(57)【要約】  患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するための方法が、提供される。合成モデルは、１）病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示すデータ、及び２）患者監視システムから記録されたバイタルサインを示すデータに応じて生成される。その後、それぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットは、例えば病室の中又は外で再生されるために合成される可聴アラーム設定による複数のアラーム音の可聴性を示すそれぞれの出力を生成するように、合成モデルに従って処理される。その後、これらの出力は、ユーザが、例えば複数の可聴アラーム設定のアラーム可聴性及び雑音レベルの影響を評価し、例えばアラームしきい値等の設定をしかるべく調整することを可能にするように、ユーザに提示される。合成モデルは、ユーザに合成音声出力を生成するように、可聴化モジュールを含む。合成モデルは、環境内で再生されるべきアラーム音の正確な計算及び／又は音声合成を可能にするように、病室の中又は外での実際の室内音響特性を考慮することができる。別法として、又は追加として、合成モデルは、ユーザが、アラーム可聴性と雑音レベルに対する影響との間の適切なバランスを見出すことを可能にする、客観的及び／又は主観的測定基準を生成することができる。
2018500093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
病室内に位置する患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するための方法であって、当該方法は、
ある期間にわたって前記病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示すデータを受け取るステップと、
ある期間にわたって前記患者監視システムから記録されたバイタルサインを示すデータを受け取るステップと、
前記病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示す前記データ、及び記録されたバイタルサインを示す前記データに応じて合成モデルを生成するステップと、
前記病室の中又は外で再生されるために合成される複数の可聴アラーム設定によるアラーム音を示すそれぞれの出力を生成するように、前記合成モデルに従ってそれぞれの前記複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットを処理するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記処理するステップは、異なって合成される前記複数の可聴アラーム設定の各々について少なくとも１つの客観的測定基準を示すそれぞれの出力を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの客観的測定基準は、アラーム音と前記アラーム音と同時に存在していると推定される二次的音のレベルとの相対レベルを示す値を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
異なって合成される前記複数の可聴アラーム設定の各々の可聴性を示すそれぞれの出力値を生成するように、音響心理学的モデルを含むアルゴリズムに従って処理するステップを含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
異なって合成される前記複数の可聴アラーム設定の各々の可聴性を示す前記出力値は、計算されたアラーム検出性能を示す値を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の可聴アラーム設定に従ってそれぞれの音声信号を生成するように設けられる可聴化アルゴリズムを含み、さらに複数の前記音声信号を前記ユーザに提示するステップを含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記可聴化アルゴリズムは、前記病室の中又は外での合成された聴取者位置に対して前記それぞれの音声信号を生成するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記それぞれの出力は、前記病室の中又は外で再生されるために合成される前記複数の可聴アラーム設定による可聴アラーム音の可聴性を示す、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ユーザが聴取者位置に存在していることで合成する、前記ユーザに対する複数の音声信号を生成するように、前記病室の中又は外での前記聴取者位置に対応して、可聴アラーム音を再生するように意図された電気音響変換器についての電気音響インパルス応答の尺度に基づいたインパルス応答とアラーム設定内のアラーム音の特性とをコンボリューションするステップを含む、請求項１乃至８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
再生されるために合成される複数の可聴アラーム設定の各々について病室の中又は外での推定雑音レベルを示す値を生成するように設けられるアルゴリズムに従って処理するステップを含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記病室の中又は外での室内音響特性を示すデータを受け取るステップを含み、前記合成モデルは、前記病室の中又は外での室内音響特性を示すデータに従って生成される、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記可聴アラーム設定は、アラームしきい値を示すパラメータを含む、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
合成可聴アラームを二次的音に加えるステップを含み、前記二次的音は、ある期間にわたって前記病室内で記録された音声から導かれる前記音声特徴に基づいてアラーム事象と二次的音との間の相関に応じて生成される、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
プロセッサ上で実行されるとき、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の方法を実施する、コンピュータ実行可能プログラムコード。
