(57)【要約】【課題】心雑音の形状を、正確に判定できない、といった課題がある。【解決手段】心雑音判定装置は、生体の心音、例えば、人間の心音の心雑音データを取得する心音データ取得部と、前記心雑音データの時間的なパワー推移を算出するパワー推移算出部と、時系列上の前記パワー推移の分布から前記パワー推移の多次のモーメントを算出するモーメント算出部と、前記多次のモーメントに基づいて、前記生体の心雑音の種類を判定する判定部と、を備える。【選択図】図１
2015188525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の心音の心雑音データを取得する心音データ取得部と、
前記心雑音データの時間的なパワー推移を算出するパワー推移算出部と、
時系列上の前記パワー推移の分布から前記パワー推移の多次のモーメントを算出するモーメント算出部と、
前記多次のモーメントに基づいて、前記生体の心雑音の種類を判定する判定部と、
を備える心雑音判定装置。
【請求項２】
前記モーメント算出部は、前記パワー推移の３次のモーメントを算出し、
前記判定部は、前記３次のモーメントに基づいて、前記心雑音の形状を判定する請求項１に記載の心雑音判定装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記３次のモーメントに基づいて、前記心雑音の形状が、漸増型、漸減型、または他の型のいずれかであるかを判定する請求項２に記載の心雑音判定装置。
【請求項４】
前記モーメント算出部は、前記パワー推移の４次のモーメントを算出し、
前記判定部は、前記４次のモーメントに基づいて、前記心雑音の形状を判定する請求項１から３のいずれか１項に記載の心雑音判定装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記４次のモーメントに基づいて、前記心雑音の形状がダイヤモンド型、尖状型、及び、プラトー型または他の型のいずれかであるかを判定する請求項４に記載の心雑音判定装置。
【請求項６】
前記モーメント算出部は、前記パワー推移の３次のモーメント及び４次のモーメントを算出して、
前記判定部は、前記３次のモーメントが第１の閾値よりも大きく、且つ、前記４次のモーメントが第２の閾値よりも大きいことに応じて、前記心雑音が有害性であると判定し、それ以外の場合に、前記心雑音が無害性であると判定する請求項１から５のいずれか１項に記載の心雑音判定装置。
【請求項７】
生体の心音の心雑音データを取得する心音データ取得部と、
前記心雑音データの時間的なパワー推移を算出するパワー推移算出部と、
時系列上の前記パワー推移の分布から前記パワー推移の多次のモーメントを算出するモーメント算出部と、
前記多次のモーメントに基づいて、前記生体の心雑音の種類を判定する判定部として、コンピュータを機能させるプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムを記憶する媒体。
【請求項９】
生体の心音の心雑音データを取得すること、
前記心雑音データの時間的なパワー推移を算出すること、
時系列上の前記パワー推移の分布から前記パワー推移の多次のモーメントを算出すること、
前記多次のモーメントに基づいて、前記生体の心雑音の種類を判定すること、
を有する心雑音判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心雑音判定装置、プログラム、媒体及び心雑音判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
心音に含まれる心雑音の種類を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２０１３−３４６７０号公報
非特許文献１  沢山俊民著、「CDによる聴診トレーニング〈心音編〉」、改訂第２版、南江堂、１９９４年２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の技術では、心雑音を所定時間で分割した各フレームの微分係数を結んで得られる音量推移の導関数に基づいて、心雑音の形状を非特許文献１に記載の形状に沿って判定している。例えば、上述の技術では、心雑音の導関数の９０％以上が正である場合、漸増型と判定する。しかしながら、心雑音を導関数のみで判定した場合、心雑音の形状を正確に判定できないといった課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、生体の心音の心雑音データを取得する心音データ取得部と、前記心雑音データの時間的なパワー推移を算出するパワー推移算出部と、時系列上の前記パワー推移の分布から前記パワー推移の多次のモーメントを算出するモーメント算出部と、前記多次のモーメントに基づいて、前記生体の心雑音の種類を判定する判定部と、を備える心雑音判定装置、プログラム、媒体及び心雑音判定方法を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】心雑音判定装置１０の全体構成図である。
