CN109475310A - 用于检测流体流动管道中堵塞的方法 - Google Patents

Abstract

用于测量来自颈动脉中涡旋的声音的方法，包括：提供第一和第二质量控制，其中质量控制将检测的声音与预定声音相比较，并且一旦确认质量控制程序，则对通过心脏所产生的声音和来自颈动脉中涡旋的声音检测至少30秒。用于确定人患者中颈动脉狭窄的方法，由以下组成：将包含阵列和三个传感元件的传感装置置于患者上的第一步骤，其中将第一传感元件放置在心脏附近并且将其余两个传感元件邻近于颈动脉放置；然后，传感元件测量来自三个传感元件中每一个的声音，导致来自三个通道的声音。以模拟测量声音，并改变为数字格式，然后在实施功率频谱密度分析之前，分析三个通道中的每一个。功率谱密度图显示了不是由于噪音所产生的峰，然后对其进行分析以提供颈动脉狭窄百分比或完全堵塞的计算。

Description

用于检测流体流动管道中堵塞的方法

相关申请的交叉引用

本申请主张2016年6月15日提交的美国临时专利申请序列号No.62/350,614，2016年6月15日提交的美国临时专利申请序列号No.62/350,617，2016年6月15日提交的美国临时专利申请序列号No.62/350,576和2016年6月15日提交的美国临时专利申请序列号No.62/350,268的权益，其公开内容以其全部内容作为参考并入本文。

技术领域

本申请整体涉及通过使用装置用于确定流体流动管道中堵塞的方法，所述装置包括至少两个传感器箱，所述传感器箱包括压电元件或听音元件以用于听取通过管道的流体流动的声音以确定管道中堵塞的量。

背景技术

在多个领域，管道中的流体流动是关键问题。在医学领域，通过循环系统的血液流动是特别关心的，因为管道狭窄或堵塞会导致中风、心脏病及其它医学急症。到目前为止，通过多普勒型系统发挥了快速、准确确定循环系统中堵塞的能力。然而，这些系统需要专业训练并且存在一些假阳性和假阴性读数的问题。

在工业应用中，流体流动也是最重要的，其中管道中堵塞的量的确定对于多种工业和市政部件的表现是至关重要的。例如，天然气和石油工业通常通过管道输送数百万加仑流体通过用于这些材料输送的大型管道。然而，积累的材料缓慢粘附至管道或输送管的内表面；其中一些截面比其它截面更差。

市政系统还具有污水管道系统、暴雨排水系统、饮用水系统、气体分配系统等中流体流动的问题。熟知排水管和暴雨系统经常堵塞和失效，并且目前没有确定这些系统中堵塞的简易机械或方法。

当然，最相关的流体流动管道之一是人的循环系统。在全世界，循环系统的破裂和堵塞导致了极高的发病率、死亡率和卫生保健费用。的确，中风是世界上造成成人神经学残疾的主要原因。在所有中风中，约80％由管道堵塞造成。中风是社会的巨大健康负担。缺血性中风是造成成人残疾的最常见原因并且是发达国家的第三主要死亡原因。在全世界，中风导致全部死亡中的9％(1/11)并且是第二主要死亡原因。根据世界卫生组织，每年有1500万人罹患中风。其中，500万人死亡，另外500万人终身残废。在美国，中风是第五主要死亡原因(在美国，1/19)，其每年影响80万人(http://www.cdc.gov/stroke/)。由于脑部血液供给不足所造成的缺血性中风是大多数中风(88％)的原因，随后是脑内出血(9％)和蛛网膜下出血(3％)(http://www.strokeassociation.org/STROKEORG/AboutStroke/TypesofStroke/IschemicClots/Ischemic-Strokes-Clots_UCM_310939_Article.jsp#.V17hu46TRE4)。

