変換器が人の胸部上に置かれ、呼吸サイクルに亘る複数の部分間隔について平均音響エネルギーが本発明により決定される。画像がこれらの部分間隔の各々について得られ、該呼吸サイクルに亘り肺の音響エネルギーの変化を示す映画を発生するためにシーケンシャルに表示される。
【００２６】
又関心のある１つ以上の周波数バンド用に平均音響エネルギーが作られるように、該信号Ｐ（ｘi、ｔ）は本発明の方法により解析される前にバンドパスフイルタリング（ｂａｎｄ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）に供せられてもよい。該関数は、種々のカラーで各平均音響エネルギー関数を表すことによりデイスプレーデバイス上に重ね合わされ（ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｅｄ）てもよい。”ゼイゼイ音（ｗｈｅｅｚｅｓ）”及び”パチパチ音（ｃｒａｃｋｌｅｓ）”として公知の呼吸音響（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｓｏｕｎｄｓ）は異なる特性周波数範囲（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｒａｎｇｅｓ）を有するので、これらの呼吸音響を識別するためにバンドパスフイルタリングが使われ得る。表示された画像内のゼイゼイ音又はパチパチ音の領域又は複数領域は、例えば、特性カラー（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｃｏｌｏｒ）、パターン、書かれたテキスト（ｗｒｉｔｔｅｎ  ｔｅｘｔ）により、該画像内で識別されてもよい。
【００２７】
かくして本発明は個人の気道内の少なくとも１部分内の音響を解析するためのシステムを提供するが、該システムは、
（ａ）複数のＮ個の変換器を具備しており、各変換器は個人の表面上の胸郭（ｔｈｏｒａｘ）上に固定されるよう構成され、ｉ＝１からＮまでについて、第ｉ番の変換器は位置ｘiに固定され、位置ｘiの圧力波を示す信号Ｐ（ｘi、ｔ）を発生しており、そして該システムは又
（ｂ）該信号Ｐ（ｘi、ｔ）を受信し、第１の時刻ｔ1から第２の時刻ｔ2までの時間間隔越しの少なくとも１つの位置ｘの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を決定するよう構成されたプロセサーを具備しており、Ｐ（上の波線付き）は該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の少なくとも１つを含むアルゴリズム内で決定される。
【００２８】
本発明は更に個人の胸郭の少なくとも１部分内の音響を解析するための方法を提供するが、該方法は
（ａ）ｉ＝１からＮまでについてＮ個の信号Ｐ（ｘi、ｔ）を得る過程を具備しており、該信号Ｐ（ｘi、ｔ）は該身体の表面上の該胸郭の上の位置ｘiでの圧力波を示しており、該方法は又
（ｂ）第１の時刻ｔ1から第２の時刻ｔ2までの時間間隔越しの少なくとも１つの位置ｘでの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を決定する過程を具備しており、Ｐ（上の波線付き）は該信号の少なくとも１つを含むアルゴリズムで決定される。
【００２９】
本発明は又、身体表面上の位置ｘiの圧力波を示す少なくとも１つの信号Ｐ（ｘi、ｔ）を含むアルゴリズムを用いて、少なくとも１つの時間間隔について、平均音響エネルギー関数Ｐ（上の波線付き）を決定する方法の過程を実行するために、機械により実行可能な命令のプログラムを明白に具体化する、機械により読み出し可能な、プログラム記憶デバイスを提供する。
【００３０】
本発明はなお更に、個人の身体の少なくとも１部分内の音響を解析する、中に具体化されたコンピュータ読み出し可能なプログラムコードを有するコンピュータ使用可能な媒体を備えるコンピュータプログラム製品を提供するが、該コンピュータプログラム製品は、
少なくとも１つの時間間隔について、音響エネルギー関数Ｐ（上の波線付き）を該コンピュータに決定させるためのコンピュータ読み出し可能なプログラムコードを具備しており、Ｐ（上の波線付き）は身体表面上の位置ｘiの圧力波を示す少なくとも１つの信号Ｐ（ｘi、ｔ）を含むアルゴリズム内で決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明を理解し、それが実際に如何に実施されるかを見るために、付属図面を参照し、単なる非限定的例により、好ましい態様が説明される。
【００３２】