【図２】人間の心臓２００の概略図である。
【図３】心音の波形である。
【図４】心雑音判定装置１０による判定処理のフローチャートである。
【図５】一心拍内の心音データを示す。
【図６】図５の心音データをバンドパスフィルタによって処理した心音データを示す。
【図７】心音データに含まれる心雑音データを示す。
【図８】心雑音のパワースペクトルを示す。
【図９】心雑音の形状を示す。
【図１０】心雑音の形状の判定の根拠を示す。
【図１１】心雑音の形状と、疾患名とを関連付けた表である。
【図１２】心雑音の形状を示す。
【図１３】心雑音の形状を示す。
【図１４】心雑音の形状を示す。
【図１５】本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、心疾患判定システム１００の全体構成図である。心疾患判定システム１００は、心音に含まれる心雑音の種類、例えば、心雑音の波形の形状を判定して、当該心雑音が正常か否かを判定する。心疾患判定システム１００は、心音センサ１０２と、入力信号処理部１０４と、心雑音判定装置１０と、表示部１０６とを備える。
【０００９】
心音センサ１０２は、生体ＢＤの胸部を伝播する心音振動を検出する。心音センサ１０２は、検出した心音振動を電気信号の心音データに変換する。心音センサ１０２は、マイクロフォン型、加速度センサ型、圧力センサ型等の振動に応じた電気信号を出力できるセンサを適用できる。心音センサ１０２は、入力信号処理部１０４へ心音データを出力する。
【００１０】
入力信号処理部１０４は、心音センサ１０２が検出した心音データに対して所定の信号処理を行って心音データを心雑音判定装置１０へ出力する。例えば、入力信号処理部１０４は、フィルタ回路、増幅器およびＡ／Ｄ変換器を有する。フィルタ回路は、心音データに含まれるＤＣ周波数成分、および、心音解析に不要な周波数成分を取り除く。また、増幅器は、Ａ／Ｄ変換器の入力レンジに合わせて心音信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅器が増幅した心音データをデジタル信号に変換して、心雑音判定装置１０へ出力する。
【００１１】
心雑音判定装置１０の一例は、入力信号処理部１０４を介して、心音センサ１０２から心音データを取得して信号処理等を実行するコンピュータである。心雑音判定装置１０は、心音センサ１０２、入力信号処理部１０４及び表示部１０６とデータを送受信可能に接続されている。心雑音判定装置１０は、制御部１２と、記憶部１４とを備える。尚、心雑音判定装置１０は、心音センサ１０２、入力信号処理部１０４及び表示部１０６を有していてもよい。
【００１２】
制御部１２の一例は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含む演算処理装置である。制御部１２は、心音データ取得部２０と、パワー推移算出部２２と、モーメント算出部２４と、判定部２６とを備える。制御部１２は、記憶部１４またはネットワークから判定用プログラムを読み込み実行することによって、心音データ取得部２０、パワー推移算出部２２、モーメント算出部２４、及び、判定部２６として機能するように構成してもよい。心音データ取得部２０、パワー推移算出部２２、モーメント算出部２４及び判定部２６の一部または全部を回路等のハードウェアとして構成してもよい。
【００１３】
心音データ取得部２０は、入力信号処理部１０４を介して、心音センサ１０２から生体、例えば、人間の心音の心音データを取得する。心音データは、心音の強度と時刻とを関連付けたデータである。心音データ取得部２０は、取得した心音データから心雑音の心雑音データを抽出して取得する。心音データ取得部２０は、抽出した心雑音データをパワー推移算出部２２へと出力する。尚、心音データ取得部２０は、心音センサ１０２及び入力信号処理部１０４から心音データを直接取得する代わりに、予め測定されて、外部の記憶装置等に記憶された複数の心音データを取得してもよい。
【００１４】