缺血性中风的主要原因在于动脉粥样硬化，它是长期炎性疾病，起始于近腔表面(adluminal surface)并最终导致内皮异常。管道壁变厚和硬化最终产生了本质上由脂质纤维组织和炎性细胞组成的动脉粥样硬化斑块。斑块发展可以导致腔狭窄，即狭窄。(本文将引用的狭窄百分比是通过测量狭窄的NASCET标准给出的)。颈动脉的浅表位置使得能够将无创方法用于检测它们内部的异常血流流动。计算模拟和实验流动显示均表明了中等和严重狭窄病例中同心和偏心狭窄远端流型的显著差异。这是不仅取决于狭窄程度的血流特征的重要参数的一个实例。

大致上，所有中风中的一半是由动脉粥样硬化血栓栓塞造成的并且这些中大部分是颅外动脉粥样化病变，最经常包括颈内动脉(ICAs)狭窄。具有严重狭窄(70-99％)的症状性患者受益于颈动脉内膜切除术。已表明动脉内膜切除术还可以降低中度(50-69％)狭窄的中风风险，因此在具有脑缺血症状的患者中进行颈动脉成象。存在一些本领域中已知的用于尝试准确确定动脉中狭窄水平的方法。

熟知的事实为在美国，由于中风所导致的死亡急剧减少。最近，已将中风列为第五主要死亡原因，而不是第三主要原因，这是因为死于肺癌的人多于死于中风的人。根据他们近期在各自专门领域中的工作进行选择，美国中风协会委任一组医生(“中风理事会”)以评价哪些因素正在影响中风死亡率的降低。该理事会在2008年作为“美国心脏协会/美国中风协会声明”发布了其结论。该报告基于系统文献综述、发表的临床和流行病学研究、发病率和死亡率报告、临床和公共卫生指南、权威声明、个人文件和总结证据的专家意见。在美国心脏协会科学咨询和协调委员会的考虑和批准之前，该文档经历了广泛的美国心脏协会内部同行评议、中风理事会领导审查和科学声明监督委员会审查。该综述宣布“过去十年中，中风死亡率的降低代表了对于男性和女性以及所有种族/人种以及年龄组所观察到的群体健康的显著改善”。中风死亡率的显著降低代表了潜在减寿年数的降低”。

公认中风死亡率的显著降低是二十世纪十大公共卫生成就之一。这种降低在之前十年(2001至2010)中继续并且中风死亡率的降低再次被认为是二十一世纪前十年中的十大公共卫生成就之一。中风理事会报道了以下声明：目前，几十年来，美国的中风死亡率的降低速度已超过了缺血性心脏病的死亡率。用于血压控制的药物治疗对中风的影响比对心脏病更大且更直接。官方公共卫生机构认为血压的降低和高血压控制是中风减少的主要原因。

戒烟项目、改善的糖尿病和异常胆固醇水平的控制以及更好且更快速的治疗也已被提及为有助于中风减少。中风理事会得出以下结论：1970年代开始的高血压控制工作对中风死亡率的降低具有最显著影响。该详尽报告的有趣方面在于未具体提及双功超声诊断仪(“DUS”)，尽管它在过去几十年得到了全方位的改善。这与以下事实良好吻合：DUS缺乏精度，其中它不能将多个狭窄亚类中的一些彼此区别，并且通常，DUS装置所提供的结果的误差线跨越了整个小数百分比的细分刻度(subdivisions)。作为这种情况的另一个实例，与其它狭窄水平相比，DUS在检测和确认50-69％的狭窄(“中等”狭窄水平)时具有很高的差异率。这种准确度的缺少和差异度是所担心的。

尽管最近在中风治疗中取得了进展，但是在患者经历中风之前而不是之后，在患者的早期检测和治疗中仍存在巨大的空洞。任何中风，即使很小，也经常会导致生活质量快速降低，并且由于装置和患者扫描的改善可以除去和避免大量中风事件发生，特别是对于通常被认为处于中度或低风险的患者，这种发病是特别棘手的。

发明内容

根据这些及其它目标，本文所公开的本发明的第一实施方式涉及装置，该装置提供了通过测量流体流动管道中的涡旋所产生的声信号来检测和定量流体流动管道中的堵塞的方法，并且其中通过邻近于流动传动装置和邻近于流体流动管道中怀疑堵塞的区域布置的压电器件来检测和测量所述声信号。

