(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音源を位置特定するシステムであって、
チェストピースにある少なくとも２つのナビゲーティング音声センサからナビゲーティング音声信号を受け取り、前記音源に対応する信号セグメントタイプを含む選択命令を受け取る受信部と、
前記信号セグメントタイプに応じて各ナビゲーティング音声信号からセグメントを選択する選択部と、
前記セグメントの位相差を計算すること、または前記セグメントの到着時間差を計算することにより、前記ナビゲーティング音声信号から選択したセグメントの間の差を計算する計算部と、
前記差に応じて前記音源への前記チェストピースの移動をガイドする移動表示信号を生成する生成部とを有するシステム。
【請求項２】
前記生成部は、
前記セグメント間の差に応じて、前記音源に最も近いナビゲーティング音声センサを決定し、
前記最も近いナビゲーティング音声センサの方向への前記チェストピースの移動をガイドする前記移動表示信号を求めるものである、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記生成部は、前記音源と前記ナビゲーティング音声センサとの間の距離を比較することにより、前記音源への前記最も近いナビゲーティング音声センサを判定するものである、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記生成部は、前記セグメントの差が所定閾値より小さいとき、前記チェストピースの移動を停止するようにガイドする移動停止信号を生成するものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一項に記載の音源を位置特定するシステムを有する聴診器。
【請求項６】
チェストピースと、前記システムを組み込んだ制御装置と、前記チェストピースを前記制御装置に接続するコネクタとをさらに有する、
請求項５に記載の聴診器。
【請求項７】
請求項１ないし４いずれか一項に記載のシステムと接続されたチェストピースであって、
回路とインジケータとを有し、
前記回路を用いて前記移動表示信号と前記移動停止信号とを受け取り、前記インジケータを制御してオン／オフし、前記チェストピースの移動または停止をガイドする、チェストピース。
【請求項８】
前記インジケータは前記少なくとも２つのナビゲーティング音声センサに対応する少なくとも２つのライトを有し、前記移動表示がナビゲーティング音声センサの方向に移動することを示すとき、前記チェストピースの移動をガイドするために、前記ナビゲーティング音声センサに対応するライトをオンに切り替えて、前記回路が前記移動停止信号を受信すると、前記ライトをオフに切り替えて、前記チェストピースの移動の停止を示す、
請求項７に記載のチェストピース。
【請求項９】
前記インジケータはスピーカを有し、前記回路が前記移動表示信号または移動停止信号を受信すると、前記スピーカが前記チェストピースの移動または停止をガイドする音声を発する、請求項７に記載のチェストピース。
【請求項１０】
音源を位置特定する方法であって、
チェストピースにある少なくとも２つのナビゲーティング音声センサからナビゲーティング音声信号を受け取り、前記音源に対応する信号セグメントタイプを含む選択命令を受け取る段階と、
前記信号セグメントタイプに応じて各ナビゲーティング音声信号からセグメントを選択する段階と、
前記セグメントの位相差を計算すること、または前記セグメントの到着時間差を計算することにより前記ナビゲーティング音声信号から選択したセグメントの間の差を計算する段階と、
前記差に応じて前記音源への前記チェストピースの移動をガイドする移動表示信号を生成する段階とを有する方法。
【請求項１１】
前記生成段階は、
セグメント間の差に応じて音源に最も近いナビゲーティング音声センサを決定する段階と、