パワー推移算出部２２は、心音データ取得部２０から心雑音データを取得する。パワー推移算出部２２は、心雑音データの時間的なパワー推移を算出する。例えば、パワー推移算出部２２は、心雑音データのパワー推移の一例であるパワースペクトルを算出する。パワー推移算出部２２は、算出したパワースペクトルをモーメント算出部２４へと出力する。
【００１５】
モーメント算出部２４は、パワー推移算出部２２からパワースペクトルを取得する。モーメント算出部２４は、時系列上のパワースペクトルの分布からパワースペクトルの多次のモーメントを算出する。例えば、モーメント算出部２４は、パワースペクトルを、その各時刻を変数とする度数分布と見なして、多次のモーメントを算出する。例えば、モーメント算出部２４は、パワースペクトルの３次のモーメントである歪度を算出する。または、モーメント算出部２４は、パワースペクトルの４次のモーメントである尖度を算出する。モーメント算出部２４は、算出した多次のモーメントを判定部２６へと出力する。
【００１６】
判定部２６は、モーメント算出部２４から多次のモーメントを取得する。判定部２６は、多次のモーメントに基づいて、生体の心雑音の種類を判定する。例えば、判定部２６は、３次のモーメントまたは４次のモーメントに基づいて、生体の心雑音の波形の形状を判定する。また、判定部２６は、心雑音の形状から生体の心雑音が有害性か無害性かを判定してもよい。判定部２６は、判定した結果を画像情報として表示部１０６へと出力する。判定部２６は、判定結果を記憶部１４へ出力して記憶させてもよい。
【００１７】
記憶部１４は、心音データ取得部２０、パワー推移算出部２２、モーメント算出部２４、及び、判定部２６が判定処理に必要なデータを記憶する。例えば、記憶部１４は、判定処理用のプログラムを記憶する。また、記憶部１４は、判定処理用のプログラムの実行に必要な閾値を記憶する。尚、閾値は、ネットワークを介して、取得してもよい。
【００１８】
表示部１０６は、判定部２６から取得した画像情報に基づいて、判定結果等を示す画像及びテキストの少なくとも一方を表示する。
【００１９】
次に、人間の心臓２００及び心音のＩ音及びＩＩ音について説明する。図２は、人間の心臓２００を正面から見た概略図である。図３は、心音の波形である。図３において、横軸は時刻、縦軸は強度を示す。図３の上図は、一心拍以上の心音の波形である。図３の下図は、ＩＩ音近傍の心音の波形である。
【００２０】
図２に示すように、人間の心臓２００は、右心室２０２と、左心室２０４と、右心房２０６と、左心房２０８と、肺動脈弁２１０と、大動脈弁２１２と、三尖弁２１４と、僧帽弁２１６とを有する。肺動脈弁２１０は、右心室２０２と肺動脈２１８との間に開閉可能に設けられている。大動脈弁２１２は、左心室２０４と大動脈２２０との間に開閉可能に設けられている。三尖弁２１４は、右心室２０２と右心房２０６との間に開閉可能に設けられている。僧帽弁２１６は、左心室２０４と左心房２０８との間に開閉可能に設けられている。
【００２１】
図３に示すように、心臓２００は、一心拍内において、Ｉ音とＩＩ音とを発生させる。Ｉ音は、右心室２０２及び左心室２０４の血液を身体と肺とに送り出す収縮開始時に、右心室２０２と右心房２０６とを隔てる三尖弁２１４と、左心室２０４と左心房２０８とを隔てる僧帽弁２１６とが閉鎖するときに発生する。ＩＩ音は、身体及び肺から右心室２０２及び左心室２０４に血液を貯めこむ拡張開始時に、右心室２０２と肺動脈２１８とを隔てる肺動脈弁２１０と、左心室２０４と大動脈２２０とを隔てる大動脈弁２１２とが閉鎖するときに発生する。
【００２２】
ここで、弁の狭窄症や閉鎖不全症、心室（房）中隔欠損などの疾患がある心臓内部では、 血液の逆流及び乱流など異常な血行動態が発生しているため、Ｉ音及びＩＩ音の心音に加えて心雑音が聴かれる。具体的には、Ｉ音とＩＩ音との間の収縮期に発生する心雑音を収縮期心雑音という。また、ＩＩ音とＩ音との間の拡張期に発生する心雑音を拡張期心雑音という。尚、心雑音は、生体が異常の場合のみならず、正常な場合であっても発生する。これらの心雑音は、聴診による心疾患診断では有用な判断材料となる。聴診法では、心雑音を疾患別に時相・音量・形状・音調の４つの特徴で分類している。本実施形態では、心雑音データの特徴を多次のモーメントによって数値化して、心雑音の種類を判定する。
【００２３】
図４は、心雑音判定装置１０による判定処理のフローチャートである。図５は、一心拍内の心音データを示す。図６は、図５の心音データをバンドパスフィルタによって処理した心音データを示す。図７は、心音データに含まれる心雑音データを示す。図８は、心雑音のパワースペクトルを示す。図９は、心雑音の形状を示す。尚、図９においては、各形状に隣接して心雑音の典型的な例の波形を示す。図１０は、心雑音の形状の判定の根拠を示す。図１１は、心雑音の形状と、疾患名とを関連付けた表である。制御部１２は、記憶部１４に記憶された判定処理用のプログラムを読み込むことによって判定処理を開始する。
