电子听诊器的制造方法

电子听诊器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2012年12月3日提交的美国申请61/732, 788 号的利益，并要求2013年11月8日提交的美国申请14/075,420号的优先权，其全文以引 用的方式并入本文中。
技术领域
[0002] 本发大体涉及医用听诊器。更具体地，本发明涉及电子听诊器系统和使用该系统 的方法，从而提供高品质的声音以及对用户更友好的界面，并降低医院中的交叉感染。
【背景技术】
[0003] 仅在美国，医院获得性感染每年造成多达90, 000人死亡，2百万人延长住院时间， 并且导致超过26亿美元的医疗成本。研宄发现，医院中多达90%的常规听诊器带有感染性 细菌。这对于重症监护病房中的病人来说是特别显著的。近期，许多医院在重症监护病房 放置廉价的可丢弃床边听诊器，以作为限制感染的病人至病人传播的方法。
[0004] 临床医生通常避免使用该廉价的床边听诊器，这是因为其低劣的声音品质和/或 因为将许多其他人或者已经使用过的听诊器放入其耳中而感到不适。相反，一些临床医生 或者使用他们自己的听诊器，这打破了隔离屏障，或者甚至更差，他们避免常规的听诊器检 查。
[0005] 但是，对于减少医院获得性感染的努力，已经大体上形成了不方便的装置的设计， 或者更重要的是，他们以声音品质的下降为代价。

【发明内容】

[0006] 本发明的一个实施例提供了一种设备，它包含设于腔室内的声-电转换器 (transducer)，所述转换器被配置来生成代表声学振动的电子信号，其中所述腔室进一步 包含影响声音的钟状物（sound influencing bell)，它界定空腔以提供所述转换器和连接 至所述钟状物的外端的隔膜（diaphragm)之间的空气连通，其中所述隔膜被声学地与所述 转换器分离(或者所述隔膜被声学地连接至所述转换器）；所述设备还包含一个或多个通气 空气路径，其作为提供所述空腔和所述腔室的外部之间的空气连通的唯一方式，其中所述 空气路径被配置来限制通过所述空气路径的空气流动。
[0007] 在一个实施例中，提供了一种设备，它包含 设于腔室内的非接触声-电转换器，所述转换器被配置来生成代表声学振动的电子信 号； 形成为所述腔室的一部分的影响声音的钟状物； 连接至所述钟状物的外端的隔膜，所述钟状物界定空腔以提供所述转换器和所述隔膜 之间的空气连通，其中所述隔膜通过所述空气连通被声学地连接至所述转换器。在另一个 实施例中，所述设备进一步包含一个或多个通气空气路径，其作为提供所述空腔和所述腔 室的外部之间的空气连通的唯一方式，其中所述空气路径被配置来限制通过所述空气路径 的空气流动。
[0008] 在一个方面，所述空气路径的至少一部分的横截面积小于约6 _2。在一个方面， 所述横截面积大于约0.5 mm2。在一些方面，所述横截面积是约I mm2和约5 mm2之间。
[0009] 在一个方面，所述横截面积是可调节的。在另一个方面，所述空气路径是回旋状的 (convoluted)。
[0010] 在一个方面，所述转换器包含麦克风。在另一个方面，所述转换器包含电磁隔膜。
[0011] 在一个方面，所述设备进一步包含线缆，用于将所述转换器连接至外部装置。在一 个方面，所述外部装置是扬声器或电子屏幕。
[0012] 在一个方面，所述设备进一步包含无线传输器，用于传输由所述转换器生成的电 子信号。在一个方面，所述无线传输器是蓝牙或近场通信（NFC)传输器。
[0013] 在一个方面，所述设备进一步包含柔性材料，用于将所述转换器粘附在所述腔室 内并将所述转换器与所述腔室的其他部分隔开。
[0014] 在一个方面，所述设备进一步包含封装程序代码的装置，以提供反馈消除。
【附图说明】
[0015] 参照以下说明、附属的权利要求书、以及附图，将更理解本发明的这些和其他特 征、方面和优点，附图中： 图1显示了根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头（Pick-up head)的示意性 透视图。
[0016] 图2显示了根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头的示意性侧视图。