前記最も近いナビゲーティング音声センサの方向への前記チェストピースの移動をガイドする前記移動表示信号を求める段階とを有するものである、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記生成段階は、さらに、前記音源と前記ナビゲーティング音声センサとの間の距離を比較することにより、前記音源への前記最も近いナビゲーティング音声センサを判定するものである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記生成段階は、前記セグメントの差が所定閾値より小さいとき、前記チェストピースの移動を停止するようにガイドする移動停止信号を生成するものである、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号処理方法及びシステムに関し、特に音声信号を処理して音源を位置特定する方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
聴診器は病院でよく用いられる診断装置である。従来、聴診を便利で信頼性の高いものにするため、聴診器には多数の新しい技術が付加されている。新しく付加された技術には、周辺雑音キャンセル、自動心拍数計数、自動心音図記録及び分析などがある。
【０００３】
体内音はいろいろな器官や一器官のいろいろな部分で発生する。そんため、体内音は身体のいろいろな位置で発生する。例として心音を考える。僧帽弁と三尖弁により心音Ｓ１が発生し、大動脈弁と肺動脈弁により心音Ｓ２が発生し、心雑音は弁や室や血管から発生する。通常、聴診に最適な場所は、身体中で心音が最も強く、周波数スペクトルが最もよく現れる場所である。現在、体内音源の位置特定は訓練を受けた医師の判断により行われており、診療経験と集中力を必要とする。
【０００４】
しかし、体内音源の位置を判断する聴診スキルをマスターすることは、人体構造に関する知識を必要とするので、医師以外には困難である。また、人の耳や聴覚には限界も、身体の体内音源の位置特定に影響を及ぼす。例えば、心音Ｓ１とＳ２は互いに近いが、両者は心臓の異なる部分で発生している。訓練を受けていない者にはＳ１とＳ２を正確に区別できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、便利かつ正確な音源位置特定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
音源を位置特定するシステムであって、チェストピースにある少なくとも２つのナビゲーティング音声センサからナビゲーティング音声信号を受け取り、前記音源に対応する信号セグメントタイプを含む選択命令を受け取る受信部と、前記信号セグメントタイプに応じて各ナビゲーティング音声信号からセグメントを選択する選択部と、前記ナビゲーティング音声信号から選択したセグメントの間の差を計算する計算部と、前記差に応じて前記音源への前記チェストピースの移動をガイドする移動表示信号を発生する発生部とを有する。
【０００７】
効果として、本システムは、医師のスキルに依存せずに音源を正確に位置特定する移動表示を自動的に発生できる。
【０００８】
また、本発明は、音源を位置特定するシステムに対応する方法を提案するものである。
【０００９】
本発明の詳細な説明やその他の態様を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の上記その他の目的及び特徴は、添付した図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、明らかとなるであろう。
【図１】本発明の一実施形態による聴診器を示す図である。
【図２】図１の聴診器１の一実施形態によるチェストピースを示す図である。
【図３】図１の聴診器１の一実施形態による音源位置特定システムを示す図である。
【図４】図１の聴診器１の一実施形態によるユーザインタフェースを示す図である。