【００２４】
判定処理では、心音データ取得部２０が、図５に示すように、心音センサ１０２及び入力信号処理部１０４から生体の心音の強度と時刻とを関連付けた心音データを取得する（Ｓ１０）。例えば、心音センサ１０２は、生体の心音振動を加速度センサの心音センサ１０２で検出して電気信号に変換した心音データを入力信号処理部１０４へ出力する。入力信号処理部１０４は、１００Ｈｚから５００Ｈｚの周波数成分を通過するバンドパスフィルタによって当該心音データをフィルタ処理した後、２ｋＨｚでサンプリング処理して、１６ビットでデジタル化処理する。これにより、図６に示すように、入力信号処理部１０４は、１００Ｈｚから５００Ｈｚの心雑音が強調された心音データを生成する。心音データ取得部２０は、心雑音が強調された心音データを入力信号処理部１０４から取得する。尚、入力信号処理部１０４は、フィルタ処理、サンプリング処理、及び、デジタル化処理の順序を適宜変更してよい。また、心音データ取得部２０が、フィルタ処理、サンプリング処理、及び、デジタル化処理の一部または全部を実行してもよい。
【００２５】
心音データ取得部２０は、心音データから、心雑音の強度と時刻とを関連付けた心雑音データを抽出して取得する（Ｓ１２）。例えば、心音データ取得部２０は、心雑音が強調された心音データから、複数の極大点を抽出して、当該極大点からＩ音及びＩＩ音の極大点を抽出する。更に、心音データ取得部２０は、Ｉ音とＩＩ音との時間間隔と、ＩＩ音とＩ音との時間間隔との違いからＩ音とＩＩ音とを識別する。心音データ取得部２０は、Ｉ音とＩＩ音との間及びＩＩ音とＩ音との間の少なくとも一方の心雑音データを抽出する。これにより、心音データ取得部２０は、図７に示す心雑音データを取得して、パワー推移算出部２２へと出力する。尚、心音データ取得部２０は、ネットワークを介して、心音データまたは心雑音データを外部装置から取得してもよい。
【００２６】
パワー推移算出部２２は、心音データ取得部２０から取得した心雑音データから、心雑音の時間的なパワー推移としてパワースペクトルを算出する（Ｓ１４）。例えば、パワー推移算出部２２は、心雑音データを所定の時間幅の窓で分割して、当該窓の心音の強度から心雑音のパワーを算出する。心雑音のパワーは、心音の強度の二乗である。尚、心雑音のパワーに代えて、心雑音の強度の絶対値を用いてもよい。従って、心雑音のパワーは、正の値となる。窓の所定の時間幅の一例は、３０ｍ秒である。パワー推移算出部２２は、各時間におけるパワーの和を窓毎に算出して、時系列に配列することによってパワースペクトルを生成する。これにより、パワー推移算出部２２は、図８に示すパワースペクトルを算出して、モーメント算出部２４へと出力する。
【００２７】
モーメント算出部２４は、時系列上のパワースペクトルの分布からパワースペクトルの多次のモーメントを算出する（Ｓ１６）。例えば、モーメント算出部２４は、パワースペクトルを、その各時刻を変数とする度数分布と見なして、３次のモーメントである歪度γ、及び、４次のモーメントである尖度βを算出する。具体的には、モーメント算出部２４は、次の式（１）から歪度γを算出する。
【数１】
2015188525.tif 000003
尚、Ｅは期待値である。Ｘは確率変数、即ち、時刻である。μは、確率変数Ｘの期待値である。μｎは、期待値のまわりのｎ次モーメントである。σは標準偏差である。κｒはｒ次のキュムラントである。
【００２８】
次に、モーメント算出部２４は、次の式（２）から尖度βを算出する。尚、式（２）は、正規分布の尖度を０とした場合である。
【数２】
2015188525.tif 000004
モーメント算出部２４は、算出した多次のモーメントである歪度γ及び尖度βを判定部２６へ出力する。
【００２９】
判定部２６は、モーメント算出部２４から取得した多次のモーメントに基づいて、生体の心雑音の種類を判定する（Ｓ１８）。生体の心雑音の種類の一例は、心雑音の時間波形における形状の種類で表される。心雑音の形状は、図９に示すように、漸増型、漸減型、尖状型、ダイヤモンド型、正規分布型、及び、プラトー型（即ち、均等振幅型）等に大別することができる。漸増型は、パワースペクトルの後半にピークが存在する型である。漸減型は、パワースペクトルの前半にピークが存在する型である。ダイヤモンド型は、心雑音の波形が略菱型となる型である。尖状型は、ダイヤモンド型よりも尖りが鋭い型である。プラトー型は、ダイヤモンド型よりも尖りが緩く平坦に近い型である。ダイヤモンド型及び正規分布型は、漸増漸減型の一例である。尚、判定部２６は、測定された心雑音をいずれかの形状に分類するための各閾値を記憶部１４から取得してもよく、ネットワークから取得してもよい。例えば、判定部２６は、３次のモーメントである歪度γに基づいて、心雑音の形状が漸増型、漸減型、または、他の型のいずれかであるかを判定する。また、判定部２６は、４次のモーメントである尖度βに基づいて、心雑音の形状がダイヤモンド型、尖状型、及び、プラトー型、または、他の型のいずれかであるかを判定する。