[0017] 图3示出了可以被组装来制造根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头的 每个部件。
[0018] 图4示出了适于制备根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头的回旋状的 空气路径。
[0019] 图5示出了具有扬声器和显示器的外部单元，用于与根据本发明的一个实施例的 电子听诊器拾取头一起使用。
[0020] 图6显示的图示出了安装在根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头内的 管的效果。
[0021] 图7显不的图不出了不同大小的通气面积在麦克风响应方面对根据本发明的一 个实施例的电子听诊器拾取头的影响。
[0022] 图8显示的图示出了不同大小的通气面积在环境噪声采集方面对根据本发明的 一个实施例的电子听诊器拾取头的影响。
【具体实施方式】
[0023] 在一个实施例中，本发明提供了包含拾取头和单独的监控系统的电子听诊器。所 述拾取头可以被用在患者的身体表面上，以采集振动并将其转换成电子信号，该信号然后 通过线缆或无线地被传输至监控系统。所述监控系统然后可以将该振动可视地显示并/或 将该振动作为声音信号例如通过扬声器或耳机播放。这种设计可以避免或减少由相同的临 床医生诊看的患者之间的交叉感染，因为每个患者可以具有单独的拾取头。
[0024] 进一步地，在一个实施例中，本发明的拾取头的设计可以降低环境噪声并增强对 信号的灵敏度。在一个方面，所述拾取头包含置于拾取头的腔室内的麦克风，它与拾取头上 的隔膜声学地分离，其用于从患者拾取振动。
[0025] 在另一个方面，拾取头的腔室包含空气路径(通气)，它允许腔室的内部(麦克风） 和外部之间的空气连通。所述空气路径被适当地选择来限制空气流动，以增强信号拾取并 降低环境噪声。例如，已经发现，当通气面积是约1 _2和6 _2之间时，得到最好的结果。 不仅仅是尺寸，空气路径的形状和长度也可以被调节来实现这样的结果，其将在下文进一 步描述。
[0026] 听诊腔室的通气对于防止麦克风遭受太大压力并剪断（clip)声音来说是重要的， 它可以显著地影响质量。问题是，一旦空气空间是通气的，它对将被麦克风拾取的环境噪声 提供了直接的路径。已经发现，通过引入回旋状的空气路径(例如环绕松开的螺栓的螺纹)， 本发明能够得到正确的麦克风灵敏度而同时消除环境噪声。这样的螺栓设置进一步地能够 允许通气的简单调节。如这里所示，可以在不同的设置下需要不同的通气，以实现最好的结 果。
[0027] 还测试了麦克风在听诊件（auscultation piece)内的位置。在一个方面，使用了 "非接触"麦克风，其中麦克风可以置于沿着传统音频路径的任何地方。本文使用的术语"非 接触"指不通过直接接触振动源来生成电子信号的麦克风；相反地，该振动是通过空气被传 输至麦克风的。已经意外地发现，当麦克风被置于远在听诊器管的8'区段的末端时，听诊 声音的非常高质量的再现是可能的。但是，该定位创造了大的表面面积，它能够传送环境噪 声和管碰撞的偶然声音。通过将麦克风置于听诊件内，减少了空气空腔的表面面积，因此该 设置降低了环境噪声和接触噪声到达麦克风的机会。
[0028] 可以通过采取降噪麦克风来实现拾取头质量的进一步提升。这种麦克风可以减少 环境噪声的影响。"降噪(消除噪声)"麦克风在麦克风主体的背部具有小孔，它使得远场声 压能够作用于转换器主体的两侧，有效地消除来自声学信号的影响。可以注意到，这些类型 的麦克风依赖于被动的噪声消除，而非在耳机中使用的主动噪声消除技术。
[0029] 另一个考虑的特征是消除反馈噪声。由于听诊件麦克风与基站扬声器的接近度， 常规系统能够生成非常大量的反馈。为了解决该问题，可以采用以下措施。
[0030] 首先，可以使用反馈消除硬件。在这个方面，可以使用陷波滤波器（notch filter)，它可以以l/60th的倍频精度调节，并且能够调节带宽以减弱引起反馈的特定频 率。这可以使用现成的（off-the-shelf)声音处理硬件来实现。除了反馈消除硬件之外， 可以使用低通滤波器来消除高频声音，它不提供诊断价值。这使得能够减少需要陷波滤波 的反馈频率的数量。