【図５】図１の聴診器１の他の実施形態によるユーザインタフェースを示す図である。
【図６Ａ】選択前の音声信号波形を示す図である。
【図６Ｂ】選択後の音声信号波形を示す図である。
【図７Ａ】フィルタした心音信号波形を示す図である。
【図７Ｂ】プロミネントセグメント波形を示す図である。
【図８】プロミネントセグメントの連続するピーク点の間の間隔の統計的ヒストグラムである。
【図９】心音信号の波形に注釈を加えたものである。
【図１０】本発明の一実施形態による音源位置特定方法を示す図である。  図面において、同じ構成要素は同じ参照数字を使用して示した。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による聴診器を示す図である。聴診器１は、チェストピース２０と、制御装置３０と、及びチェストピース２０と制御装置３０に接続するコネクタ１０とを有する。聴診器１は、制御装置３０とコネクタ１０とを介してチェストピース２０に接続されたイヤピース４０も有する。
【００１２】
図２は、図１の聴診器１の一実施形態によるチェストピース２０を示す図である。チェストピース２０は、メイン音声センサ２４（図２にはＭ０で示す）と、第１のナビゲーティング音声センサ２１（図２にはＭ１で示す）と、第２のナビゲーティング音声センサ２２（図２にはＭ２で示す）と、第３のナビゲーティング音声センサ２３（図２にはＭ３で示す）とを有する。ナビゲーティング音声センサ２１−２３はメイン音声センサ２４を取り囲んでいる。好ましくは、メイン音声センサ２４はチェストピース２０の中心にあり、メイン音声センサ２４の中心から各ナビゲーティング音声センサへの距離は等しく、隣接する２つのナビゲーティング音声センサ間の角度は等しい。ナビゲーティング音声センサ２１−２３とメイン音声センサ２４は、コネクタ１０により制御装置３０に接続されている。メイン音声センサ２４は、さらに制御装置３０とコネクタ１０とを介してイヤホン４０と接続されている。
【００１３】
チェストピース２０はさらにインジケータ２５を有する。インジケータ２５は、複数のＬＥＤライトを有していてもよい。各ＬＥＤライトは、ナビゲーティング音声センサに対応し、対応するナビゲーティング音声センサと同じ場所に配置されている。ＬＥＤライトをオンにして、チェストピースの動きをガイドして、メイン音声センサ２４を音源に合わせることができる。
【００１４】
任意的に、インジケータ２５はスピーカ（図示せず）を有していてもよい。スピーカを用いて、チェストピースの動きをガイドする音声を発生して、メイン音声センサ２４を音源に合わせることができる。
【００１５】
インジケータ２５を回路（図示せず）に接続する。この回路は、インジケータ２５を制御してオン・オフさせる信号を制御装置３０から受信するために用いる。この回路はチェストピース２０に配置しても、制御装置３０に配置してもよい。
【００１６】
図３は、図１の聴診器１の一実施形態による音源位置特定システムを示す図である。システム３１は、受信部３１１と、選択部３１２と、計算部３１３と、生成部３１４とを有する。
【００１７】
受信部３１１は、少なくとも２つのナビゲーティング音声センサ２１−２３からナビゲーティング音声信号（図３にＮＳＳで示した）を受信するために用いる。また、受信部３１１は、選択命令（図３にＳＩで示した）を受信するために用いる。選択命令は、ユーザが位置特定しようとする音源に対応する信号セグメントタイプを含む。上記の少なくとも２つのナビゲーティング音声センサ２１−２３はチェストピース２０で受信され、チェストピース２０はさらにメイン音声センサ２４を有する。
【００１８】