【請求項１５】
病室内に位置する患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するためのデバイスであって、当該デバイスは、
ある期間にわたって前記病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示すデータを受け取り、
ある期間にわたって前記患者監視システムから記録されたバイタルサインを示すデータを受け取り、
ある期間にわたって前記病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示す前記データ、及び記録されたバイタルサインを示す前記データに応じて合成モデルを生成し、
前記病室の中又は外で再生されるために合成される複数の前記可聴アラーム設定によるアラーム音を示すそれぞれの出力を生成するように、前記合成モデルに従ってそれぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットを処理する
ようにプログラムされるプロセッサを備える、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可聴アラーム設定のための方法及びデバイスの分野に関する。より詳しくは、本発明は、医療機器、例えば集中治療のための患者監視システムについての可聴アラーム設定の効果的な選択に関する。
【背景技術】
【０００２】
重体患者治療における、例えば病院又は診療所での集中治療室における雑音レベルは、雑音源の組み合わせに起因して高いことが多い。最も重要な雑音源のいくつかは、（患者監視システムからの）アラーム音、スタッフのスピーチ及びデバイス雑音である。雑音は、患者の睡眠を妨害し、それ故に患者の回復を妨げるので、高雑音レベルは、医学的に危険な状態にある患者にリスクをもたらす。さらに、高雑音レベルは、介護者が、重体患者状態を示すアラームに気付かない、又はアラーム疲労に起因してアラームに反応しないという可能性を増大させる。臨床スタッフの観点からすれば、高雑音レベルは、ストレス及び疲労を増大させ、スタッフの仕事満足感を低下させる。
【０００３】
医療用可聴アラームは、環境雑音内で重要な役割を果たす。何よりもまず、医療用可聴アラームは、全雑音パワーのうちかなりの割合を構成する。その上、心理学的研究は、患者が、医療用可聴アラームの意味（それらが、彼らの命が危険状態にあることを意味することもあり得る）に起因して、他の音と比較してアラーム音により敏感であることを示している。
【０００４】
臨床的に関連する事象では、すなわち患者監視システムによって監視されるバイタルサイン（例えば血圧、心拍数など）が、可聴アラームを始動するように選択される場合の事象では、アラームは依然として発せられるが、最適化された可聴アラーム設定は、アラーム率を強力に低減することができる。これは、アラーム音によって引き起こされる雑音を大幅に低減させることができる。
【０００５】
しかしながら、可聴アラームを有する患者監視システムのユーザ、例えば臨床医は、現在アクティブな設定に対する雑音レベルと比較して新しい設定を用いたアラームの完全な音風景を評価するための手段を有さない。アラーム可聴性を改善するためには、そのレベルを増大させることも可能だが、全体的雑音レベルが増大し、それ故に患者にとってストレスの多い環境になるといった代償を払うことになる。雑音パワーの観点から達成される雑音レベル低減の定量化が欠如している。本質的に、これは、臨床医が、現在の設定が最適であるかどうかが分からず、彼らが、雑音レベル及びアラームの可聴性の観点から提案されるアラーム設定の変更の効果が分からないということを意味する。せいぜい、可聴アラーム設定の調整は、ユーザの直観に基づいている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記を考慮すると、バイタルサイン監視のための可聴アラームを有する患者監視システムの可聴アラーム設定の選択又は調整において可聴アラームを評価する際にユーザ、例えば臨床要員を支援するための方法及びデバイスを提供することは、有利である。これは、ユーザが、特定の実際の救命救急診療環境においてアラーム検出可能性と全体の雑音レベルとの間の好ましいバランスに可聴アラーム設定を調整することを可能にする。
【０００７】
好ましくは、本方法及びデバイスは、ユーザが、重体患者が位置する実際の環境において可聴アラーム設定の可聴性を評価することを可能にすべきである。好ましくは、本方法及びデバイスは、重体患者が位置する実際の環境において全体の雑音レベルに対する可聴アラーム設定の効果をユーザが評価することを可能にすべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様では、本発明は、病室内に位置する患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するための方法を提供し、本方法は、
−  ある期間、例えば２４〜７２時間の期間にわたって病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示すデータを受け取るステップと、
−  好ましくは記録された音声と重なり合う、ある期間にわたって患者監視システムから記録されたバイタルサインを示すデータを受け取るステップと、
−  オプションとして、それぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータ、例えば事前に保存された音声パラメータ又はユーザ入力の音声パラメータのセットを受け取るステップと、
−  病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示す前記データ、及び記録されたバイタルサインを示す前記データに応じて合成モデルを生成するステップと、
−  病室の中又は外で再生されるために合成される複数の可聴アラーム設定によるアラーム音を示すそれぞれの出力を生成するように、前記合成モデルに従ってそれぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットを処理するステップと
を含む。さらに、本方法は、例えばユーザが、複数の可聴アラーム設定の可聴性を評価することを可能にするように、前記出力をユーザに提示するステップを含む。さらに、本方法は、それぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットを受け取るステップを含み、別法としてそのようなデータは、事前に保存されている。