図１は本発明の実施例により個人の身体の３次元的領域内の身体音響を解析するための、１００により総合的に指示されたシステムを示す。その中の４つが示されている複数のＮ個の音響変換器（ｓｏｕｎｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）１０５が個人１１０の胸部又は背中の皮膚の平面状領域に付けられる。該変換器１０５は該対象に、例えば、接着剤、真空吸引（ｓｕｃｔｉｏｎ）、又は固定用ストラップを使用するなど、当該技術で公知のどんな手段により付けられてもよい。各変換器１０５は該変換器まで到着する圧力波（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｗａｖｅ）を示すアナログ電圧信号１１５を作る。該アナログ信号１１５は多チャンネル（ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ）Ａ−Ｄ変換器１２０によりデジタル化される。該デジタルデータ信号Ｐ（ｘi、ｔ）１２５は時刻ｔでの第ｉ番（ｉ＝１からＮ）の変換器の位置ｘiでの該圧力波を表す。該データ信号１２５はメモリー１３０への入力である。該メモリー１３０へのデータ入力は該データ信号１２５を処理するよう構成されたプロセサー１３５によりアクセスされる。該信号１２５は、例えば、該個人の運動による振動の様な、該身体領域内の身体音響の範囲外の周波数を有する成分をフイルターすることによりノイズ除去（ｄｅｎｏｉｓｅｄ）されてもよい。又各信号１２５は、該信号内の関心のある範囲内の成分のみが解析されるようにバンドパスフイルタリング（ｂａｎｄ  ｐａｓｓ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）に供されてもよい。
【００３３】
コンピュータキーボード（ｃｏｍｐｕｔｏｒ  ｋｅｙｂｏａｒｄ）１４０又はマウス（ｍｏｕｓｅ）１４５の様な入力デバイスが該個人１１０の個人的詳細の様な検査に関連する関連情報を入力するために使用される。又入力デバイス１４０は時刻ｔ1及びｔ2の値を入力するために使用されてもよい。代わりに、該時刻ｔ1とｔ2は該プロセサー１３５により行われる該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の呼吸相解析（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｈａｓｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）で自動的に決定されてもよい。該プロセサー１３５は該信号Ｐ（ｘi、ｔ）の少なくとも１つを含む計算で該領域Ｒ内の少なくとも１つの位置ｘでのｔ1からｔ2までの時間間隔越しの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を決定する。
【００３４】
該平均音響エネルギーは該メモリー１３０内に記憶され、医師による診断用にシーアールテースクリーン（ＣＲＴ  ｓｃｒｅｅｎ）の様なデイスプレーデバイス１５０上に表示されてもよい。
【００３５】
又プロセサー１３５は該関数Ｐ（上の波線付き）を、該メモリー内に記憶され、該身体領域内の種々の疾患を示すと知られる関数と比較することにより自動鑑別診断（ａｕｔｏｍａｔｉｃ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）を行ってもよい。
【００３６】
図２は、１実施例に依り本発明の方法を実行するためのフローチャートを示す。過程２００で、信号Ｐ（ｘi、ｔ）が身体表面上の領域Ｒ内の１からＮまでのｉについて予め決められた位置ｘiに置かれたＮ個の変換器から得られる。過程２０５でｔ1及びｔ2の値は入力デバイス１４０又は１４５を使った該プロセサー１３５へ入力されるか、又は該プロセサーにより決定されるか何れかである。過程２１０で、ｔ1からｔ2まで時間間隔越しの領域Ｒ内の少なくとも１つの位置ｘでの平均音響エネルギーＰ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）が決定される。過程２２０で、ｘの少なくとも１つの値について該平均音響エネルギーが該デイスプレー１５０上に表示される。過程２３０で、関数Ｐ（上の波線付き）がもう１つの時間間隔越しで決定されるべきかどうかが決められる。もしイエスなら、該プロセスは過程２０５へ戻る。もし否ならば、該プロセスは終了する。
【００３７】