各ナビゲーティング音声センサ信号は、異なる信号セグメントタイプに属する複数のセグメント（信号セグメント）を有する。例えば、音声センサが検出した心音信号は、Ｓ１セグメント、Ｓ２セグメント、Ｓ３セグメント、Ｓ４セグメント、心雑音セグメントなどの異なる音源により発生された異なる信号セグメントタイプを含む。Ｓ１は僧帽弁と三尖弁の閉鎖により発生し、Ｓ２は大動脈弁と肺動脈弁の閉鎖により発生し、Ｓ３は心臓拡張早期の血液が高速に心室に充満することにより発生し、Ｓ４は血液を膨張した心室に排出する心房収縮の結果として発生し、心雑音は血流の乱れにより発生する。Ｓ１は、僧帽弁によるＭ１と、三尖弁によるＴ１とに分けられる。Ｓ２は、大動脈弁によるＡ２と、肺動脈弁によるＰ２とに分けられる。Ｓ３、Ｓ４と心雑音とは、通常は聞こえず、心臓血管障害に伴うことが多い。
【００１９】
ユーザは、音源に疾患があるか知るため、位置特定する音源に対応する信号セグメントタイプを選択する選択命令を与えることができる。例えば、選択する信号セグメントタイプがＳ１であるとき、対応する音源は僧帽弁と三尖弁である。
【００２０】
選択部３１２は、信号セグメントタイプに応じて各ナビゲーティング音声信号からセグメントを選択するために用いる。
【００２１】
計算部３１３は、ナビゲーティング音声信号から選択したセグメント間の差の計算に用いる。例えば、計算部３１３は、第１の音声センサ２１からの選択したセグメントと第２の音声センサ２２からの選択したセグメントとの間の差を計算し、第２の音声センサ２２からの選択したセグメントと第３の音声センサ２３からの選択したセグメントとの間の差を計算し、第１の音声センサ２１からの選択したセグメントと第３の音声センサ２３からの選択したセグメントとの間の差を計算するものである。
【００２２】
計算部３１３は、各セグメントのＴＯＡ（到着時刻）の差を計算するものである。その理由は、ナビゲーティング音声センサ２１−２３はチェストピース２０の異なる場所にあるので、チェストピース２０を身体に当てたとき、各ナビゲーティング音声センサから音源への距離は異なり、各選択したセグメントのＴＯＡは異なるからである。
【００２３】
また、計算部３１３は、セグメントの位相差を計算することにより、セグメント間の差を計算するものであってもよい。位相差は（フィールドプログラマブルゲートアレイ回路などの）ハードウェアや、（相関アルゴリズムなどの）ソフトウェアにより測定することができる。
【００２４】
生成部３１４は、上記の差に応じて、チェストピース２０の音源への移動をガイドする移動表示信号（図３ではＭＩＳで示す）を生成して、メイン音声センサ２４を音源に合わせる（locate）するために用いる。上記の差は、ＴＯＡ差でも位相差でもよい。
【００２５】
生成部３１４は：
−セグメント間の差に応じて音源に最も近いナビゲーティング音声センサを決定し、
−音源に最も近いナビゲーティング音声センサの方向にチェストピース２０の移動をガイドする移動表示信号を求めるものであってもよい。
【００２６】
位相差を例にとると、第１のナビゲーティング音声センサから受信したセグメントの位相が第２のナビゲーティング音声センサ２２から受信したセグメントの位相より大きい場合、すなわち音源と第２のナビゲーティング音声センサ２２との間の距離が音源と第２のナビゲーティング音声センサ２１との間の距離より小さい場合である。チェストピース２０を、第１のナビゲーティング音声センサ２１から第２のナビゲーティング音声センサ２２の方向に動かす必要がある。
【００２７】
位相差によると、音源に最も近いナビゲーティング音声センサ２１の判定は、音源と第１のナビゲーティング音声センサ２１との間の距離と、音源と第２のナビゲーティング音声センサ２２との間の距離と、音源と第３のナビゲーティング音声センサ２３との間の距離とを比較することにより行える。音源への最終的な移動表示を、最も近いナビゲーティング音声センサの方向に決定する。
【００２８】