【０００９】
そのような方法は、ユーザ、例えば臨床要員が、アラーム音と同時に起こる特定の事象に関係する二次的音源からの雑音（すなわちアラーム音以外の音、例えばスピーチ、足音、医療デバイスからの雑音など）を考慮して、特定の音響環境内での患者監視機器の種々異なる可聴アラーム設定を評価し、調整することを可能にするので、有利である。それ故に、実際の環境内での実際の患者についてのバイタルサインが与えられた場合に実際に観測される二次的音（雑音）に基づく合成モデルに応じて、可聴性測定基準を予測する、又はアラーム音を直接分析することができる合成モデルを生成することが、実際の環境内で記録される音声特徴及びバイタルサインに基づいて、可能である。したがって、そのような方法及びそれに基づくシステムは、合成アラーム音が含まれ得る現実的音響環境又は音風景を合成することが可能であるので、全体の雑音レベル及びアラームの可聴性に対して可聴アラーム設定を変更する効果についての洞察を臨床医／介護者に提供する。雑音レベルは、患者に対する雑音の影響を評価するために、複数の聴取者の位置、例えば介護者に関連する位置及び患者の位置の両方において計算される。例えば、雑音レベルは、対数デシベルスケールを使用して、ｄＢ  ＳＰＬ単位で、又はｄＢ（Ａ）単位で表されてもよく、その場合音のスペクトルはまた、人間の聴力のスペクトル感度に従って重み付けされる。さらに、雑音レベルは、雑音の音パワーレベルとして表されてもよい。
【００１０】
したがって、本方法は、可聴アラーム設定の調整の実際の効果を試験するための有益なツールを提供する。可聴アラーム設定は、音声パラメータ（例えばアラーム音のレベル、及びメロディ）以外に、アラームしきい値を示す１つ又は複数のパラメータ、例えば異なるバイタルパラメータに対する別個のしきい値設定を含んでもよい。このとき、ユーザは、可聴性に関して異なる設定を比較でき、すなわち異なる可聴アラーム設定の検出が、全体の雑音レベルに対する効果だけでなく可能である。合成モデルの次世代バージョンでは、アラームの場合に観測される平均的な全体の二次的音レベルだけでなく、アラーム音のレベルに依存する人間の挙動における効果もまた考慮することが可能である。例えば、ロンバード効果として知られているスピーチレベルに対する効果であり、すなわち話者は、アラーム音のレベル及び環境雑音のレベルに応じて彼らのスピーチレベルを増大させる。
【００１１】
合成された音風景は、異なるアラーム設定の可聴性を導くために使用されてもよく、臨床事象についてのグラウンドトルースに関係するとき、且つ可聴性をモデル化することによって、又は形式的聴取実験（可聴化）によって、効果的な検出性能統計（真偽陽性率及び関連する測定基準）をもたらす。複数の可聴アラーム設定は、事前に保存された設定であってもよく、又は可聴アラーム設定は、ユーザによって入力され若しくは変更されてもよく、例えばユーザは、異なる設定の可聴性及び／又は雑音レベル効果を直接比較するために、心拍数が高いというアラームについてアラームしきい値を変えてもよいことを理解すべきである。アラーム音メロディ及び／又はアラーム音レベルは、同様にうまく調整されてもよいことを理解すべきである。例えば述べられたロンバード効果及び他の同様の関連する効果が考慮される本方法のバージョンでは、アラーム音レベルの単純な増大は、アラーム音に応じて全体の雑音レベルが関連して増大するため、予想されるよりも小さい可聴性の増大しか提供しないことが判明することもある。さらに、本方法は、可聴アラームの知覚される可聴性に影響を及ぼすこともある、環境の室内音響特性、及びまたそれに対する人間の応答、例えば長い残響時間に応じたより高いスピーチレベルも考慮する。
【００１２】
本方法は、本方法を行うようにプログラムされたプロセッサを有する汎用コンピュータ上での実施に適している。そのようなコンピュータ及び関連するプログラムコードは、病院、診療所などのためのアラーム管理コンサルタント業での非常に適したツールである。しかしながら、本方法はまた、患者監視システムそれ自体の統合部分として実施されてもよいことを理解すべきである。
【００１３】
以下において、好ましい特徴及び／又は実施形態が、述べられることになる。
【００１４】
可聴アラーム設定は、音声パラメータ以外に、アラームしきい値を示すパラメータ、例えば患者のために監視される各バイタルパラメータに対して１つのアラームしきい値設定を含む。
【００１５】
処理するステップは、複数の異なる合成可聴アラーム設定の各々について少なくとも１つの客観的測定基準を示すそれぞれの出力を生成するステップを含む。特に、そのような客観的測定基準は、アラーム音と、前記アラーム音と同時に存在していると推定される二次的音（雑音）のレベルとの相対レベルを示す値を含む。これは、設定内のアラーム音の可聴性の尺度が合成モデルに応じて計算されることを可能にする。それは、１つの数として表され、ユーザに表示することができるので、ユーザに伝えることが容易である。好ましくは、二次的音の前記レベルは、記録された音声から導かれる音声特徴及びバイタルサインデータに従って決定され、それ故に特定のセットアップにおいて実際に測定される雑音レベルを示す。
【００１６】
処理するステップは、複数の異なる合成可聴アラーム設定の各々の可聴性を示すそれぞれの出力値を生成するように、音響心理学的モデルを含むアルゴリズムに従って処理するステップを含む。それ故に、そのような実施形態では、可聴性は、直接計算されてもよく、例えばスペクトル的及び時間的マスキング効果などの音響心理学的マスキング効果を含み、それ故にユーザが出力を、ここでは例えばユーザに表示することができる１つの数として表される、所与の可聴アラーム設定のアラーム音の可聴性を受け取ることを可能にする。もし好ましいならば、全体の雑音レベルが、さらに計算され、ユーザがアラーム可聴性と全体の雑音レベルとの間のバランスを評価することを可能にするように、ユーザに出力される。特に、複数の異なる合成可聴アラーム設定の各々の可聴性を示す前記出力値は、真偽陽性検出率及び関連する測定基準の推定統計などの、計算されたアラーム検出性能を示す値を含む。
【００１７】