【００３０】
判定部２６は、歪度γが漸減用閾値より大きい場合、心雑音の形状を、図９の右側に示す漸減型と判定する。尚、判定部２６は、尖度βが略０であって、且つ、歪度γが漸減用閾値より大きい場合、心雑音の形状を漸減型と判定してもよい。漸減用閾値は、正の値である。この判定は、図１０の右上に示すように、漸減型は、歪度γが正になる傾向が強いことに基づく。
【００３１】
例えば、判定部２６は、歪度γが漸増用閾値より小さい場合、心雑音の形状を、図９の左側に示す漸増型と判定する。尚、判定部２６は、尖度βが略０であって、且つ、歪度γが漸増用閾値より小さい場合、心雑音の形状を漸増型と判定してもよい。漸増用閾値は、負の値である。この判定は、図１０の左上に示すように、漸増型は、歪度γが負になる傾向が強いことに基づく。
【００３２】
判定部２６は、歪度γが漸減用閾値以下且つ漸増用閾値以上である場合、心雑音の形状を、図９の中央に示すダイヤモンド型と判定する。尚、判定部２６は、尖度βが略０であって、且つ、歪度γが漸減用閾値以下且つ漸増用閾値以上である場合、心雑音の形状をダイヤモンド型と判定してもよい。この判定は、図１０の左下に示すように、ダイヤモンド型は、歪度γ及び尖度βがともに略０になる傾向が強いことに基づく。
【００３３】
また、判定部２６は、尖度βがプラトー用閾値よりも小さい場合、心雑音の形状を、図９の下側に示す平坦なプラトー型と判定する。尚、判定部２６は、歪度γが略０であって、且つ、尖度βがプラトー用閾値よりも小さい場合、心雑音の形状をプラトー型と判定してもよい。プラトー用閾値は、負の値である。この判定は、図１０の右下に示すように、プラトー型は、尖度βが負になる傾向が強いことに基づく。
【００３４】
判定部２６は、尖度βが尖状用閾値よりも大きい場合、心雑音の形状を、図９の上側に示す尖った尖状型と判定する。尚、判定部２６は、歪度γが略０であって、且つ、尖度βが尖状用閾値よりも大きい場合、心雑音の形状を尖状型と判定してもよい。尖状用閾値は、正の値である。
【００３５】
判定部２６は、標準偏差σが１であって、尖度βがプラトー用閾値以上、且つ、尖状用閾値以下である場合、心雑音の形状を正規分布型と判定する。
【００３６】
判定部２６は、更に、判定した心雑音の形状から疾患名を判定してもよい。例えば、判定部２６は、図１１に示すように、収縮期の心雑音の形状が漸増型、漸減型またはプラトー型のいずれかであった場合、逆流性の僧帽弁閉鎖不全、三尖弁閉鎖不全、及び、心室中隔欠損のいずれかであると判定する。また、判定部２６は、拡張期の心雑音の形状が漸減型またはダイヤモンド型であった場合、大動脈弁閉鎖不全、または、肺動脈弁閉鎖不全であると判定する。
【００３７】
判定部２６は、判定した判定結果を画像情報及びテキストに変換して表示部１０６へ出力するとともに、判定結果を記憶部１４へ出力して記憶させる（Ｓ２０）。尚、判定部２６は、心雑音の形状、及び、疾患名を１つに特定することなく複数の可能性ある形状及び疾患名の全てを判定結果として表示部１０６へと出力してもよい。
【００３８】
上述したように、心雑音判定装置１０では、多次のモーメントに基づいて、心雑音の形状を判定するので、精度を向上させることができる。心雑音判定装置１０では、高次統計量である３次のモーメントの歪度γ及び４次のモーメントの尖度βによって、心雑音の波形の局所的な滑らかさ及び鋭さも判定することができる。
【００３９】
次に、導関数によって心雑音の形状を判定した比較形態と本実施形態とを比較して、本実施形態の心雑音判定装置１０による心雑音の形状の判定の精度向上について説明する。図１２、図１３、及び、図１４は、心雑音のパワースペクトルの形状を示す。
【００４０】
図１２の左図に示す形状の心雑音の導関数と、右図に示す形状の心雑音の導関数は、ともにほぼ同じ正負の割合となり、ゼロ交差回数もほぼ同じになる。従って、導関数による比較形態では、左右の心雑音の形状の違いを判定できない。一方、本実施形態の心雑音判定装置１０では、左図に示す心雑音の形状の尖度βよりも右図に示す心雑音の形状の尖度βが増加する。従って、心雑音判定装置１０は、例えば、左図の形状をダイヤモンド型または正規分布型の心雑音と判定することができ、右図の形状を尖状型の心雑音と判定することができる。更には、心雑音判定装置１０は、尖度βの大きさに応じて、尖りの程度を判定することができる。