[0031] 另一个方法涉及"麦克风启动"按钮的使用。大多数反馈发生在隔膜暴露至环境 空气(不在皮肤上）的时候。通过"麦克风启动"按钮，在隔膜没有被应用至皮肤时，通过释 放启动按钮，用户可以容易地使系统静音。这可以显著地提高在听到反馈之前能够实现的 放大水平。
[ 0032] 进一步考虑的是声音处理方法和延迟硬件，其对由转换器生成的信号增加延迟。 相应地，可以增加可调节的延迟，以产生"实时"声音的轻微的延迟，使得声音在正确的时间 到达听众。通过增加延迟，它有助于降低反馈发生的速度。已经测试了 300毫秒的延迟，它 是有前景的。还考虑了更短的延迟。
[0033] 借助"分离的"拾取头和监控系统设计，本发明的系统可以实现常规听诊器不能实 现的功能。例如，这样的系统能够对在基站使用分离的麦克风形成的记录进行注释。并且， 它还能够改变回放速度、音调、音量、过滤声音，并将其保存以和将来的声音进行比较。
[0034]另一个考虑的特征是在记录声音之后应用滤波器的能力。系统将记录原始声音并 仅在回放之后应用滤波器，使得用户能够重新配置相同的记录来突出不同类型的声音。并 且，另一个能力是将环境噪声采样并调整滤波以消除环境ICU声音。这是可能的，因为在一 个实施例中该单元停留在房间中的固定位置。它还可以包含这样的功能，当被按住时，"学 习"正在通过听诊件传输的环境噪声频率。
[0035] 进一步地，所述系统可以被配置来具有这样的能力，通过分析声学信号并确定该 信号是否为身体声音的特征，打开/关闭扬声器。也考虑了双麦克风(一个在听诊件之内而 一个在听诊件的外部)，以通过电子地比较这两个信号来进行"主动的"噪声消除。
[0036] 本发明的电子听诊器拾取头可以直接地(或无线地）连接到扬声器和显示系统，并 挂在床边。通过这种方式，临床医生不需要打破隔离以使用听诊器；他或她可以在墙壁单元 上听取并查看声音；队伍上的所有医护人员可以同时听取并查看结果，所以每次探访只需 要使用听诊器一次。临床医生没有理由使用他或她自己的听诊器，也没有理由避开该步骤 的检查。本发明的可丢弃的管、以及可能的隔膜件对每个患者都更换，所以医院获得性感染 的一个途径被消除。本发明中描述的装置还是对用户非常友好的，使得临床医生能够毫不 费力并且以几秒钟的方式进行听诊。它还提供了这样的可能，临床医生或其他医护人员记 录声音，然后在临床医生巡回中回放声音。
[0037] 声音数据是在扬声器上播放的，并且在床边监控器上显示。可以在基座单元中提 供软件，以分析身体声音并进行诊断，与EKG机器非常相似。电子信号形式的经处理的声 音，可以被容易地记录，并被上传至电子医疗记录，以在日后审阅并归档。这些的许多优点 包括提高医疗质量、降低成本、节省时间，并甚至提高教学。在一个实施例中，当系统识别到 正在记录声音时，系统自动保存声音。因为每个可丢弃的件特定于一个患者，所以这些声音 可以被自动地上传进电子医疗记录，或仅仅在本地保存。
[0038] 可以通过本发明实现的其他有益之处包括：减少关于当前的检查结果是比之前的 更好还是更差的模糊性，这是因为不再需要依赖不同临床医生的分析一一患者当前的临床 医生可以仅参考回储存的音频或可视档案、或者软件报告。远程医疗是本发明的另一个有 益之处。例如，一个临床医生可以进行检查，而另一个临床医生然后能够稍后在他或她的办 公室或在一些其他远程地点审阅音频。
[0039] 再者，可以减少或甚至消除通常具有有害的副作用的昂贵、耗时的测试的使用。例 如，可能有这样的具体的边缘情况，其中目前临床医生会索取ECHO或CT扫描"仅仅为了确 认"，而当本发明的电子听诊器使得听诊器检查更可靠时，他们可能不感到有需要这样做。 这会使得时间、成本和副作用(例如来自CT的辐射）减少。
[0040] 在一些实施例中，所述听诊器拾取头可以包含可丢弃的部件，例如隔膜。在这样的 实施例中，其他部件(例如基座、腔室）不需要被丢弃，所以拾取头可以替换为新的部件，以 低成本降低感染。在一些实施例中，可以使用抗菌材料。在一些实施例中，在不使用时拾取 头可以被置于杀菌环境(例如紫外光）中。
[0041] 本发明的听诊器的实现高质量声音的能力是意料之外的。本发明技术人员应该容 易理解的是，在扬声器上制造高质量声音是困难的，这是由于环境噪声和反馈，特别是没有 使用大大删减环境噪声的耳机。这在重症监护室（ICU)中是更明显的。另一个难题是，以 较低的成本制造手提件，因为现在市售的通常在电子听诊器中使用的接触麦克风制造较高 质量的声音，但是非常昂贵。低成本的手提件使得手提件可以在患者之间是可丢弃的，进一 步降低了听诊器在医院获得性感染中的作用。