优选实施方式包括通过将听音器应用于颈动脉以用于狭窄检测来检测颈动脉中堵塞的方法：该方法包括包含至少两个传感器的传感器阵列和传感器基座，所述传感器基座包含用于实施质量控制程序的方式。

1.通过播放来自所述基座的预定音调组来实施质量控制程序，其中所述至少两个传感器检测所述预定音调组并确认所述传感器工作；

2.将所述传感器邻近于至少一个颈动脉放置并实施第二质量控制程序，其中传感器检测来自颈动脉的声音并且将所述声音与预定声音组相比较以确认所述传感器在颈动脉上的放置；

3.检测足量时间的通过颈动脉的流体流动，以2.4kHz至20kHz之间的采样率测量；

4.放大从传感器接收的模拟信号并将信号转化为文件内的数字(digital)；

5.将文件分成一组等长的时间部分；

6.通过低通滤波器过滤数据并消除超过约2500Hz的频率；

7.使用加窗FFT或者基于小波的方法过滤数据；

8.以频率为x轴并且以强度为y轴绘制PSD图以显示来自数据的峰；

9.通过将数据分块，使用Welch法平滑数据；

10.在Welch法后，检查数据中的峰；

12.对于来自步骤5的单独的等长时间部分组中的每一个，基于(1-f1/f2)×100计算狭窄。

13.消除至少一个单独的等长部分组

14.在消除至少单独的组之后，再次计算狭窄；

15.基于(1-f1/f2)x100提供狭窄值。

其它实施方式涉及用于从颈动脉中的涡旋测量声音的方法，包括：对至少两个传感元件实施第一质量控制程序，其中通过在基座单元内播放预定音调组来实施所述质量控制程序，其中所述至少两个传感元件检测所述音调组并且其中将所述检测的音调与所述预定音调组相比较；对至少两个传感元件实施第二质量控制程序，其中通过检测通过颈动脉的血流并将所述检测的声音与预定声音特征相比较来实施所述第二质量控制程序；和对通过颈动脉中的涡旋所产生的声音检测至少30秒。在该方法中从颈动脉中的涡旋所检测的声音在40Hz至3000Hz之间。在该方法中，另外的步骤(d)包括消除在40Hz至3000Hz的范围以外的来自颈动脉的声音。该方法包括另外的步骤(e)，另外的步骤(e)包括产生来自步骤(d)的声音的功率谱密度图。该方法包括三个传感器箱(sensor pod)。在该方法中，在步骤a中，其中如果相对于频率，所述检测的音调和所述预定音调之间的比较具有大于10％的变化，则需要更换传感元件。在该方法的步骤b中，如果相对于频率，与预定声音特征相比，检测的声音具有大于25％的变化，则需要重新定位传感元件。在某些实施方式中，在该方法中，相对于频率，差异大于100％，则重复步骤a。

另外的实施方式涉及用于测量由于动脉中斑块积累所造成的颈动脉中产生的涡旋的方法，包括：对至少两个传感元件实施第一质量控制程序，其中通过在基座单元内播放预定音调组来实施所述质量控制程序，其中所述至少两个传感元件检测所述音调组并且其中将所述检测的音调与所述预定音调组相比较，其中如果所述音调在频率的10％以内，则质量控制程序通过，其中质量控制失败，则需要更换一个或多个传感元件；对至少两个传感元件实施第二质量控制程序，其中通过检测由通过颈动脉的血流所产生的声音来实施所述第二质量控制程序；其中所述至少两个传感元件检测由通过颈动脉的血流所产生的所述声音，并且将所述检测的声音与先前记录的声音特征相比较，其中声音特征频率的25％以内的所检测的声音表示正确定位，并且其中大于25％的所检测的声音需要重新定位一个或多个传感器；和对通过来自颈动脉中的涡旋的声音所产生的声音检测至少30秒。该方法包括三个传感器箱，其中在步骤(c)中，通过传感器箱同时检测通过来自颈动脉中的涡旋的声音所产生的声音。在该方法中，在步骤(c)中所检测的声音在20至3000Hz之间。

