Bioacoustic sensor system for automatic detection of bowel sounds

Abstract

ÖzetçeBu çalışma abdominal ameliyat geçirmiş hastalarda bağırsak aktivitesinin başladığının gerçek zamanlı tespitini ve bağırsak ses analizini yapmak amacıyla hazırladığımız biyoakustik sensör sistemi anlatılmaktadır. Literatürde bulunan benzer sistemlerden farklı olarak biyoakustik sensör tasarımında iki adet birbirine ters konumlanmış kapasitif mikrofon kullanıldı. Bu sayede vücut yüzeyinden alınan bağırsak seslerinin gürültüden arındırılması hedeflendi. Bağırsak sesleri genellikle 100 Hz ile 1500 Hz arasında olup 0-20mV genliğindedir. İşlemsel yükselteç devresinin ilk kanalı ile bağırsak sesleri 48 kat kazanç sağlanarak 0-1 V seviyesine yükseltildi. İkinci kanalında kullanılan mikrofon ile bağırsak seslerine karışabilecek çevresel gürültüler (klinik oda gürültüsü) sisteme dahil edildi. Her iki mikrofondan elde edilen sinyaller daha sonra ADC (NI DAQ Data Acquisition USB 6009) ile sayısallaştırılarak dijital ortama aktarımı sağlandı. Dijital ortama aktarılan bu verilerden sinyalin zamansal ve spektral özellikleri çıkartıldı. Geliştirilen yazılımla sonuçların gerçek zamanlı gözlemlenmesi sağlandı. Anahtar Kelimeler -biyoakustik sensör; bağırsak sesleri; işlemsel yükselteç; elektronik stetoskop. AbstractThis study presents a bioacoustic sensor system developed for early detection of the recovery of bowel activity after abdominal surgery and to perform analysis on bowel sounds. Different than other studies, in order to be able to attenuate noise, two capacitive microphones oriented in opposite directions are used. Bowel sounds are typically observed at a frequency between 100 Hz and 1500 Hz and amplitude between 0 and 20mV. The signal strength is boosted 48 times with an amplifying circuit. The second microphone is used to observe environmental noise such as examination room noise. Both signals are digitized using an ADC (NI DAQ Data Acquisition USB 6009). Finally, we developed a software that can extract spectral properties of the signal and present the results in real time.

Ortak vektör yöntemiyle bağırsak sesinin tespiti ve sınıflandırılması

“…Bu çalışmaları, Spektral entropi [27], en küçük ortalama kareler yöntemi (LMS) ve tepe tespiti için Hilbert zarfı ile [28], yüksek dereceli istatistikler (HOS) ve fraktal boyut ile [29], radyal temel fonksiyon (RBF) tabanlı [30] [39]'da tek kanallı gerçek zamanlı bir BS izleme sistemi geliştirilmiştir. [40]'de stetoskopun üzerine ters konumlandırılmış ikinci bir mikrofon ile dış ortam gürültüsü tespit edilmiştir. [41,42]'te aynı tasarım ZigBee modülü ile gerçekleştirilmiş, benzer olarak elektrokardiyografi (EKG) sinyallerinin kablosuz aktarımı için de kullanılmıştır [43].…”

Intestinal motility assessment based on Legendre fitting of logarithmic bowel sound spectrum

“…Introduction: The bowel sounds can be used to effectively evaluate the patient's intestinal motility (IM) in clinical practice. For example, by detecting the IM events in the recorded bowel sounds, the doctors can assess the progress of post-operative recovery and accordingly arrange nursing more timely, which can further help to reduce the patients' hospitalisation time and therefore save the expense [1][2][3][4].…”