[0042] 图1-2示出了听诊器拾取头（听诊头)，其大小被设计得舒适地配合在临床医生的 手中。可以在拾取头的顶部表面上设置数个控制器，它们放置得临床医生的手指能够容易 到达控制器。所示的拾取头包含薄的隔膜、麦克风装置、或其他能够检测患者的身体声音的 装置。
[0043] 根据具体用途，例如儿科版本、兽医版本等，可以将拾取头设置成多种形状和尺 寸，或者使其适于提供多普勒（Doppler)功能，使得能够听诊动脉血液流动或胎儿心脏跳 动。还考虑了超声版本，它包含用于发射和接收超声信号的超声转换器。再者，听诊部分 还可以设置有磁铁，用于检测患者身体内的金属，例如外来物件和医疗装置(例如心脏除颤 器、起搏器、留置导管、支架、喂食管、插管、鼻胃管等)。
[0044] 在图3-4中可以更清楚地看到，在一个实施例中，拾取头包含设于腔室（104)内的 声-电转换器(例如麦克风109)，该转换器被配置来产生代表声学振动的电子信号，其中该 腔室进一步包含影响声音的钟状物（图1，100)，它界定空腔以提供转换器和连接至钟状物 的外端（108)的隔膜之间的空气连通，其中隔膜与转换器被声学地分离(或者，替代地，隔膜 通过空气被声学地连接至转换器);并且一个或多个通气路径（110)作为唯一的方式提供空 腔和腔室外部之间的空气连通，其中空气路径被配置来限制通过该空气路径的空气流动。
[0045] 图3还示出了如何制作本发明的一个实施例的拾取头。可以注意到，并非图3中 示出的所有部件都需要用来制造拾取头，这些部件的每一个都不是必须与另一个分离的。 在一个实施例中，拾取头包含外壳（102)、平底支架（103)(可以包含电路板)、腔室单元 (104)、腔室密封件（106)、腔室单元和密封件之间的密封0环（105)、以及影响声音的钟状 物（109)。进一步地，包含（101)和（107)的螺栓被用来组装这些部件，并且可以任选地被 用来制造通气路径。
[0046] 在外壳的顶部表面可以有按钮，它们被电连接至麦克风或外部控制器或监控系 统。这些按钮可以被用来开机或关机、静音、或提高或降低由身体声音或振动产生的电子信 号。可选的其他按钮可以包含保存、以不同的速度回放、调整音调、回放旧声音或标准声音。
[0047] 任选地，拾取头可以包含用于将线缆连接至监控或控制单元(例如图5)的出口。替 代地，拾取头可以包含用于将电子信号传输至外部监控或控制单元的无线传输器。所述无 线传输器可以是蓝牙或近场通信（NFC)传输器(没有限制）。
[0048] 用于限制腔室(转换器设于此）和外部空间之间的空气流动的一个方法是，限制腔 室和外部空间之间的内部尺寸(直径或横截面积）或路径长度。
[0049] 例如，在一个实施例中，空气路径的至少一部分的横截面积小于约7 _2、或替代 地，小于约2 mm2、2. 5 mm2、3. 5 mm2.4 mm2.5 mm2.6 mm2、或7 mm2。在另一个实施例中，所述 横截面积大于约 0. 5 mm2、或替代地大于约 0.1 mm2、0. 2 mm2、0. 3 mm2、0. 4 mm2、0. 6 mm2、0. 7 mm2、0. 8 mm2、0. 9 mm2、或I mm2。在一个具体的方面，所述横截面积是约I mm2和约2 mm2之 间。在一个方面，所述面积是约I mm2和约2 mm2之间。在另一个方面，所述面积是约4 mm2和6 mm2之间。
[0050] 在另一个方面，空气路径的至少一部分的直径小于约4 _、或替代地小于约1. 6 mm. I. 7 mm、l. 8 mm、l. 9 mm、2. I mm、2. 2 mm、2. 3 mm、2. 4 mm、2. 5 mm、3 mm、或 3. 5 mm〇 在另 一个方面，所述直径大于约0. 8 mm、或替代地0. 35 mm、0. 4 mm、0. 5 mm、0. 6 mm、0. 7 mm、0. 8 mm、0. 9 mm、I mm、LI mm 或 I. 2 mm〇
[0051] 在一些方面，空气路径的横截面大小是可调的。例如可以通过使用能够被拧松或 拧紧的一个或多个螺栓来实现该可调性。替代地，可以使用弹性体的通气管，在此临床医生 可以夹住管以影响通气面积。在另一个方面，可以使用加载有弹簧的阀，在此临床医生可以 按下按钮以改变通气面积。在另一个方面，可以使用薄的狭缝开口，使得临床医生可以通过 将他们的手指放在不同的位置而改变通气面积。可以预期的是，所述调整可 以是连续的或 不连续的。对于不连续的调整，可以使用例如内环和外环，使得当被扭曲时，露出额外的小 孔以增加通气表面面积。