另外的实施方式涉及用于测量颈动脉中涡旋的系统，包括：计算机、能够运行软件的与之连接的微处理器和存储器、软件程序、包含至少一个扬声器的基座单元和包含至少三个传感器箱的阵列，其中所述传感器箱包含适合于检测20Hz至3000Hz范围内的声音的压电单元；其中所述阵列和传感器箱定位在所述基座单元的托架内，并且其中所述软件通过所述至少一个扬声器产生一组预定音调并且其中通过所述传感器箱检测所述预定音调，并且所述软件将检测的声音与所产生的预定音调相比较以确认每个传感器箱精确检预定音调的Hz和振幅的10％以内的所述预定音调；其中将所述阵列和传感器箱置于患者上并且其中将一个传感器箱邻近于心脏放置并且将第二和第三传感器箱邻近于左右颈动脉放置；其中实施第二质量控制程序，其中传感器箱检测来自心脏和颈动脉的声音并且软件将检测的声音与对应于心脏的预定声音组和通过颈动脉中的流体流动所产生的预定声音组相比较；对来自心脏和颈动脉的声音检测30至120秒；以20KHz的采样率将所检测的声音从模拟降采样至数字；和除去40Hz至3000Hz范围以外的数字声音。该方法还包括产生功率谱密度图和在所述图中检测峰的另外的步骤(g)。该方法包括通过计算(1-f1/f2)×100，由所述图中的峰确定狭窄百分比的另外的步骤(h)。

另外的实施方式涉及用于确定人患者中颈动脉狭窄的方法，由以下组成：将包含阵列和三个传感元件的传感放置在患者上的第一步骤，其中将第一传感元件放置在心脏附近并且将其余两个传感元件邻近于颈动脉放置；然后，传感元件测量来自三个传感元件中每一个的声音，导致来自三个通道的声音；其中以模拟测量声音，并通过以20KHz的采样率降采样检测的声音来将声音改变为数字格式；其中维持在20Hz至3000Hz之间的数字声音并实施功率谱密度分析；其中功率谱密度图显示与由于颈动脉中狭窄所产生的涡旋有关的峰；其中所述功率谱密度图提供了颈动脉中狭窄的确定。在另外的实施方式中，该方法包括通过从支持所述阵列的基座上的扬声器播放预定音调来实施质量控制程序；在三个传感元件中的每一个中检测来自扬声器的声音和将检测的声音与预定音调相比较的第一步骤；其中如果每个传感器所检测的声音在预定音调的频率的25％以内，则所述传感元件放置在心脏附近并且邻近于颈动脉。在另外的实施方式中，在该方法中，标识识别任何传感器是否检测大于预定音调的频率的25％的声音。在另外的实施方式中，在该方法中，如果频率大于预定音调的频率的25％，则更换传感器。

在另外的实施方式中，用于检测人患者颈动脉中狭窄的方法，由以下组成：向患者应用三个压电传感器的组，其中所述压电传感器定位在Y形阵列，将第一传感器布置在心脏上并且将其余两个传感器邻近于颈动脉布置在患者颈部的每一侧；同时检测和记录来自三个传感器的声音；通过以20KHz降采样数据将所测量的声音从模拟格式化为数字；在功率谱密度图中将来自20Hz至3000Hz范围的数字声音作图并除去所有其它声音；和基于功率谱密度图的图示确定狭窄水平。

在另外的实施方式中，检测工业流体流动管道中堵塞的方法，包括：将具有听音器的传感器箱放置在所述流体流动管道上；检测通过所述流体流动管道的声音；实施小波分析并除去低于60Hz的低频声音；实施Burg或Welch法或两者以对数据减噪；以频率为x轴和强度为y轴绘制功率谱密度图；在功率谱密度图中计算主要的两个峰；通过计算(1-f1/f2)×100来确定流体流动管道的狭窄。在该方法中，在所述听音器上实施第一质量控制程序，其包括从基座播放预定声音特征；用所述听音器检测所述声音特征；将所述检测的声音特征与预定声音特征相比较；如果所检测的声音和预定声音特征的频率之间的差异为10％或更小，则确认听音器正确工作。