【００４１】
図１３の左図に示す心雑音の導関数と、右図に示す形状の心雑音の導関数は、ともにほぼ同じ正負の割合となり、ゼロ交差回数もほぼ同じになる。従って、導関数による比較形態では、左右の心雑音の形状の違いを判定できない。一方、本実施形態の心雑音判定装置１０では、左図に示す心雑音の形状の歪度γよりも右図に示す心雑音の形状の歪度γが増加する。従って、心雑音判定装置１０は、例えば、左図の形状を漸増型及び漸減型の心雑音と判定することができ、右図の形状を漸増型の心雑音と判定でき、左図の形状を漸減型と判定することができる。更には、心雑音判定装置１０は、歪度γの大きさに応じて、歪みの程度を判定するともに、心雑音のピークが時間的にＩ音に近いか、ＩＩ音に近いかを判定することができる。
【００４２】
図１４の左図に示す形状の心雑音の導関数は、中央部で微小な増減を繰り返すのでゼロ交差回数が多くなる。また、右図に示す心雑音の導関数は、心雑音の後半部分でノイズ等によって微小な増減を繰り返すので、ゼロ交差回数が多く（例えば、３回以上）なる。これにより、図１４の左図及び右図は、導関数のゼロ交差回数が多くなるので、プラトー型と判定される。一方、本実施形態の心雑音判定装置１０では、左図では尖度βが小さくなるのでプラトー型と判定して、右図では尖度βが大きくなるのでダイヤモンド型または尖状型等と判定できる。これにより、心雑音判定装置１０は、ノイズ等に起因する心雑音の一部の微小な凹凸に対して頑健となり、心雑音の形状を正確に判定できる。
【００４３】
上述の実施形態の各構成の機能、数値、及び、接続関係等は適宜変更してよい。
【００４４】
判定部２６の判定方法は適宜変更してよい。例えば、判定部２６は、歪度γが予め定められた第１の閾値よりも大きく、且つ、尖度βが予め定められた第２の閾値よりも大きいことに応じて、心雑音を有害性と判定して、それ以外の場合、心雑音を無害性と判定してもよい。更に、判定部２６は、心雑音の形状が有害性であると判定した場合に、図１１に基づいて、疾患名を判定してもよい。
【００４５】
また、判定部２６は、２次のモーメントである標準偏差σに基づいて、心雑音の種類を判定してもよい。例えば、判定部２６は、標準偏差σが標準偏差用閾値よりも大きい場合、心雑音の種類を有害性と判定してもよい。
【００４６】
図１５は、本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、心雑音判定装置１０の一例である。コンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示部２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、及び、ハードディスクドライブ２０４０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、メモリドライブ２０５０及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００４７】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示部２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００４８】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用する表示プログラム等のプログラム及びデータを格納する。
【００４９】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、メモリドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、及び／又は、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。メモリドライブ２０５０は、メモリカード２０９０から例えば表示プログラム等のプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、メモリドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【００５０】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、メモリカード２０９０、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。表示プログラム等のプログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【００５１】
コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を心雑音判定装置１０として機能させるプログラムは、心音データ取得モジュール、パワー推移算出モジュール、モーメント算出モジュール、及び、判定モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、心音データ取得モジュール、パワー推移算出モジュール、モーメント算出モジュール、及び、判定モジュールとしてそれぞれ機能させる。
【００５２】
これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である心音データ取得モジュール、パワー推移算出モジュール、モーメント算出モジュール、及び、判定モジュールとして機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の心雑音判定装置１０が構築される。
【００５３】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、又はメモリカード２０９０等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【００５４】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、メモリドライブ２０５０（メモリカード２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、及び／又は記憶装置に含まれるものとする。
【００５５】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（又は不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。
【００５６】
以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、メモリカード２０９０の他に、ＤＶＤ又はＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【００５７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５８】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００５９】
１０  心雑音判定装置、        １２  制御部、        １４  記憶部、        ２０  心音データ取得部、        ２２  パワー推移算出部、        ２４  モーメント算出部、        ２６  判定部、        １００  心疾患判定システム、        １０２  心音センサ、        １０４  入力信号処理部、        １０６  表示部、        ２００  心臓、        ２０２  右心室、        ２０４  左心室、        ２０６  右心房、        ２０８  左心房、        ２１０  肺動脈弁、        ２１２  大動脈弁、        ２１４  三尖弁、        ２１６  僧帽弁、        ２１８  肺動脈、        ２２０  大動脈、        １９００  コンピュータ、        ２０００  ＣＰＵ、        ２０１０  ＲＯＭ、        ２０２０  ＲＡＭ、        ２０３０  通信インターフェイス、        ２０４０  ハードディスクドライブ、        ２０５０  メモリドライブ、        ２０７０  入出力チップ、        ２０７５  グラフィック・コントローラ、        ２０８０  表示部、        ２０８２  ホスト・コントローラ、        ２０８４  入出力コントローラ、        ２０９０  メモリカード
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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