本方法は、前記複数の可聴アラーム設定に従ってそれぞれの音声信号を生成するように設けられる可聴化アルゴリズムを含み、さらに前記複数の音声信号をユーザに提示するステップを含む。そのような可聴化は、ユーザが、好ましくは二次的音（雑音）及びアラーム音を含む実際の音響環境内で再生されるために合成される可聴アラーム設定の合成された又は仮想現実バージョンを実際に聴くことを可能にする。これは、ユーザが、臨床設定においてアラーム音を実際に再生する必要なしに、実際の環境内でのアラーム音及び全体の雑音レベルの可聴性を評価することを可能にする。それによって、ユーザは、例えばアラーム音メロディなどに関して、主観的選択もまた考慮してアラーム可聴性（検出）と全体の雑音レベルとの間の最適バランスを得るために可聴アラーム設定を調整することができる。特に、前記可聴化アルゴリズムは、病室の中又は外での合成聴取者位置について前記それぞれの音声信号を生成するステップを含み、それによってユーザが、異なる場所での異なる室内音響特性及び二次的音の両方を考慮して、異なる位置での、例えば病室内、監視室内、又は廊下などでのアラーム音を評価することを可能にする。
【００１８】
特に、本方法は、ユーザが聴取者位置に存在していることで合成する、ユーザに対する前記複数の音声信号を生成するように、病室の中又は外での聴取者位置に対応して、可聴アラーム音を再生するように意図された電気音響変換器についての電気音響インパルス応答の尺度に基づいたインパルス応答とアラーム設定内のアラーム音の特性とをコンボリューションするステップを含む。これは、電気音響変換器（スピーカ）位置から目標聴取者位置までの実際の音響伝達関数を考慮する現実的合成モデルを可能にする。これは、正確な客観的及び主観的可聴性測定基準の計算のための並びに可聴化アルゴリズムを含むバージョンにおける正確なモデル化に関連する。特に本方法は、聴取者位置に結果として生じる合成アラーム音を生成するように、電気音響変換器から聴取者位置までのシミュレーションされた又は測定されたインパルス応答を合成アラーム音とコンボリューションするステップを含む。これは、電気音響変換器及び聴取者位置の周りの音響環境をモデル化するステップを含む。
【００１９】
本方法は、再生されるために合成される複数の可聴アラーム設定の各々について病室の中又は外での推定雑音レベルを示す値を生成するように設けられるアルゴリズムに従って処理するステップを含む。可聴アラームの可聴性を示す客観的及び／又は主観的測定基準と一緒に、ユーザは、可聴性、すなわち可聴アラームの検出と全体の雑音レベルについての結果との間のバランスを評価する可能性がある。
【００２０】
本方法は、病室の中又は外での室内音響特性を示すデータを受け取るステップを含みく、その場合、合成モデルは、病室の中又は外での室内音響特性を示す前記データに従って生成される。例えば直接測定される又は実際の環境からの幾何学的入力に基づいてモデル化される、実際の室内音響特性を考慮するために、アラーム可聴性及び雑音レベルをより正確に計算し且つ／又はより正確な可聴化を提供することが可能である。
【００２１】
本方法はさらに、音声特徴が導かれる期間の少なくとも一部に対応する患者監視システムの可聴アラームの少なくとも可聴アラームタイプ及びタイムスタンプを示すアラームデータを受け取るステップを含む。そのようなデータは、例えばアラームと同時に生じる異なる事象からの二次的音のより良い推定を可能にするために、例えばアラーム音と記録された音声内の二次的音との間の差を自動的に検出するように、記録された音声内の音声特徴と記録されたバイタルサインとの間の相関を可能にする。特に、複数の異なる可聴アラームタイプの各々の結果として起こる複数の異なる識別された事象について検出される音響レベルのセットを保存することが好ましいこともある。例えば事象は、スピーチ、ポケットベルからの音、挿管事象からの音等の事象である。
【００２２】
本方法は、スペクトル的に且つ時間的に成形された雑音によってスピーチ音を合成するステップを含み、それ故にスピーチの音響心理学的マスキング効果に合致する合成音を提供するが、しかし記録されたスピーチの情報内容を回避する。これによって、正確なアラーム可聴性合成モデルが、記録されたスピーチを使用する必要なしに生成される。
【００２３】
本方法は、合成可聴アラーム音を二次的音に加えるステップを含む。特に、前記二次的音は、ある期間にわたって病室内で記録された音声から導かれる前記音声特徴に基づいてアラーム事象と二次的音との間の相関に応じて生成される。前記二次的音は、実際に記録された音、例えば記録された音声内で識別される特定の事象からの音を含む。特に、前記二次的音は、合成スピーチを含み、特に前記合成スピーチのレベルは、合成可聴アラーム音のレベルに応じて調整され、これによっていわゆるロンバード効果を含む。特に、本方法は、複数の可聴アラーム設定の各々について複数の異なる事象に応じて二次的音のレベルを決定するように音声特徴を分析するステップを含む。
【００２４】
病室内での音声の記録中に前記音声特徴をリアルタイムで導き、それ故に個人的スピーチなどを含み得る直接記録される音を保存することを回避するのが好ましいこともある。
【００２５】
可聴アラーム設定のための前記音声パラメータは、アラーム条件構成、アラームリマインダ設定、アラーム音メロディ、アラーム音レベル、アラーム音持続時間、及びアラーム重症度の１つ又は複数を示すデータを含む。
【００２６】
記録された音声から導かれる前記音声特徴は、短期間スペクトル表現、レベル分布、及び長期間スペクトルを含む。
【００２７】
述べられた実施形態は、組み合わされてもよいことを理解すべきである。例えば、本方法は、各可聴アラーム設定について１つよりも多い出力を含んでもよい。例えば、本方法は、各可聴アラーム設定について、可聴化出力並びに可聴性に関連する客観的測定基準を示す１つ若しくは複数の値及び／又は可聴性の１つ若しくは複数の直接計算及び／又は雑音レベルを示す出力を含む。
【００２８】
第２の態様では、本発明は、プロセッサ上で実行されるとき、第１の態様による方法を行うように適合されるコンピュータ実行可能プログラムコードを提供する。したがって、そのようなコンピュータ実行可能プログラムコードは、例えばアラーム管理コンサルティングシステム内の既存ソフトウェアのアドオン又は変更として、ソフトウェア内で実施されてもよい第１の態様による方法のステップを行う能力がある。例えば、そのようなソフトウェアコードは、タブレット、ラップトップ、汎用コンピュータ、又は専用デバイス上での実行に適している。コンピュータ実行可能プログラムコードは、特に非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に存在してもよく、又はそれは、プログラムコードを実行するように配置されるプロセッサシステムのメモリ内にロードされてもよい。特に、コンピュータ実行可能プログラムコードは、患者監視システムの一部を形成するプロセッサのために適合される。