又本発明のシステムが適当にプログラムされたコンピュータであってもよいことが理解される。同様に、本発明は本発明の方法を実行するためにコンピュータにより読み出し可能なコンピュータプログラムを考慮している。本発明は更に本発明の方法を実行するために機械により実行可能な命令のプログラムを明白に具体化する機械読み出し可能なメモリーを考慮している。
【実施例】
【００３８】
本発明のシステムと方法は個人の下部気道音響（ｌｏｗｅｒ  ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｔｒａｃｔ  ｓｏｕｎｄｓ）を解析するため使用された。
【００３９】
図３は個人の呼吸サイクル（ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｃｙｃｌｅ）の吸気相（ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｈａｓｅ）に亘る信号の記録と解析を示す。該個人の背中上に２次元座標システムが規定された。図３ａに示す様に、該個人の背中上の肺の上に、円３００で示した位置に、４８個の変換器が置かれた。曲線３０５は肺の仮定した輪郭を示す。見られる様に、変換器は５ｃｍの水平及び垂直方向変換器間間隔を有する規則的直交格子（ｒｅｇｕｌａｒ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｌａｔｔｉｃｅ）に配置された。次いで呼吸サイクルの１つの吸気相（ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｈａｓｅ）に亘り信号Ｐ（ｘi、ｔ）が記録された（ｔ1とｔ2はそれぞれ該吸気相の始めと終わりである）。各信号は１５０Ｈｚのカットオフ（ｃｕｔ−ｏｆｆ）を有するローパスフイルターを用いてフイルターされた。各フイルターされた関数Ｐ（ｘi、ｔ）の該吸気相に亘る平均値をグレイレベルスケール３１０を基準とした各円３００のグレイレベルシェーデイング（ｇｒｅｙ  ｌｅｖｅｌ  ｓｈａｄｉｎｇ）により図３ａに示した。Ｐ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）が、σ＝３６画素を有する式（５）のカーネルｇを用いて上記式（１）及び（２）を使用して得られた。図３ｂはやはりグレイレベルスケール３１０を基準とした該吸気相に亘る該関数Ｐ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）の５１２画素×５１２画素のグラフイカル表現を示す。図３ｂに示す関数Ｐ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）の該グラフイカル表現で、肺及び心臓の輪郭は容易に見分けられる。
【００４０】
図４は呼吸サイクルの呼気相（ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ  ｐｈａｓｅ）に亘る信号の記録と解析を示す。図４ａで示される様に、４８個の変換器が、個人の背中上で円４００で示される様に、図３で用いたと同じ位置ｘiに置かれた。曲線４０５は該個人の肺の仮定した輪郭を示す。次いで該信号Ｐ（ｘi，ｔ）は呼吸サイクルの１つの呼気相に亘り記録された（ｔ1とｔ2はそれぞれ呼気相の始めと終わりである）。各信号は１５０Ｈｚのカットオフを有するローパスフイルターを用いてフイルターされた。各関数Ｐ（ｘi、ｔ）の該呼気相に亘る平均値を、グレイレベルスケール４１０を基準とした各円４００のグレイレベルシェーデイング（ｇｒｅｙ  ｌｅｖｅｌ  ｓｈａｄｉｎｇ）により図４ａに示した。Ｐ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）が上記式（１）及び（２）を使用して得られた。図４ｂはやはりグレイレベルスケール４１０を基準にした該呼気相に亘る該関数Ｐ（上の波線付き）（ｘ、ｔ1，ｔ2）を示す。図３ｂと４ｂの比較は該呼吸サイクルの吸気と呼気の相間の音響エネルギーの量の変化を示す。
【００４１】
呼吸サイクル中の肺の変化を示す映画が本発明のシステムと方法を用いて得られた。信号１２５が得られ、時間セグメント（ｔｉｍｅ  ｓｅｇｍｅｎｔｓ）に分けられた。各セグメントは本発明の方法により解析され、画像が発生された。該画像は、呼吸サイクルに亘り気道の映画を作るように速く連続して該デイスプレーデバイス１５０上で表示された。
【００４２】