在另外的实施方式中，检测动脉管道中堵塞的方法包括：将具有听音器的传感器箱放置在邻近于所述动脉管道的患者皮肤上；检测通过所述动脉管道的声音；实施小波分析并除去低于60Hz的低频声音；实施Burg或Welch法或两者以对数据减噪；以频率为x轴和强度为y轴绘制功率谱密度图；在功率谱密度图中计算主要的两个峰；通过计算(1-f1/f2)×100来确定流体流动管道的狭窄。在该方法中，所述动脉管道是颈动脉。在方法中，所述动脉管道是冠状动脉。在另外的实施方式中，该方法包括在所述听音器上实施第一质量控制程序，第一质量控制程序包括：从基座播放预定声音特征；用所述听音器检测所述声音特征；将所述检测的声音特征与预定声音特征相比较；如果所检测的声音和预定声音特征的频率之间的差异为10％或更小，则确认听音器正确工作。在另外的实施方式中，该方法包括在所述患者上实施第一质量控制程序，包括用所述听音器检测通过所述动脉管道的流体流动的声音；将所述检测的声音与对应于通过所述动脉管道的预期频率的预定声音特征相比较；如果所述检测的声音识别了对应于所述预期频率的频率，则继续所述检测方法。在另外的实施方式中，在该方法中，所述预期频率在60至260Hz之间。

另外的实施方式涉及用于检测动脉循环系统中狭窄的装置，包括基座和至少一个传感器箱；所述基座包含处理器和扬声器，能够通过所述扬声器播放预定声音；所述传感器箱包括圆形压电帽，压电帽包括顶部和底部、内表面和外表面，在顶部和底部之间具有开口，其中顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件(piezo)；所述压电元件布置在所述开口内，其中圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合的环形和外径并且与所述凸缘的底部接合的印刷电路板；和在内表面上的用于将所述一次性压电组件紧固至组件基座的连接装置的一半。

另外的实施方式涉及用于检测动脉循环系统狭窄的方法，包括：通过从扬声器播放预定声音特征，对传感元件实施自诊断质量控制程序；用所述传感元件检测所述预定声音特征；将所述检测的声音特征与所述预定声音特征相比较；继续第二质量控制程序，其中所述检测的声音在预定声音特征的频率的25％以内，或者如果所述检测的声音大于预定声音特征的频率的25％，则更换所述传感元件；将所述传感元件放置在所关心的动脉上；检测通过所述所关心的动脉的流体流动；检测60至260Hz之间的频率以确认所述传感元件的正确定位；如果未检测到60至260Hz之间的频率，则将所述传感元件移动至不同的位置；一旦检测到60至260Hz之间的所述频率，从所述传感元件采集数据；绘制功率谱密度图；基于(1-f1/f2)×100计算狭窄。该方法还包括在从所述传感元件采集数据后实施小波分析。该方法还包括在小波分析后实施Burg法。该方法还包括在实施Burg法后实施Welch法。在另外的实施方式中，在该方法中，狭窄的计算是大于或小于50％的二元计算(二进制计算，binarycalculation)。

在另外的实施方式中，通过使用包含至少两个听音器的灵敏听音器，本发明可以简化至以下步骤；(1)将所述至少两个听音器邻近于颈动脉放置；(2)通过在2.4kHz至20kHz之间对声音采样，对通过颈动脉的流体流动检测预定时间量；(3)使用小波进行滤波分析；(4)以频率为x轴和强度为y轴，将小波分析的数据绘制成PSD图；和(5)基于PSD中的峰确定狭窄，其中根据(1-f1/f2)×100计算狭窄。

在另外的实施方式中，定量颈动脉中狭窄的方法包括：将第一传感器应用于心脏附近的位置；将第二传感器应用于左颈外动脉附近的位置并且将第三传感器应用于右颈外动脉附近的位置；使用传感器记录来自心脏以及右和左颈动脉的20Hz至3000Hz之间的声学声音；将声学声音转化为数字；通过小波分析对数据减噪；绘制PSD图；基于(1-f1/f2)×100确定狭窄。