回路は、生成部３１４から移動表示信号を受け取る。回路は、インジケータ２５をオンにして、移動表示信号に応じてチェストピース２０の移動をガイドする。インジケータ２５がスピーカである場合、移動表示信号に応じてチェストピース２０の移動をガイドする音声を生成するように、回路を用いてインジケータ２５を制御し、メイン音声センサ２４を音源の場所に位置特定する。インジケータ２５が複数のライトである場合、チェストピース２０の移動をガイドするために最も近いナビゲーティング音声センサに対応するライトを点灯するように、回路を用いてライトを制御し、メイン音声センサ２４を音源の場所に位置特定する。
【００２９】
生成部３１４を用いて、セグメント間の差が所定閾値より小さいか検出できる。生成部３１４は、上記の差が所定閾値より小さければ、さらに、移動停止信号（ＳＭＳで示した）を生成するものである。回路は移動停止信号を受けて、インジケータ２５をオフするように制御する。
【００３０】
図４は、図１の聴診器１の一実施形態によるユーザインタフェースを示す図である。
【００３１】
制御装置３０のユーザインタフェース３２は、複数のボタン３２１と、ディスプレイなどの情報ウィンドウ３２２とを有する。情報ウィンドウ３２２を用いて音声信号の波形を表示する。ボタン３２１は、ユーザに制御され、音声信号の波形に反映された属性に応じた信号セグメントタイプを選択する選択命令を入力する。
【００３２】
波形に反映された属性は、例えば、ピーク、谷、振幅、期間、周波数などである。
【００３３】
図５は、図１の聴診器１の他の実施形態によるユーザインタフェースを示す図である。ユーザインタフェース３２は、波形に沿ってスライドして、波形の属性に応じた信号セグメントタイプを選択するスライダ３２３を有する。
【００３４】
聴診器１の別の実施形態では、情報ウィンドウ３２２はタッチスクリーンであり、ペンや指でタッチして、波形の属性に応じた音声信号の波形から信号セグメントタイプを選択するユーザの選択命令を入力する。
【００３５】
ユーザの選択命令により、システム３１の選択部３１２を用いて、選択したセグメントと、そのセグメントと同じタイプの対応後続セグメントを示し、情報ウィンドウ３２に選択したセグメントを周期的に示すように、情報ウィンドウ３２２を制御する。
【００３６】
従来の多くのデジタル聴診器は、音声信号からセグメントを選択する機能をすでに有しているが、選択したセグメントをその音声信号の受信中に情報ウィンドウに周期的に表示するだけである。
【００３７】
本発明の一実施形態では、以下に説明するように選択部３１２を用いる。
【００３８】
図６Ａは、選択前の音声信号の波形を示し、図６Ｂは、選択後の音声信号の波形を示す。
【００３９】
心音信号を例にとると、選択部３１２がユーザの選択命令に応じて信号セグメントタイプを選択するのをサポートするため、心音信号の波形は少なくとも５秒間続く。Ｓ２セグメントを選択する場合、選択部３１２は、次の段階を実行するものである。
【００４０】
−心音信号からＳ２セグメントを選択する選択命令を分析する段階。
【００４１】
−バンドパスフィルタにより心音信号をフィルタする段階。例えば、心音信号からのカットオフ周波数は１０−１００Ｈｚである。図７Ａは、フィルタした心音信号波形を示す。
【００４２】
−フィルタした波形の各セグメントから複数のサンプル点を取得する段階。波形は複数のセグメントに分割されている。
【００４３】
−各セグメントの平均振幅分散を計算することにより、平均振幅分散が高いプロミネントセグメントを抽出する段階。例えば、平均振幅分散が上位５−１０％のセグメントをプロミネントセグメントと呼ぶ。図７Ｂは、プロミネントセグメントの波形を示す。
【００４４】
−プロミネントセグメントの連続したピーク点間の間隔を測定して、プロミネントセグメントの連続したピーク点間の間隔の統計的ヒストグラムを構成する段階。図８は、プロミネントセグメントの連続するピーク点の間の間隔の統計的ヒストグラムである。統計的ヒストグラムは、各間隔タイプの出現時間を計算することにより構成することもできる。
【００４５】