【００２９】
第３の態様では、本発明は、病室内に位置する患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するためのデバイス又はシステムを提供し、本デバイスは、
−  ある期間にわたって病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示すデータを受け取り、
−  ある期間にわたって患者監視システムから記録されたバイタルサインを示すデータを受け取り、
−  オプションとして、それぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットを受け取り、
−  ある期間にわたって病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示す前記データ、及びある期間にわたって記録されたバイタルサインを示す前記データに応じて合成モデルを生成し、
−  病室の中又は外で再生されるために合成される複数の可聴アラーム設定によるアラーム音を示すそれぞれの出力を生成するように、前記合成モデルに従ってそれぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットを処理するようにプログラムされるプロセッサを備える。
【００３０】
本デバイス又はシステムはさらに、例えばユーザが複数の可聴アラーム設定の可聴性を評価することを可能にするように、前記出力をユーザに提示するように配置されるユーザインターフェースを備える。
【００３１】
特に、本デバイスは、病院、診療所等における集中治療室のアラーム管理においてユーザ又はコンサルタントを支援するための支援ツールである。好ましくは、本デバイスは、計算された客観的及び／若しくは主観的測定基準を示す値、又は複数の可聴アラーム設定の可聴性を直接示す値の形で出力をユーザに提示するためのディスプレイを備えるユーザインターフェースを備える。
【００３２】
本デバイスは、複数の可聴アラーム設定の可聴化の結果をユーザに提示するためのスピーカ及び／又はヘッドホンを備える音声出力インターフェースを備える。そのような音声出力インターフェースは、例えばサラウンド音響セットアップを使用する、又は測定された若しくは合成された頭部関連の伝達関数に基づくなどのバイノーラル技法を使用する、１チャンネル出力、ステレオ出力、及び３Ｄ音声出力の１つとして音声出力をユーザに提示する。
【００３３】
本デバイスは、病室内での位置のために配置されるマイクロホンを有する音声入力インターフェースを備え、その場合本デバイスは、好ましくは１２、２４、４８若しくは６４時間又はさらに長時間に至る期間にわたって、病室内で音声を記録するために配置される。本デバイスは、ある期間にわたって病室内で記録された音声から音声特徴を導き、それ故にこれらの音声特徴を上述の処理に提供するように配置される。本デバイスは、記録の際に音源／雑音源を識別するように、ユーザが記録に手動で注釈を付けることを可能にしてもよく、例えばそのような手動注釈付けは、前記音声特徴の導出の一部である。好ましくは、本デバイスはさらに、臨床的（且つもしかするとアラームの）関連事象中に病室内での音声の識別を可能にするように、音声記録と同時に患者監視システムからのバイタルサインデータを記録するように配置される入力を備える。
【００３４】
特別な実施形態では、第３の態様によるデバイスは、プログラム可能な可聴アラームシステムを備える患者監視システムの一部を形成する。そのような実施形態では、患者監視システムそれ自体は、病室の中又は外での様々なアラームの可聴性と全体の雑音レベルとの間のバランスを得ることに向かってユーザを案内することによって、実際の環境内での最適可聴アラーム設定を得る際にユーザを支援する。
【００３５】
第１の態様の同じ利点及び実施形態は、第２及び第３の態様についても同様にうまく当てはまることが、認識される。一般に、第１、第２及び第３の態様は、本発明の範囲内で可能な任意の手法で組み合わされ、結合されてもよい。本発明のこれらの態様、特徴及び／又は利点並びに他の態様、特徴及び／又は利点は、以下で述べられる実施形態から明らかであり、それらを参照して解明されることになる。
【００３６】
本発明の実施形態は、ほんの一例として、図面を参照して述べられることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】方法の実施形態のステップを例示する図である。
【図２】デバイスの実施形態のブロック図を例示する図である。
【図３】可聴化を含む実施形態を例示する図である。
【図４】所与の生成されたアラームに基づく音風景合成の実施の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、病室内に位置する患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するための方法の実施形態を示す。本方法は、入力、すなわち、ある期間にわたって病室内で記録された音声から導かれる音声特徴Ｒ＿ＡＦを示すデータ、ある期間にわたって患者監視システムから記録されたバイタルサインＲ＿ＶＳを示すデータ、及びそれぞれの複数の可聴アラーム設定Ｒ＿ＡＳを示す音声パラメータのセットを受け取るステップを含む。
【００３９】
合成モデルは、音声特徴及びバイタルサインに応じて生成されるＧ＿ＳＭである。この合成モデルは好ましくは、背景雑音についての情報及び好ましくはまた可聴アラーム音が再生されることを目的とする関連する部屋の室内音響特性の記述も合成モデルに提供するために、様々な音源の各々について生成される雑音の正確なレベル及び雑音のスペクトル成分を含む、音声特徴において識別される異なる音源を考慮する。それ故に、合成モデルは好ましくは、各可聴アラーム設定のための音声パラメータを入力として受け取り、それ故にそれに応じてそれぞれの複数の可聴アラーム設定ＰＲ＿ＡＳを示す音声パラメータのセットを処理する能力がある。音声特徴及び記録されたバイタルサインは、所与の可聴アラーム設定（例えば監視される各バイタルサインについてのアラーム始動レベル設定を含む）に従ってアラームを始動させるバイタルサインに関連して生じる音源、又は音事象を識別するために組み合わされる。言い換えれば、合成モデルは、所与の音環境内で再生される可聴アラーム設定のアラーム音の合成された音の景色又は音風景を生成する能力がある。