[0052] 在一些方面，所述空气路径是回旋状的。术语"回旋状的"指不是直的路径，或替 代地指这样的路径，其两端之间的直接距离比所述路径的总长度实质上更短(例如1. 5、2、 2.5、3、3.5、4或5倍）（如图4所示)。
[0053] 声-电转换器在本领域中是已知的。在一个方面，所述转换器包含麦克风。在另 一个方面，所述转换器包含电磁隔膜。
[0054] 在一些方面，所述拾取头进一步提供柔性材料，以将转换器粘附在腔室内并将转 换器与腔室的其他部分隔开以降低噪声。在一些方面，所述拾取头或连接至拾取头的外部 系统包含封装程序代码的装置，以提供反馈消除。
[0055] 图5示出了用于拾取头的外部控制/监控系统("基座单元")。所述基座单元可以 包含扬声器，它用于与由拾取头拾取的身体声音相对应地播放声音。所述扬声器允许多个 临床医生同时听取由听诊部分拾取的身体声音。此外，基座单元包含显示器，它显示身体声 音的诊断性表示，使得临床医生可以可视地评估声音。
[0056] 所述基座单元包含声音信号处理回路，它用于将由拾取头接收的声音波转换为电 子表示。所述电子表示然后可以被进一步处理，以用于在显示器上显示并由能够进行诊断 性建议的诊断软件评估。例如，所述系统能够判断作为ΠΙ/VI二尖瓣杂音的心脏声音。
[0057] 进一步地，所述基座单元可以设有用户界面(未图示)，例如显示器上的触摸屏、或 键盘和指点设备。在一个例子中，所述用户界面使得医护人员能够识别正在被检查的患 者、患者的解剖学的哪一部分正在被检查(例如心脏、心脏的哪一部分、或肺、肺的哪一四分 一)、时间和日期、正在被使用的其他诊断装置等。
[0058] 所述控制器也可以被配置来提供向基座单元的用户输入，并且事实上，该选项可 以是优选的，因为它消除了临床医生触摸拾取头之外的任何物品的需要。该信息与声音和 音频文件一起被保存。这些文件能够被下载至计算机介质、被保存在扬声器/显示器、或被 上传至医疗记录。所述基座单元进一步设有这样的控制器，它使得临床医生或医护人员能 够对播放的声音选择不同的频率和/或振幅范围。
[0059] 所述基座单元可以设有提示符，它要求医护人员提供关于检查的每个步骤正在被 进行的信息。例如，它可以要求医护人员首先将隔膜放置在胸骨右缘上，然后在一段时间后 将它移动至胸骨左缘等。它可以提示钟状物-隔膜的相对使用。对于肺部检查，所述提示 符可以要求不同的肺野。通过这种方式，可以以非常受控的和统一的方式来进行听诊检查， 降低感兴趣的特定区域没有被检查的可能性。所述提示符可以被显示在显示器上或通过语 音合成的方式显示。
[0060] 并且，所述基座单元可以被配置来与听诊器声音一起储存来自进行检查的医护人 员的语音注释。通过这种方式，有关该检查的注释可以保持与被记录的听诊声音相关联。通 过保存这种检查，将来的医护人员将具有作为基线的数据，以查看患者情况是变差还是稳 定。
[0061] 所述基座单元可以是安装在墙上、能够连接至患者的床、被建入患者的床、无支撑 的、与其他床边监控器结合、远程放置、可便携的、以及能够安装在救护车上。所述基座单元 可以进一步提供用于储存介质（例如SD卡、MM卡、闪存驱动器等）的连接器，用于从基座单 元104下载检查数据和报告。该界面还可以被配置来允许上传音频档案以及更新固件等。
[0062] 此外，所述基座单元可以是能够网络工作的，例如能够连接至医院的局域网、广域 网或英特网，使得远程用户能够从基座单元接收数据。在连接至网络时，进一步地，所述基 座单元使得正在检查的医护人员能够通过基座单元获取信息，例如储存在医院内数据库服 务器的或者来自可能已经向患者提供过治疗的其他医院的患者记录。