−統計的ヒストグラムに基づいてＳ１とＳ２との間の間隔（以下、Ｓ１−Ｓ２間隔と呼ぶ）を計算する段階。Ｓ１−Ｓ２間隔は短時間（例えば、１０秒）で一定している。統計的ヒストグラムでは、Ｓ１−Ｓ２間隔は、通常、最も頻度が高い。図８では、２つの連続するピーク間の間隔が２０００〜２５００サンプル単位（すなわち、サンプリングレートが８ＫＨｚの場合に０．２５−０．３１秒）内のものが６回あり、出現頻度が最も高く、Ｓ１−Ｓ２間隔である。
【００４６】
−統計的ヒストグラムに基づきＳ２とＳ１間の間隔を計算する段階。同様に、Ｓ２−Ｓ１間隔も短時間内で安定しており、Ｓ１−Ｓ２間隔よりは長い。統計的ヒストグラムでは、Ｓ２−Ｓ１間隔の出現頻度は、Ｓ１−Ｓ２間隔の出現頻度に次いで高い。図８では、２つの連続するピーク間の間隔が５５００〜６０００サンプル単位（すなわち、サンプリングレートが８ＫＨｚの場合に０．６９−０．７５秒）内のものが５回あり、出現頻度がＳ１−Ｓ２間隔に次いで高く、Ｓ２−Ｓ１間隔である。
【００４７】
−Ｓ１−Ｓ２間隔とＳ２−Ｓ１間隔とに基づきＳ２セグメントを識別する段階。Ｓ１セグメントは、Ｓ１−Ｓ２間隔とＳ２−Ｓ１間隔とに基づきプロミネントセグメント波形の全体をサーチすることにより、識別する。例えば、２つの連続したピーク間の間隔が図８に示したように２０００〜２５００サンプル単位のＳ１−Ｓ２間隔にあれば、前のピークに対応するセグメントをＳ１と判定し、後のピークをＳ２と判定する。
【００４８】
−図６Ｂに示したように、判定したＳ２セグメントの連続波形を出力する。少なくとも１つのナビゲーティング音声信号から識別したＳ２セグメントの連続波形を互いに比較して、計算部３１３により差を計算する。
【００４９】
また、選択部３１２を用いて、音声信号波形に信号セグメントタイプの注釈を付け、注釈を付けた波形によりユーザが正確に選択命令を出せるようにすることができる。注釈を付けるとき、心音信号波形を例にとると、選択部３１２を用いて次の段階を行う：
−心音信号の波形から複数のサンプル点を取得する段階。波形は複数のセグメントに分割されている。
【００５０】
−図８に示したように、各タイプの間隔の出現度数を計算して求めた統計的ヒストグラムにより、波形の連続したピーク点の間の間隔を測定する。
【００５１】
−統計的ヒストグラムに基づきＳ２−Ｓ１間隔を計算する段階。統計的ヒストグラムでは、Ｓ１−Ｓ２間隔は、通常、最も頻度が高い。２つの連続するピーク間の間隔が２０００〜２５００サンプル単位（すなわち、サンプリングレートが８ＫＨｚの場合に０．２５−０．３１秒）内のものが６回あり、出現頻度が最も高く、Ｓ１−Ｓ１間隔である。
【００５２】
−統計的ヒストグラムに基づきＳ２−Ｓ１間隔を計算する段階。統計的ヒストグラムでは、Ｓ２−Ｓ１間隔の出現頻度は、Ｓ１−Ｓ２間隔の出現頻度に次いで高い。２つの連続するピーク間の間隔が５５００〜６０００サンプル単位（すなわち、サンプリングレートが８ＫＨｚの場合に０．６９−０．７５秒）内のものが５回あり、出現頻度がＳ１−Ｓ２間隔に次いで高く、Ｓ２−Ｓ１間隔である。
【００５３】
−Ｓ１−Ｓ２間隔とＳ２−Ｓ１間隔とに基づきＳ１セグメントとＳ２セグメントを識別する段階。Ｓ１セグメントは、Ｓ１−Ｓ２間隔とＳ２−Ｓ１間隔とに基づき波形の全体をサーチすることにより、識別する。例えば、２つの連続したピーク間の間隔が図８に示したように２０００〜２５００サンプル単位のＳ１−Ｓ２間隔にあれば、前のピークに対応するセグメントをＳ１と判定し、後のピークをＳ２と判定する。
【００５４】
−心音信号の波形のＳ１セグメントとＳ２セグメントに注釈を付ける段階。図９は、注釈を付けた心音信号波形を示す。反復的でないセグメントは、ノイズとして処理するが、判定して、図９では「？」と示した。
【００５５】
さらに、Ｓ１信号または／及びＳ２信号に分離があれば、Ｓ１信号とＳ２信号のピークを分析することにより、分離したＳ１信号とＳ２信号に注釈を付けてもよい。例えば、分離したＳ１信号をＭ１及びＴ１とマークする（図９には図示せず）。
【００５６】