【００４０】
合成モデルからの出力として、好ましくは記録された音声からの音声特徴から導かれる雑音（二次的音源）を考慮し、また例えば心拍数、血圧データなどを含む、記録された患者からのバイタルサインも考慮して、病室の中又は外で再生されるために合成される複数の可聴アラーム設定の可聴性を示すそれぞれの出力が生成される。これらのデータを組み合わせることによって、現実的な音風景は、特定の事象に関係する二次的音（雑音）、例えばスピーチ又は特定のタイプのアラームに関係する機械音を考慮して、又は単に平均的背景雑音レベルを考慮して、生成される。
【００４１】
合成モデルは、ユーザが、再生される可聴アラーム音の合成バージョンを聞くことを可能にし、好ましくは、様々な二次的音源からの背景雑音との関連で、可聴アラーム設定のアラーム音の正しいレベル、メロディ、持続時間及び他の特性を含み、それ故にユーザが所与のアラーム設定の可聴性を主観的に評価することを可能にする、音声信号をもたらす可聴化アルゴリズムを含む。加えて、又は代わりに、合成モデルは、客観的測定基準、例えば典型的にはアラーム音と同時に存在する二次的音（雑音）のレベルに対するｄＢ単位でのアラーム音のレベルを計算するように配置されるアルゴリズムを含む。加えて、又は代わりに、合成モデルは、例えばマスキング効果を考慮する音響心理学的モデルによって可聴性の尺度を直接計算するように配置されるアルゴリズムを含む。
【００４２】
例示される実施形態では、音声出力は、第１の出力として可聴化の結果として生成され、二次的音（雑音）レベルに対するアラーム音レベルの客観的可聴性尺度は、第２の出力として生成される。最後に、出力は、ユーザが複数の可聴アラーム設定の可聴性を評価することを可能にするように、ユーザに提示される。例示されるＰ＿Ｏ１、Ｐ＿Ｏ２実施形態では、ヘッドホン又はスピーカを介して音声信号をユーザに提示するステップＰ＿Ｏ１、及び二次的音（雑音）レベルに対するアラーム音レベルの客観的尺度を示す値を表示することを提示するステップＰ＿Ｏ２を含む。
【００４３】
本方法は、本方法を実施するようにプログラムされるコンピュータ上での実行に適していることを理解すべきである。例えば、そのようなコンピュータは、病院又は診療所でのアラーム管理に関するコンサルタントを目的とするアラーム管理システムの一部を形成することができ、それ故に本方法は、可聴アラームの可聴性が、実際の音響的周囲に適合されることを確実にすることになお十分配慮して、病院に彼らのアラーム管理を改善し、彼らの病棟内での雑音を低減するようにアドバイスするために使用される。本方法は、ラップトップコンピュータなどの上で実行されるべきソフトウェアとして実施される。ユーザへの出力は、ラップトップディスプレイによって生成されてもよく且つ／又はサウンドカード若しくはＵＳＢ出力による可聴化音である。
【００４４】
図２は、音声が、集中治療患者が位置する病室Ｐ＿Ｒ内のマイクロホンによって記録される、デバイス実施形態のブロック図を示す。音声特徴対時間ＡＦ＿Ｔは、記録された音声から導かれ、プロセッサシステムＰ＿Ｓに適用される。異なる可聴アラーム設定データＡＬ＿Ｓは、保存され、プロセッサシステムＰ＿Ｓに適用される、又はユーザによってユーザインターフェースを介してプロセッサシステムＰ＿Ｓに適用される。バイタルサイン対時間ＶＳ＿Ｔもまた、患者監視システムＰ＿ＭＮからの出力、例えば心拍数、血圧及び監視されてもよい他の患者関連パラメータの形でプロセッサシステムＰ＿Ｓに適用される。加えて、病室Ｐ＿Ｒ及び例えばアラーム音が表示されることを目的とする他の関連場所の室内音響特性Ｒ＿Ａを示すデータもまた、プロセッサシステムＰ＿Ｓに適用される。
【００４５】
プロセッサシステムＰ＿Ｓ、例えばタブレット、ラップトップコンピュータなどは、今しがた述べられた方法に従ってプログラムされ、それ故にプロセッサシステムＰ＿Ｓに２つの出力Ｏ＿１及びＯ＿２を生成させる。すなわち、Ｏ＿１は、現実的な合成音風景に達するように、可聴アラーム設定のための音声パラメータＡＬ＿Ｐ、記録された音声特徴ＡＦ＿Ｔ及びバイタルサインＶＳ＿Ｔに応じてモデル化される二次的音源（雑音）、並びに室内音響特性を考慮してユーザに可聴化音を生成するように配置される電気音響変換器、例えばスピーカＬを介してユーザに提示される合成アラーム音ＳＮ＿ＡＬの形での可聴化出力である。さらに、第２の出力Ｏ＿２は、アラーム可聴性ＡＤ、及び所与の可聴アラーム設定ＡＬ＿Ｓから結果として生じる全体的雑音レベルＮＬを示す値を含む。
【００４６】
その結果は、アラーム音の可聴性及び環境内での全体の雑音レベルについての結果が、主観的に評価され客観的パラメータに基づいてもよいので、ユーザが、可聴アラーム設定について調整されてもよい様々なパラメータを評価するための有益なツールを提供されるということである。
【００４７】
図３は、可聴化を含む実施形態についての流れ図を示す。図１に関連してすでに述べられた一般的方法について言及される。様々なステップに関する詳細は、以下で与えられることになる。第１のステップは、音声特徴、バイタルサイン、及び様々な可聴アラーム設定を示すパラメータを集めることを含むデータ収集ＤＴ＿Ｃを含む。雑音及び可聴アラームのモデル化Ｎ＿Ａ＿Ｍを含む合成モデルは、例えば室内音響特性及び二次的音（アラームに関係する雑音）を考慮して、アラーム音のモデルに達するために集められたデータを組み合わせるのに役立つ。例えば、関連するアラームタイプ及び行動又は事象についての一組の（平均）雑音レベルは、集められたデータに応じて生成され、保存されてもよい。例えば、行動又は事象は、スピーチ、ポケットベルからの雑音、挿管からの雑音、ベンチレータ雑音、プラスチックの切り開き、引き出しの閉鎖、コンピュータキーボードタイピング、水の跳ね返り等を含む。このとき、いくつかの観測される事象についての平均雑音レベルは、複数のアラームタイプの各々に対して保存される。このとき、アラーム生成ＡＬ＿Ｇは、例えば所与のアラームタイプについての音レベル及びメロディなどを含む、合成モデルでの所与の可聴アラーム設定についてパラメータを処理し、それに関連する様々な事象からの雑音を考慮することによって行われる。アラーム生成ＡＬ＿Ｇは、オン又はオフになる再アラーム及びアラーム条件の構成などの調節可能なパラメータを入力として受け取る。「再アラーム」によって理解されるのは、アラーム条件が、なお満たされる限り、アラームは、アラームが静かになった後、指定された時間（例えば１分）後に再び高められるということである。所与のパラメータは、生成されるアラームに関する、平均的消音時間、ＩｎＯｐの頻度等を含む。