図５ａは本発明により全呼吸サイクルに亘り得られた健康な個人の気道の画像を示し、図５ｂは同じ個人の胸部Ｘ線写真を示す。図６は該個人の呼吸サイクル中に連続する０．４秒の時間間隔越しで得られた１１の連続画像を示す。各フレーム（ｆｒａｍｅ）は０．４秒の時間間隔越しで記録された信号の処理を表す。フレーム０１から０５（時刻０．０から１．６秒に得られた）は該呼吸サイクルの吸気相中に得られ、一方フレーム０６から１１（時刻１．８から３．６秒に得られた）は呼気相中に得られた。図６に示す画像のシーケンスが呼吸サイクルに亘る気道の映画を創るようにデイスプレーデバイス上に連続して表示され得る。図６に示す画像のシーケンスは、何等の空間を充たす病巣（ｓｐａｃｅ−ｆｉｌｌｉｎｇ  ｌｅｓｉｏｎｓ）も有しない健康な個人で期待される様に、該呼吸サイクル中に肺の完全な充填と空虚化（ｆｉｌｌｉｎｇ  ａｎｄ  ｅｍｐｔｙｉｎｇ）を示す。
【００４３】
図７ａは本発明により全呼吸サイクルに亘り得られた胸水（ｐｌｅｕｒａｌ  ｅｆｆｕｓｉｏｎ）を有する個人の気道の画像を示し、図７ｂは同じ個人の胸部Ｘ線写真を示す。図８は該個人の呼吸サイクル中に連続して０．４秒の時間間隔越しで得られた１６の連続画像を示す。各フレームは０．４秒の時間間隔越しで記録された信号の処理を表す。フレーム０１から０６（時刻０．０から２．０秒に得られた）は該呼吸サイクルの吸気相中に得られ、一方フレーム０７から１６（時刻２．４から４．０秒に得られた）は該呼気相中に得られた。図８に示す画像のシーケンスは、呼吸サイクルに亘る気道の映画を創るように、デイスプレーデバイス上に連続して表示され得る。図８に示す画像のシーケンスで、胸水で起こる空間を充たす病巣を有する個人で予期される様に、下右部のローブの肺組織（ｌｕｎｇ  ｔｉｓｓｕｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｌｏｗｅｒ  ｒｉｇｈｔ  ｌｏｂｅ）は視認されず、下右部の肺内の空気流れの欠如を示している。右の肺の上部部分の空気流れも損なわれているように観察される。
【００４４】
図９ａは本発明により全呼吸サイクルに亘り得られた肺炎を有する個人の気道の画像を示し、図９ｂは同じ個人の胸部Ｘ線写真を示す。図１０は該個人の呼吸サイクル中の連続する０．４秒の時間間隔越しで得られた１２の連続する画像を示す。図１０に示す画像のシーケンスは呼吸サイクルに亘る気道の映画を創るようにデイスプレーデバイス上に連続して表示され得る。各フレームは０．４秒の時間間隔越しで記録された信号の処理を表す。フレーム０１から０６（時刻０．０から２．０秒に得られた）は該呼吸サイクルの吸気相中に得られ、一方フレーム０７から１６（時刻２．４から４．０秒に得られた）は呼気相中に得られた。図１０に示す画像のシーケンスでは、肺炎（ｐｎｅｕｍｏｎｉａ）で起こる様に空間を充たす病巣を有する個人で予期される様に、下左部のローブの肺組織が視認されず、下左の肺内の空気流れの欠如を示している。左肺の上部部分内の空気流れは普通であると観察される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の１実施例に依り解析用身体音響を得るためのシステムを示す。
【図２】本発明の１実施例に依り解析用身体音響を得る方法を実施するためのフローチャートを示す。
【図３】呼吸サイクルの吸気相に亘る信号の記録及び解析を示す。
【図４】呼吸サイクルの呼気相に亘る信号の記録及び解析を示す。
【図５ａ】本発明に依り健康な個人について得られた画像を示す。
【図５ｂ】同じ個人の胸部Ｘ線写真を示す。
【図６】健康な個人の気道の映画からの連続するフレームを示す。
【図７ａ】本発明に依り胸水を有する個人について得られた画像を示す。
【図７ｂ】同じ個人の胸部Ｘ線写真を示す。
【図８】胸水を有する個人の気道の映画からの連続するフレームを示す。
【図９ａ】本発明に依り肺炎を有する個人について得られた画像を示す。
【図９ｂ】同じ個人の胸部Ｘ線写真を示す。
【図１０】肺炎を有する個人の気道の映画からの連続するフレームを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−Ｂ】
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【図４Ａ−Ｂ】
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【図５Ａ−Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ−Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ−Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
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