[0063] 所述基座单元可以设有耳机接口，使得在噪音水平使其难以准确地听到由扬声器 播放的听诊器声音的急诊室、或者在有打扰附近患者的风险的时候，医护人员能够插入耳 机对。通过提供适于连接至无线耳机的无线传输器，无线耳机对基座单元也是可用的。 [0064] 通过本发明提供的对常规听诊器的改进、其应用中的提高、以及通过软件解释实 现的物理诊断的标准化以及储存数据的能力，本发明可以减少需要的"进一步检测"（例如 超声心动图和高分辨率CT扫描，特别是在边缘情况下)的数量。例如，如果在2006年发现患 者有心脏杂音，并给出了超声心动图。三年之后，新的临床医生在检查该患者时听到心脏杂 音，并在查看记录时看到患者有超声心动图。但是，该临床医生可能不能分辨该杂音是否变 得更差一一因为他只能将他自身对检查的解释与由最初的临床医生记下的做比较。但是， 如果最初的临床医生采用本发明的电子听诊器进行最初的听诊器检查，则可以将杂音的程 度标准化，并且声音和显示档案甚至可以用于查看。不需要重复的超声心动图。
[0065] 在肺声音和高分辨率CT扫描时也通常发生类似的情况，它们是不仅昂贵的和时 间密集的检查，还会将患者暴露至大量的辐射和对比染料中，这两方面都会对患者带来显 著的风险。
[0066] 在另一方面，本发明的听诊器将会降低误诊的数量，因为在通过扬声器播放、在屏 幕上显示并通过软件分析听诊器接收的声音时，受培训较少的医护人员会更有可能抓住物 理检查的显著发现。
[0067] 出于相同的原因，本发明作为培训辅助有助于医护人员听取听诊器声音中的差 异，因为软件将分析并告知医护人员他们正在听取的是什么。
[0068] 进一步地，因为通过扬声器播放并可视地显示声音，将不需要临床医生队伍的每 个成员都听取他或她自己的听诊器，这节约了床边时间，并减少了患者被团队的每个成员 都接触他或她的麻烦。
[0069] 因为听诊器声音被电子地储存为声音文件和视频文件，本发明的系统在提高"远 程医疗（telemedicine)"的使用中可以证明是非常有价值的，它使得临床医生能够甚至在 与患者会面之前审阅患者的声音，而目前临床医生仅能够审阅医疗记录、医疗影像等。
[0070] 再者，本发明的远程医疗应用显著地提高了遥远地区可用的医疗服务的质量，这 些地区例如是第三世界的移动医疗站、空间站、极地站、潜艇、游船。
[0071] 本发明可以包含用于审阅的预先储存的标准声音(例如"正常的"心跳)，以及特定 的病理性的声音(肺部声音、腹部声音等)。该特征也可以被结合进"学习模式"，通过练习 和演示来提高临床医生或医护人员的检测和分辨特定的病理性声音的能力。例如，正常的 活跃的肠音表明肠道在手术后再次开始工作。在肠梗阻时没有肠音或高音调的声音是一致 的。拥有正确地分辨这些声音的能力可以显著地影响患者的恢复时间。
[0072] 此外，考虑的是这样的系统，其中持续地监控或听取声音，薄而舒适的听诊件持续 地与患者接触。这在整个医疗中都有应用，一些例子包含：手术期间的应用，其中听诊件可 以到达临床医生在手术期间由于患者位置和无菌区而不能到达的地方；或者对正在接受静 脉输液的患者的肺的应用以尽早发现肺水肿的迹象；或者在家庭环境或疗养院环境对患有 充血性心脏衰竭的经常造访医院的患者的应用，以尽早发现肺水肿的迹象并尽早干预以避 免急诊造访和可能的住院。进一步考虑的是，所述系统可以被用于患有先天性心脏衰竭或 终末期肾病的患者中的液体滴定。在一个实施例中，可以存在自动的滴定，因为追踪了罗音 及呼吸频率。
[0073] 实验性实施例 实施例1.电子听诊器的客观测试 本实施例被设计来主观地和客观地评估电子听诊器拾取头的各种配置的性能。客观测 试是通过经由听诊件记录的声音水平的分析而完成的。主观测试收集了使用所述听诊器来 听取心脏和肺部声音的医疗医生的观察和意见。
[0074] 测试设备 专门的测试设备包括： 1. 百灵达（Behringer) UF0202音频至USB转换器 2. "听诊器扬声器":其中密封有耳机扬声器的普通听诊器头。这使听诊器头变成配合 听诊件的扬声器。
[0075] 3.埃勒根特（Elegant)医疗基座站 a. 泰斯康姆（Tascam) DR-40线性PCM录音机 b. 百灵达 Behringer UltraCurve Pro c. AudioEngine 扬声器 4.埃勒根特（Elegant)医疗听诊件 进行的测试 麦克风位置 #游:确定麦克风在听诊件内的最有效位置 设麗麦克风位于听诊件中的"声音腔室"内，它是与隔膜腔室连接的圆柱形腔室。该 麦克风以各种配置被置于腔室内，并通过听诊器扬声器播放各种样品噪声。
[0076] 测试的配置: 1.腔室为空，仅有通气管。麦克风"漂浮"在腔室内。
[0077] 2.铝管插入腔室内，完全环绕麦克风。麦克风触摸管的ID。管通过硅胶被连接至 通气系 统和隔膜腔室。
