[发明专利]呼吸信号处理装置、呼吸信号处理方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及呼吸信号处理装置。更具体地，本发明涉及从包括诸如人之类的生物体的呼吸声音的时序呼吸信号中去除特定信号的呼吸信号处理装置和呼吸信号处理方法，以及使得计算机能够执行该方法的程序。

背景技术

已确立的是，使用听诊器等来摄取(pick up)呼吸声音以检查生物学状况。连续地监测呼吸声音在医疗场合中也是有用的。但是，因为在监测呼吸声音时经常会存在除呼吸声音以外的噪声，所以有必要适当地去除这种噪声。噪声可以包括被验者或病人的诸如心音(heart sound)之类的内部声音以及诸如话音、音乐和由其它医疗仪器发出的操作声音或警报声音之类的外部环境声音。

为了去除上述噪声，已经采用了一种使用滤波器来去除噪声成分的方法。例如，已经提出一种呼吸次数监测设备，其通过使用通带为300 Hz到600 Hz的带通滤波器进行的滤波来去除与心音成分相对应的成分以及其它信号成分(例如参见日本专利No.2628690)。

发明内容

然而，实际上，心音还包括频带与呼吸声音的频带一样高的成分，并且这些成分通常可能比呼吸声音中的成分更大。仅滤波器不一定能提供充分的降低效果，并且还可能会降低用于检测呼吸声音所必需的信号。除此之外，心音因人的不同而极为不同，并且其频率、幅度和相位不断地变化。因此，仅使用具有固定系数的滤波器难以提供充分的性能。

因此，希望通过使用生物学信号所独有的信息来从包括生物体的呼吸声音的时序呼吸信号中去除噪声。

在本发明的第一实施例中，提供了一种呼吸信号处理装置、呼吸信号处理方法和程序。呼吸信号处理装置包括：脉冲性成分检测单元，被配置为从自生物体获取的第一信号检测脉冲性成分；和脉冲性成分去除单元，被配置为从自生物体获取的第二信号去除所检测到的脉冲性成分，第二信号包括呼吸声音。因此，可通过使用生物学信号所独有的信息来从包括呼吸声音的信号中去除脉冲性成分(pulse-based component)。

在第一实施例中，所述第一信号和所述第二信号可以是通过测量相同呼吸声音来获得的所测得呼吸信号，并且所述脉冲性成分检测单元可以包括如下元件。候选脉冲性成分检测单元被配置为检测包括所述第一信号中的极大值的时段作为候选脉冲性成分时段。分数计算单元被配置为针对所述候选脉冲性成分时段来计算脉冲可能性分数。脉冲特性确定单元被配置为确定检测时段中包括的信号是脉冲性成分，所述检测时段是脉冲可能性分数满足特定阈值的候选脉冲性成分时段。因此，可基于脉冲可能性分数来检测脉冲性成分。在此情况中，脉冲性成分去除单元可以包括如下元件。信号降低单元被配置为降低所述第一信号中的所述检测到的脉冲性成分。波形合成单元被配置为从所述检测时段近旁的信号生成合成波形。波形相加单元被配置为将所述合成波形与所述第一信号相加。因此，可从所测得呼吸信号中去除脉冲性成分，而不会使人们体验不舒服的感受。

此外，在第一实施例中，所述第一信号可以是通过测量所述生物体的心跳波形而获得的所测得心跳信号，并且所述第二信号可以是通过测量所述生物体的呼吸声音而获得的所测得呼吸信号。呼吸信号处理装置还可以包括时间同步单元，该时间同步单元被配置为对所测得呼吸信号和所测得心跳信号进行彼此同步。脉冲性成分检测单元可以通过从所测得心跳信号估计心音来检测脉冲性成分。脉冲性成分去除单元可以通过从经过同步的所测得呼吸信号去除所估计心音来去除所述脉冲性成分。因此，可以从所测得呼吸信号去除从所测得心跳信号估计出的心音。在此情况中，脉冲性成分检测单元可以是有限脉冲响应滤波器。呼吸信号处理装置还可以包括如下元件。呼吸时段检测单元被配置为基于去除了所述心音的所测得呼吸信号来检测呼吸时段。心跳时段检测单元被配置为基于所测得心跳信号来检测心跳时段。系数更新单元被配置为在不是呼吸时段而是心跳时段的时段期间对有限脉冲响应滤波器的滤波器系数进行更新。因此，可以根据呼吸状况来更新对心音进行估计的有限脉冲响应滤波器的系数。