用于测量来自颈动脉中涡旋的声音的方法包括：对至少两个传感元件实施第一质量控制程序，其中通过在基座单元内播放预定音调组来实施所述质量控制程序，其中所述至少两个传感元件检测所述音调组并且其中将所述检测的音调与所述预定音调组相比较；对至少两个传感元件实施第二质量控制程序，其中通过检测由心脏和由通过颈动脉的血流所产生的声音实施所述第二质量控制程序；其中所述至少两个传感元件检测由心脏和通过颈动脉的血流所产生的所述声音，并且将所述检测的声音与对应于由心脏和通过颈动脉的血流所产生的声音的先前记录的声音组相比较；和对由心脏所产生的声音以及来自颈动脉中涡旋的声音检测至少30秒；以频率为x轴和强度为y轴绘制PSD；从PSD确定峰；和基于(1-f1/f2)×100计算狭窄。

另外的实施方式包括其中从颈动脉中的涡旋所检测的声音在40Hz至3000Hz之间。另外的实施方式包括消除在40Hz至3000Hz的范围以外的来自颈动脉的声音的另外的步骤(d)。另外的实施方式包括另外的步骤(e)，步骤(e)包括产生来自步骤(d)的声音的功率谱密度图。在另外的实施方式中，使用三个传感器箱以同时检测来自心脏和颈动脉的声音。

在另外的实施方式中，在该方法中，如果相对于振幅或波长，所述检测的音调和所述预定音调之间的比较具有大于5％的变化，则需要更换传感元件。并且另外的实施方式需要其中如果相对于振幅或波长，与先前记录的声音相比，检测的声音具有大于25％的变化，则需要重新定位传感元件。

用于测量由于动脉中斑块积累所造成的颈动脉中产生的涡旋的方法包括：对至少两个传感元件实施第一质量控制程序，其中通过在基座单元内播放预定音调组来实施所述质量控制程序，其中所述至少两个传感元件检测所述音调组并且其中将所述检测的音调与所述预定音调组相比较，其中如果所述音调在振幅和波长的5％以内，则质量控制程序通过，其中质量控制失败，则需要更换一个或多个传感元件；对至少两个传感元件实施第二质量控制程序，其中通过检测由心脏和由通过颈动脉的血流所产生的声音实施所述第二质量控制程序；其中所述至少两个传感元件检测由心脏和通过颈动脉的血流所产生的所述声音，并且将所述检测的声音与对应于由心脏和通过颈动脉的血流所产生的声音的先前记录的声音组相比较，其中基于振幅和波长，在先前记录的声音组的25％以内的所检测的声音确认了正确定位，并且其中大于25％的所检测的声音需要重新定位一个或多个传感器；和对由心脏所产生的声音以及来自颈动脉中涡旋的声音检测至少30秒。

在优选的实施方式中，该方法使用了三个传感器箱，其中通过三个传感器箱在20至3000Hz之间同时检测由心脏所产生的声音和来自颈动脉中的涡旋的声音的检测。

用于测量颈动脉中涡旋的系统包括：计算机、能够运行软件的与之连接的微处理器和存储器、软件程序、包含至少一个扬声器的基座单元和包含至少三个传感器箱的阵列，其中所述传感器箱包括适合于检测40Hz至3000Hz范围内的声音的压电单元；其中所述阵列和传感器箱定位在所述基座单元的托架内，并且其中所述软件通过所述至少一个扬声器产生一组预定音调并且其中通过所述传感器箱检测所述预定音调，并且所述软件将检测的声音与所产生的预定音调相比较以确认每个传感器箱精确检测预定音调的Hz和频率的5％以内的所述预定音调；其中将所述阵列和传感器箱置于患者上并且其中将一个传感器箱邻近于心脏放置并且将第二和第三传感器箱邻近于左右颈动脉放置；其中实施第二质量控制程序15秒，其中传感器箱检测来自心脏和颈动脉的声音并且软件将检测的声音与对应于心脏的预定声音组和通过颈动脉中的流体流动所产生的预定声音组相比较；对来自心脏和颈动脉的声音检测30至120秒；以及以20KHz的采样率将所检测的声音从模拟降采样至数字；和除去20Hz至3000Hz范围以外的数字声音。某些实施方式使用10％、25％或50％以内的频率。