[0078] 潜粟.·如图6所示，对于心脏和肺部声音的感兴趣的大部分频率范围（20 Hz - 2 kHz)，没有发现管有显著影响（>3 dB)。在效果显著的小峰中，管被移除的条件表现更好。 [0079] 声音腔室通气 #游确定听诊腔室通气系统开口的最佳尺寸 设墓听诊件声音腔室可以是"通气的"，使得该系统不是气密的而是有路径通向环 境空气。通常，通气孔越小，则看上去会更好地捕捉声音，但是太小的通气孔将会压倒 (overpower)我们使用的麦克风，给出"短促的（clipped)"声音。但是，通气孔太大，则使 麦克风拾取环境噪声，它既增加系统的整体噪声，还提供直接音频反馈的路径。
[0080] 测试的配置·. 1. 通气面积：~6· 00 mm2 [测试+主通气孔] 2. 通气面积：3. 94 mm2 [测试通气孔] 3. 通气面积：~2· 00 mm2 [主通气孔] 4. 通气面积：1. 72 mm2 [测试通气孔+小六角扳手（Allen Key)] 5. 通气面积：0. 54 mm2 [测试通气孔+大六角扳手] 6. 通气面积：0· 00 mm2 [关闭所有通气孔] 潜粟:仅基于图7-8示出的两幅图，最小通气的情况看起来最好，但是在实际的测试中 发现，最小的两个通气情况（〇. 〇〇和〇. 54)压倒了麦克风并使声音失真(短促)。因此，最佳 的通气尺寸范围是I mm2和2 mm 2之间。
[0081] 本测试还显示，操控通气的尺寸可以放大或减弱特定频率范围内的声音。例如，当 对图8中的通气尺寸的表现进行排名时，可以看出在40 Hz的最好表现者是在200 Hz的 最差表现者。这开创了如下可能性，即使用通气配置来优选地放大对特定听诊检查(心脏 vs.肺）特异的声音。
[0082] 实施例2.电子听诊器的主观测试 为了征求专家意见，本实施例调查了具有各种背景的医学临床医生，以对他们对所述 系统的不同配置的偏好进行评价。
[0083] 通气 斤游与在实施例1中描述的通气测试相同 设麗与在实施例1中描述的用于通气的客观测试相似，将听诊件置于以下配置之一 中： 条件1 :通气面积：~6· 00 mm2 [测试+主通气孔] 条件2 :通气面积：3· 94 mm2 [测试通气孔] 条件3 :通气面积：1. 72 mm2 [测试通气孔+小六角扳手] 条件4 :通气面积：0. 54 mm2 [测试通气孔+大六角扳手] 条件5 :通气面积：0· 00 mm2 [关闭所有通气孔] 测试对象被用来生成心脏和肺声音，参与者被要求对使用扬声器和耳机的声音质量进 行评价。
[0084] 参与者被要求一次比较两个条件。从完全打开的通气条件开始，参与者被问及他 们对条件1或2的偏好，然后是2或3等。如果没有偏向任一条件，则允许他们选择"相等 的"。
[0085] 潜哭:虽然不是所有临床医生都具有相同的偏好，但是对于更通气的配置(条件 1 & 2)存在整体上的偏好。随着通气尺寸减小，临床医生注意到，似乎变得更加嘎嘎乱响 (rattling)而声音更不清脆。下表示出了每个测试最优选的配置。
[0086] 麦克风位置 斤游与实施例1中描述的位置测试相同。
[0087] 设麗在标准通气条件(实施例1的条件3)中使用电子听诊器。将音量设置得尽 量高而不遇到反馈。
[0088] 在两种配置中通过扬声器播放来自实时个体的心脏声音。记录声音，因为要求来 改变配置的时间的长度。参与者能够听取实时声音，并被要求来在先后播放的两个被记录 的声音之间进行比较。
[0089] 测试的配置·. 1.腔室填充有硅胶。麦克风嵌入硅胶中。
[0090] 2.铝管插入腔室内，完全环绕麦克风。麦克风触摸管的内壁。管通过硅胶被连接 至通气系统和隔膜腔室。
[0091] 潜粟:临床医生一致认为，他们在配置1和2之间不能发现差异。结果是，所述装 置可以根据多个配置灵活地设计，而仍然看到有益的效果和声音的清晰度。
[0092] 与现有听诊器的比较 成热回答以下问题： 1. 埃勒根特（Elegant)听诊器系统是否能够在扬声器和耳机设置都中提供诊断质量 的声音？ 2. 从能够诊断患者的角度来看，该声音(扬声器&耳机）是否能够与ThinkLabs相比 较？ 设麗在上述配置中对临床医生播放来自实时测试个体的心脏和肺部声音。