【００４８】
この実施形態では、アラーム生成ＡＬ＿Ｇからの出力は、音声信号をしかるべく生成する可聴化モジュールＡＵに付与される。調節可能な又は少なくとも部分的に調節可能なパラメータは、アラームボリューム（レベル）及びメロディ、聴取者位置、並びにアラームレンダリング場所（アラーム音を生成するスピーカの位置）を含む。所与のパラメータは、室内音響特性、アラーム関連の介護者行動によって引き起こされる音、及び環境雑音を含む。生成される音声信号は、雑音レベル分析アルゴリズムＮＬ＿ＡＮＬに適用され、それは、患者及び介護者の両方の場所について主観的及び客観的雑音レベル尺度を計算し、雑音報告Ｎ＿Ｒをしかるべく出力する。さらに、アラーム可聴性分析アルゴリズムＡＬ＿ＡＮＬは、可聴アラーム設定に従って所与のアラーム音の可聴性の主観的及び客観的尺度を計算し、アラーム可聴性ＡＬ＿ＡＤ性能報告が、しかるべく出力される。
【００４９】
データの収集に関して、例が、以下に与えられる。所与の音声アラーム設定についてのデータは、タイムスタンプ、アラームタイプ、アラーム持続時間、及び介護者確認（例えばオン／オフ）を含む。バイタルサインは、心拍数、血圧などを含んでもよく、効率的なアラーム再生にとって十分に正確である時間分解能では、例えば典型的には１秒のサンプリング間隔が、十分である。音声特徴は、病室内に置かれたマイクロホンによって記録される音声から導かれる。記録されたデータのプライバシー問題を防止するために、生の音声は、好ましくは保存されない。代わりに、モデル化段階が、音声特徴を導くためにリアルタイムで行われてもよく、それは次いで、好ましくは時間情報と一緒に保存される。
【００５０】
合成モデル、及びその中でのアラーム音生成は、以下の１つ若しくは複数、又はすべてを考慮してもよい。
１．患者モニタ設定、アラーム条件構成（限界、オン／オフアラーム設定、黄色／薄黄色設定、・・・）、アラームリマインダ（アクティブにされた又はされない（もしアクティブであるならば、可聴アラームは、アラームが確認されてからある期間後にアラーム条件がなおアクティブであるならば再び開始される））、アラームボリューム（すなわちレベル）及びアラームメロディ。例えば、音のレベル及びプロファイルが、アラーム重症度ごとに設定されてもよいことは、考慮されてもよい。薄（黄色）アラームだけは、５秒にわたって鳴る一方、他のアラームは、確認されるまで鳴る。
２．アラーム重症度（（赤色（深刻な）、黄色（深刻でない）、薄黄色（さらにより深刻でない）、ＩｎＯｐ（すなわち１つ又は複数の監視されるバイタルサインが、動作しないか又は信頼できないかどうかのアラーム））
３．アラーム音が再生されることを目的とする音響環境の室内音響特性。
４．聴取者の場所、例えば患者のベッドの中、ベッドのそば、ナースステーション等。
５．アラームレンダリング場所、例えば患者モニタ又はナースステーション。
６．アラーム消音までの時間（例えば平均時間）。
７．バイタルサインとは無関係であるＩｎＯｐの頻度（すなわち１つ又は複数の監視されるバイタルサインが、動作しない又は信頼できないかどうかのアラーム）。
８．アラームに応じて生成される二次的音、すなわちスピーチ、足音、様々な事象に関連する機械音。
【００５１】
述べられた変数１〜６は、アラーム／バイタル記録及び音声記録を組み合わせることによって直接か又は既存のアルゴリズムを用いて決定される。アラームに応じて引き起こされる二次的音（８）については、アラームによって始動される短時間間隔の音声を記録することが提案される。アラームタイプ及び雑音源（行動）ごとのこれらの応答のアラーム音（又は導かれる特徴）を集計することによって、二次的音についてのモデルが得られる。
【００５２】
スピーチについては、モデルは、アラームに応じて生じるスピーチを含む。モデル化されるさらなる現象は、ロンバード効果であり、話者は、アラーム及び環境雑音の全体的レベルに応じて彼らのスピーチボリュームを増加させる。
【００５３】
環境雑音の特性評価は、可聴アラームによって引き起こされない他の音の分析によって得られる。おそらくアラーム音は、スタッフ及び患者の挙動に影響を及ぼすので、これらの音は、同様にうまく適合される必要があることが分かる。例えば、より低いアラーム率に関しては、人は、スタッフについてより少ないアラーム疲労を仮定してもよく、それは、アラームへの彼らの応答に影響を及ぼす。例えば、より速い応答は、アラームリマインダの発生を低減することになる。そのような効果は、モデルに同様にうまく組み込まれてもよい。
【００５４】
アラーム再生成は、臨床現場にとって関心のある新しいアラーム設定を用いて行われる。ＩｎＯｐの頻度は、現実的レベルのＩｎＯｐアラームを生成するために使用される。この構成要素は、次の出力、すなわち生成されるアラームのａ）開始、ｂ）持続時間、ｃ）重症度（赤色（深刻な）、黄色（それほど深刻でない））、及びｄ）モダリティ（心拍数、呼吸数、・・・）を有する。
【００５５】
アラーム音の特性は、所与の可聴アラーム設定に従って変更される。可能性がある聴取位置に対して、例えば患者のベッドに、ベッドのそばに（立っている高さに）、廊下に、又はナースステーションにアラーム音を生成する変換器（それらは、典型的には生命維持又は監視デバイスに組み込まれる）からのインパルス応答は、事前に測定され又はシミュレーションされる。これらのインパルス応答は次いで、生成されたアラームとコンボリューションされ（上記を参照）、最後に、受取人（聴取）位置での現実的音風景は、二次的音を加えることによって合成される。
【００５６】
二次的音は好ましくは、アラーム事象と二次的音との間での観測された相関を利用することによって生成される。とりわけ、合成スピーチレベルは、生成されるアラーム音レベルに従って調整される。例えば、もし新しい設定が、より少ないアラームを生成するならば、スピーチレベルは、それに応じて下げられる。二次的音としてのスピーチの合成に関する課題は、データ収集中に記録されるスピーチが、プライバシーに対する懸念に起因してそのままでは可聴化できないということである。したがって、スピーチに似た時間的及びスペクトル的領域で形作られる白色雑音が、代わりに使用される。この置換信号を使用することの恩恵は、スピーチのような合成信号のアラームマスキング特性が、実際のスピーチのそれらに非常に似ているので、それがなお、アラームの可聴性の正確な評価を可能にするということである。
【００５７】