另外的实施方式涉及用于确定人患者中颈动脉狭窄的方法，由以下组成：将包含阵列和三个传感元件的传感放置在患者上的第一步骤，其中将第一传感元件放置在心脏附近并且将其余两个传感元件邻近于颈动脉放置；然后，传感元件测量来自三个传感元件中每一个的声音，导致来自三个通道的声音；其中以模拟测量声音，并通过以20KHz的采样率降采样检测的声音将声音改变为数字格式；其中维持在20Hz至3000Hz之间的数字声音并实施功率谱密度分析；其中功率谱密度图显示与由于颈动脉中狭窄所产生的涡旋有关的峰；其中所述功率谱密度图提供了颈动脉中狭窄的确定。

另外的实施方式涉及用于检测人患者颈动脉中狭窄的方法，由以下组成：向患者应用一组三个压电传感器，其中所述压电传感器以Y形阵列布置，将第一传感器布置在心脏上并且将其余两个传感器邻近于颈动脉布置在患者颈部的每一侧；同时检测和记录来自三个传感器的声音；通过以20KHz降采样数据将所测量的声音从模拟格式化为数字；在功率谱密度图中将来自20Hz至3000Hz范围的数字声音作图并去除所有其它声音；和基于功率谱密度图的图示确定狭窄水平。

另外的实施方式涉及使用具有三个传感器的Y形阵列定量颈动脉中狭窄的方法，由以下组成：将连接至Y形阵列腿部的第一传感器应用于心脏附近的位置；将第二传感器应用于左颈外动脉附近的位置，并且将第三传感器应用于右颈外动脉附近的位置；使用传感器记录来自心脏以及右和左颈动脉的20至3000Hz之间的声学声音；将声学声音转化为数字；从所记录的声音绘制功率谱密度图，并确定颈动脉中的狭窄水平。

另外的实施方式涉及用于检测人患者颈动脉中狭窄的方法，由以下步骤组成：向患者应用一组三个压电传感器，其中所述压电传感器布置在Y形装置上，将第一传感器布置在心脏上并且将其余两个传感器邻近于颈动脉布置在患者颈部的每一侧；测量来自第一传感器和来自第二和第三传感器的声音；将所测量的声音从模拟格式化为数字；从数据除去噪音；在功率谱密度图中对60至3000Hz的声音作图；并基于算法对来自功率谱密度图的数据确定狭窄水平。

另外的实施方式涉及适合于测量颈动脉中涡旋的装置，包括：基座单元、阵列和三个传感器箱；其中基座包括与计算机系统连接的扬声器并且其中阵列为Y形阵列，其在每个分枝上布置了传感器箱；其中每个传感器箱包括能够检测60至3000Hz之间的声音并将其传递至计算机系统的压电单元以用于检测颈动脉中的涡旋。

用于检测狭窄的某些另外的实施方式包含一次性传感器，其包括压电元件(“Piezo”)、帽和接触板。将传感器在一端安装至帽，并且将接触板安装至帽的相对一端，其中帽包括紧固至基座部件的连接机构，其共同限定了传感器箱。

另外的实施方式涉及一次性传感器组件，包括压电传感器、接触板和圆形外壳盖，其具有顶部和底部、内表面和外表面以及延伸通过顶和底侧的中心开口，在顶侧上，在中心开口的内部布置了凸缘，并且其布置以接受围绕所述压电传感器外周的所述压电传感器；底侧接合紧固在凸缘下方的所述接触板；和所述内表面上的锁紧机构的一半。在优选的实施方式中，锁紧机构的一半连接至配对的锁紧机构，迫使与接触板接触并为压电元件供电。然而，一旦需要更换，则快速且容易地取出和更换所述一次性传感器组件。

另外的实施方式涉及一次性传感器箱，包括压电元件、帽、接触板、PCB处理器板和PCB外壳，其中PCB外壳包括紧固至阵列的连接机构，适合于将传感器箱放置在患者上。

另外的实施方式涉及一次性传感器箱，包括一次性传感器组件和一次性传感器基座组件，所述一次性传感器基座组件包括PCB处理器板、PCB外壳、囊形隔膜(diaphragmbellows membrane)、紧固所述囊形隔膜的锁紧机构和锁紧帽，其中提供连接机构以使所述一次性传感器基座组件与阵列装置接合和脱离。