[0093] ThinkLabs Rhythm:ds32a听诊器具有被直接插入扬声器或耳机的音频输出线。以 十分之十的音量在"放大的"条件下使用ThinkLabs听诊器，除非临床医生偏向较低的音量 水平。
[0094] 在与实施例1的条件3对应的标准通气配置中使用所述听诊器。将音量设置得尽 量高而不遇到反馈。
[0095] 潜粟:临床医生一致具有以下反应：
[0096] 本发明的上述实施例旨在是说明性而非限制性的，并非旨在代表本发明的每个实 施例。可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行各种修改和变形，本发明的精神或 范围按照字面意思并以法律认可的等价物规定在附属的权利要求书中。
【主权项】
1. 一种设备，包含： 设于腔室内的非接触声-电转换器，所述转换器被配置来生成代表声学振动的电子信 号； 形成为所述腔室的一部分的影响声音的钟状物； 连接至所述钟状物的外端的隔膜，所述钟状物界定空腔以提供所述转换器和所述隔膜 之间的空气连通，其中所述隔膜通过所述空气连通被声学地连接至所述转换器。2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述转换器包含麦克风。3. 根据权利要求1所述的设备，其中所述转换器包含电磁隔膜。4. 根据权利要求1所述的设备，所述设备进一步包含线缆，所述线缆用于将所述转换 器连接至外部装置。5. 根据权利要求4所述的设备，其中所述外部装置是扬声器或电子屏幕。6. 根据权利要求1所述的设备，所述设备进一步包含无线传输器，所述无线传输器用 于传输由所述转换器生成的电子信号。7. 根据权利要求6所述的设备，其中所述无线传输器是蓝牙或近场通信（NFC)传输器。8. 根据权利要求1所述的设备，所述设备进一步包含柔性材料，所述柔性材料用于将 所述转换器粘附在所述腔室内并将所述转换器与所述腔室的其他部分隔开。9. 根据权利要求1所述的设备，所述设备进一步包含反馈消除硬件，以消除反馈噪声。10. 根据权利要求9所述的设备，其中所述反馈消除硬件包含陷波滤波器和/或低通滤 波器。11. 根据权利要求9所述的设备，其中所述反馈消除硬件包含转换器启动按钮，所述转 换器启动按钮被配置用来使用户能够关闭所述转换器。12. 根据权利要求9所述的设备，其中所述反馈消除硬件包含延迟硬件，所述延迟硬件 被配置用来在由所述转换器生成的信号中引入延迟。13. 根据权利要求1所述的设备，所述设备进一步包含封装程序代码的装置，以消除反 馈噪声。14. 根据权利要求1所述的设备，所述设备进一步包含 一个或多个通气空气路径，其作为提供所述空腔和所述腔室的外部之间的空气连通的 唯一方式，其中所述空气路径被配置用来限制通过所述空气路径的空气流动。15. 根据权利要求14所述的设备，其中所述空气路径的至少一部分的横截面积小于约 6 mm2〇16. 根据权利要求15所述的设备，其中所述横截面积大于约0. 5 mm 2。17. 根据权利要求16所述的设备，其中所述横截面积为约I mm 2和约5 mm2之间。18. 根据权利要求14所述的设备，其中所述空气路径的至少一部分的横截面积是可调 节的。19. 根据权利要求14所述的设备，其中所述空气路径是回旋状的。20. 根据权利要求2所述的设备，其中所述麦克风是降噪麦克风。
【专利摘要】本发明提供了一种电子听诊器拾取头，所述拾取头包含设于腔室内的声-电转换器，所述转换器被配置来生成代表声学振动的电子信号，其中所述腔室进一步包含影响声音的钟状物，所述钟状物界定空腔以提供所述转换器和连接至所述钟状物的外端的隔膜之间的空气连通，其中所述隔膜与所述转换器被声学地分离；所述拾取头还包含一个或多个通气空气路径，其作为提供所述空腔和所述腔室的外部之间的空气连通的唯一方式，其中所述空气路径被配置来限制通过所述空气路径的空气流动。
【IPC分类】A61B7/04
【公开号】CN104883976
【申请号】CN201380069274
【发明人】约瑟夫·哈鲍舍, 理查德·德曼, 斯蒂芬·阿纳特, 斯科特·波夫
【申请人】埃勒根特医疗公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月3日
【公告号】CA2893595A1, EP2925233A1, EP2925233A4, US8934637, US20140153730, US20150157291, WO2014089060A1