図１０は、本発明の一実施形態による音源位置特定方法を示す図である。本方法は、受信ステップ１０１と、選択ステップ１０２と、計算ステップ１０３と、生成ステップ１０４とを有する。
【００５７】
受信ステップ１０１は、少なくとも２つのナビゲーティング音声センサ２１−２３からナビゲーティング音声信号を受信するものである。また、受信ステップ１０１は、選択命令を受信するものである。選択命令は、ユーザが位置特定しようとする音源に対応する信号セグメントタイプを含む。上記の少なくとも２つのナビゲーティング音声センサ２１−２３はチェストピース２０にあり、チェストピース２０はさらにメイン音声センサ２４を有する。
【００５８】
各ナビゲーティング音声センサ信号は、異なる信号セグメントタイプに属する複数のセグメント（信号セグメント）を有する。例えば、音声センサが検出した心音信号は、Ｓ１セグメント、Ｓ２セグメント、Ｓ３セグメント、Ｓ４セグメント、心雑音セグメントなどの多数の異なる信号セグメントタイプを含む。Ｓ１は僧帽弁と三尖弁の閉鎖により発生し、Ｓ２は大動脈弁と肺動脈弁の閉鎖により発生し、Ｓ３は心臓拡張早期の血液が高速に心室に充満することにより発生し、Ｓ４は血液を膨張した心室に排出する心房収縮の結果として発生し、心雑音は血流の乱れにより発生する。Ｓ１は、僧帽弁によるＭ１と、三尖弁によるＴ１とに分けられる。Ｓ２は、大動脈弁によるＡ２と、肺動脈弁によるＰ２とに分けられる。Ｓ３、Ｓ４と心雑音とは、通常は聞こえず、心臓血管障害に伴うことが多い。
【００５９】
ユーザは、音源に疾患があるか知るため、音源と、ユーザが選択した音声セグメントタイプとに対応する信号セグメントタイプを選択する選択命令を与えることができる。例えば、選択する音声信号タイプがＳ１であるとき、対応する音源は僧帽弁と三尖弁である。
【００６０】
選択ステップ１０２は、信号セグメントタイプに応じて各ナビゲーティング音声信号からセグメントを選択するものである。
【００６１】
計算ステップ１０３は、ナビゲーティング音声信号から選択したセグメント間の差の計算するものである。例えば、計算ステップ１０３は、第１の音声センサ２１からの選択したセグメントと第２の音声センサ２２からの選択したセグメントとの間の差を計算し、第２の音声センサ２２からの選択したセグメントと第３の音声センサ２３からの選択したセグメントとの間の差を計算し、第１の音声センサ２１からの選択したセグメントと第３の音声センサ２３からの選択したセグメントとの間の差を計算するものである。
【００６２】
また、計算ステップ１０３は、セグメントの位相差を計算することにより、セグメント間の差を計算するものであってもよい。位相差は（フィールドプログラマブルゲートアレイ回路などの）ハードウェアや、（相関アルゴリズムなどの）ソフトウェアにより測定することができる。
【００６３】
生成ステップ１０４は、上記の差に応じて、チェストピース２０の音源への移動をガイドする移動表示信号（図３でＭＩＳで示した）を生成して、メイン音声センサ２４を音源に合わせる（locate）ものである。上記の差は、ＴＯＡ差でも位相差でもよい。
【００６４】
生成ステップ１０４は次のステップを有するものである：
−セグメント間の差に応じて音源に最も近いナビゲーティング音声センサを決定し、
−音源に最も近いナビゲーティング音声センサの方向にチェストピース２０の移動をガイドする移動表示信号を求める。
【００６５】
生成ステップ１０４は、セグメント間の差が所定閾値より小さいか検出するものである。生成ステップ１０４は、上記の差が所定閾値より小さければ、さらに、移動停止信号（ＳＭＳで示した）を生成するものである。回路は移動停止信号を受けて、インジケータ２５をオフするように制御する。
【００６６】
従来の多くのデジタル聴診器は、音声信号からセグメントを選択する機能をすでに有しているが、選択したセグメントをその音声信号の受信中に情報ウィンドウに周期的に表示するだけである。
【００６７】
図６Ａに示したように、Ｓ２セグメントを心音信号から選択するものとする。本発明の一実施形態では、選択ステップ１０２は次のステップを行うものである：