可聴化される音サンプルは、いくつかの条件を反映するように生成される。例えば、生成アラーム率が、平均アラーム率に等しく、二次的音レベルが、音の範疇ごとの平均レベルに等しいというサンプルを生成することによって、平均的音風景を反映する音サンプルが、生成される。同様に、音サンプルは、ピークアラームロードの時間に対して、又は夜間の期間に対して生成される。
【００５８】
図４は、合成モデル実施形態での合成された音風景出力ＳＮ＿Ｏを生成する１つの可能な手法を例示する。生成アラーム音ＡＬ＿Ｓを聴取者位置、例えば患者の位置、又は介護者の場所に再生する電気音響変換器（スピーカ）からの音伝送を示す測定されたＭ又は室内音響的なシミュレーションされたＲＡ＿ＳＭインパルス応答Ｉ＿ＲＳＰである。このインパルス応答は、生成アラーム音とコンボリューションされＣＮＶ、その後二次的音ＳＣ＿Ｓに加えられ、それ故に全合成音風景出力ＳＮ＿Ｏをもたらす。
【００５９】
合成された二次的音（すなわち雑音）は、雑音エネルギー（例えばｄＢ単位で表される）を計算することよって客観的に分析される。雑音は、音を聴取者にレンダリングすることによって主観的に評価される。雑音は、主観的比較を可能にするために異なるアラーム設定について交互にレンダリングされる。音は、可能性がある応答入力を用いて目盛りを付けられたスケール、例えば５段階リッカート尺度を使用して２つの設定間の差を格付けする聴取者のパネルによって評価されてもよく、設定ａ）は、設定ｂ）よりも雑音がはるかにより少ない、雑音がより少ない、雑音が同じ程度である、雑音がより多い、雑音がはるかにより多い、である。また、雑音は、実際の音声を用いて計算された雑音エネルギーの結果を例示するために顧客にレンダリングされる。
【００６０】
アラームの可聴性は、生成された音への知覚モデルの適用によって客観的に分析される。例えば、アラーム音は、他の音（アラーム又は背景）によってマスキングされることもあり、それを聴取者によって観測できなくする。主観的評価は、レンダリングされた音声を聞き、音声内に生じるアラームを識別するように臨床ユーザに依頼することによって行われる。いくつかのアラームは、それらが聞こえないので、無視される。これらのアラームは、可聴アラームについての有効真陽性率の計算において真陽性として数えられないこともある。有効真陽性率に正の影響を与えることもある行動は、１）アラーム限界を拡大することによる全体のアラーム率の低減、２）環境雑音の低減、３）アラームレベル及びメロディの調整、並びに４）音声をレンダリングする話者の戦略的配置である。
【００６１】
いくつかの実施形態では、音レベル及びアラーム可聴性の推定は、直接計算される。これは、個々の音事象についてのレベルが、平均化音レベル（母集団平均）から導かれるところの、簡略化された音風景によって置き換えられる音合成ステップを含んでもよい。このステップでは、カテゴリ、例えば「アラーム」及び「その他」ごとの音エネルギーは、中間ステップとして可聴化を使用する代わりに、直接計算される。おそらくは、音レベルはさらに、可聴性のその後の計算を強化するために、異なる頻度帯域で調査される。この実施形態は、あまり正確でない音声データが利用可能であることを必要とする。また、初期推定は、音響伝搬のより簡単なモデルに基づいて行われる。
【００６２】
要約すれば、本発明は、患者を監視するための患者監視システムの可聴アラーム設定を選択する際にユーザを支援するための方法を提供する。合成モデルは、１）病室内で記録された音声から導かれる音声特徴を示すデータ、及び２）患者監視システムから記録されたバイタルサインを示すデータに応じて生成される。このとき、それぞれの複数の可聴アラーム設定を示す音声パラメータのセットは、例えば病室の中又は外で再生されるために合成される可聴アラーム設定による複数のアラーム音の可聴性を示す、それぞれの出力を生成するように合成モデルに従って処理される。このとき、これらの出力は、ユーザが、例えば複数の可聴アラーム設定のアラーム可聴性及び雑音レベルの影響を評価し、例えばアラームしきい値、その他などの設定をそれに応じて調整することを可能にするように、ユーザに提示される。合成モデルは、ユーザに合成音声出力を生成するように、可聴化モジュールを含む。合成モデルは、環境内で再生されるべきアラーム音の正確な計算及び／又は音声合成を可能にするように、病室の中又は外での実際の室内音響特性を考慮する。別法として、又は追加として、合成モデルは、ユーザが、アラーム可聴性と雑音レベルに対する影響との間の適切なバランスを見出すことを可能にする、客観的及び／又は主観的測定基準を生成することができる。
【００６３】
本発明は、図面及び前述の説明において例示され、詳細に述べられたが、そのような例示及び説明は、説明に役立つ又は例示的であり、制限的でないと考えるべきであり、本発明は、開示される実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び添付の請求項の調査から、特許請求された発明を実施する際に当業者によって理解され、達成されてもよい。請求項において、単語「備える又は含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、他の要素又はステップを排除せず、不定冠詞「１つ（ａ）」又は「１つ（ａｎ）」は、複数を排除しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に列挙されるいくつかの事項の機能を満たすことができる。ある尺度が、互いに異なる従属項に列挙されるという単なる事実は、測定されるこれらの組み合わせが、有利に使用できないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される光学式記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体上に保存され／分散されてもよいが、しかしまたインターネット又は他の有線若しくは無線遠隔通信システムを介してなど、他の形で分散されてもよい。請求項でのどんな参照符号も、範囲を制限すると解釈すべきでない。
【図１】
2018500093.tif 000003
【図２】
2018500093.tif 000004
【図３】
2018500093.tif 000005
【図４】
2018500093.tif 000006
【国際調査報告】
2018500093.tif 000007
2018500093.tif 000008
2018500093.tif 000009