−心音信号からＳ２セグメントを選択する選択命令を分析する段階。
【００６８】
−バンドパスフィルタにより心音信号をフィルタする段階。例えば、心音信号からのカットオフ周波数は１０−１００Ｈｚである。フィルタした心音信号を図７Ａに示した。
【００６９】
−フィルタした波形の各セグメントから複数のサンプル点を取得する段階。波形は複数のセグメントに分割されている。
【００７０】
−各セグメントの平均振幅分散を計算することにより、平均振幅分散が高いプロミネントセグメントを抽出する段階。例えば、平均振幅分散が上位５−１０％のセグメントをプロミネントセグメントと呼ぶ。抽出したプロミネントセグメント波形を図７Ｂに示した。
【００７１】
−プロミネントセグメントの連続したピーク点間の間隔を測定して、プロミネントセグメントの連続したピーク点間の間隔の統計的ヒストグラムを構成する段階。図８に示した統計的ヒストグラムは、各間隔タイプの出現時間を計算することにより構成することもできる。
【００７２】
−統計的ヒストグラムに基づいてＳ１とＳ２との間の間隔（以下、Ｓ１−Ｓ２間隔と呼ぶ）を計算する段階。Ｓ１−Ｓ２間隔は短時間（例えば、１０秒）で一定している。統計的ヒストグラムでは、Ｓ１−Ｓ２間隔は、通常、最も頻度が高い。２つの連続するピーク間の間隔が２０００〜２５００サンプル単位（すなわち、サンプリングレートが８ＫＨｚの場合に０．２５−０．３１秒）内のものが６回あり、出現頻度が最も高く、Ｓ１−Ｓ１間隔である。
【００７３】
−統計的ヒストグラムに基づきＳ２とＳ１間の間隔を計算する段階。同様に、Ｓ２−Ｓ１間隔も短時間内で安定しており、Ｓ１−Ｓ２間隔よりは長い。統計的ヒストグラムでは、Ｓ２−Ｓ１間隔の出現頻度は、Ｓ１−Ｓ２間隔の出現頻度に次いで高い。２つの連続するピーク間の間隔が５５００〜６０００サンプル単位（すなわち、サンプリングレートが８ＫＨｚの場合に０．６９−０．７５秒）内のものが５回あり、出現頻度がＳ１−Ｓ２間隔に次いで高く、Ｓ２−Ｓ１間隔である。
【００７４】
−Ｓ１−Ｓ２間隔とＳ２−Ｓ１間隔とに基づきＳ２セグメントを識別する段階。Ｓ１セグメントは、Ｓ１−Ｓ２間隔とＳ２−Ｓ１間隔とに基づきプロミネントセグメント波形の全体をサーチすることにより、識別する。例えば、２つの連続したピーク間の間隔が図８に示したように２０００〜２５００サンプル単位のＳ１−Ｓ２間隔にあれば、前のピークに対応するセグメントをＳ１と判定し、後のピークをＳ２と判定する。
【００７５】
−図６Ｂに示したように、判定したＳ２セグメントの連続波形を出力する。少なくとも１つのナビゲーティング音声信号から識別したＳ２セグメントの連続波形を互いに比較して、計算部３１３により差を計算する。
【００７６】
留意すべきことは、上記の実施形態は、本発明を例示するものであり、限定するものではなく、当業者は、添付したクレームの範囲を逸脱することなく、別の実施形態を設計することができることである。クレームにおいて、括弧の間に入れた参照符号はクレームを限定するものと解釈してはならない。「有する」という用語は、請求項や詳細な説明に挙げられていない構成要素やステップの存在を排除するものではない。構成要素に付された「１つの」、「一」という用語は、その構成要素が複数あることを排除するものではない。本発明は、複数のエレメントを有するハードウェアユニットによっても、プログラムされたコンピュータユニットによっても実施することができる。複数の手段を挙げるシステムクレームにおいて、これらの手段同一のハードウェアやソフトウェアにより実施することができる。第１、第２、第３などの用語を使用したが、順序を示すものではない。これらの単語は名称として解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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