另外的实施方式涉及一次性传感器箱，包括压电元件、帽、接触板、PCB处理器板、PCB外壳、囊形隔膜(DBM)和锁紧帽，其中所述压电元件、帽和接触板紧固至PCB外壳，其迫使接触板和PCB处理器板之间接触，并且在PCB外壳的相对一端上，通过阵列装置中的孔限定DBM，并利用将所述DBM紧固至所述阵列装置的锁紧帽锁紧至所述阵列，其中将DBM通过所述孔布置，以允许一次性传感器箱移动。

另外的实施方式涉及一次性传感器箱，包括囊形隔膜(DBM)，DBM包括顶部、底部和包含凸缘的外缘，和位于所述顶部和底部之间的开口，其中内凸缘围绕所述开口；所述DMB紧固在内和外阵列之间的外凸缘；并且所述内凸缘紧固在锁紧帽和PCB外壳之间；其中一次性传感器组件接合并且选择性接合PCB外壳。在某些实施方式中，一次性传感器组件包括压电传感器、接触板和圆形外壳盖，其具有顶部和底部、内表面和外表面以及延伸通过顶和底侧的中心开口，在顶侧上，凸缘布置在中心开口的内部，并且其布置以接收围绕所述压电传感器外周的所述压电传感器；底侧接合紧固在凸缘下方的所述接触板；和所述内表面上的锁紧机构的一半。在优选的实施方式中，锁紧机构的一半连接至配对的锁紧机构，迫使与接触板接触并为压电元件供电。然而，一旦需要更换，则快速且容易地取出和更换所述一次性传感器组件。

另外的实施方式涉及一次性传感器阵列，包括用于紧固至少两个传感器箱的轨道结构；一次性传感器箱，包括具有用于选择性接合至与所述轨道结构可滑动连接的轨道接合机构的传感器基座；所述一次性传感器箱包括一次性压电传感器和PCB板。在某些实施方式中，所述一次性传感器箱包括囊形隔膜(DBM)，所述DBM包括顶部、底部和包含凸缘的外缘，和位于所述顶部和底部之间的开口，其中内凸缘围绕所述开口；所述DMB紧固在内和外阵列之间的外凸缘；并且所述内凸缘紧固在锁紧帽和PCB外壳之间；其中一次性传感器组件接合并且选择性接合PCB外壳。在某些实施方式中，一次性传感器组件包括压电传感器、接触板和圆形外壳盖，其具有顶部和底部、内表面和外表面以及延伸通过顶和底侧的中心开口，在顶侧上，凸缘布置在中心开口的内部，并且其布置以接收围绕所述压电传感器外周的所述压电传感器；底侧接合紧固在凸缘下方的所述接触板；和所述内表面上的锁紧机构的一半。在优选的实施方式中，锁紧机构的一半连接至配对的锁紧机构，迫使与接触板接触并为压电元件供电。然而，一旦需要更换，则快速且容易地取出和更换所述一次性传感器组件。

另外的实施方式涉及一次性传感器阵列，包括用于紧固至少两个传感器箱的轨道结构；一次性传感器箱，包括具有用于选择性接合至与所述轨道结构可滑动连接的轨道接合机构的传感器基座。另外的实施方式涉及一次性弯曲的传感器垫，其配置以选择性紧固至传感器箱并且它是用于个体患者使用的可更换单元。传感器垫由硅酮样凝胶材料制成并模塑成预定形状，其中预定形状辅助将声波从身体传输至压电元件并且还辅助阻挡外部噪音以防止待分析信号和数据内的碎片和噪音。

另外的实施方式涉及用于确定人患者中颈动脉狭窄的一次性阵列，包括：杆；与杆结合并且限定125°至175°之间的角度的颈部；与杆相对结合至颈部的颈顶；和从颈顶伸出的一对臂，一对臂限定90°至145°之间的角度，并且其中腿和臂的每一个均由柔性材料制成，其配置为弯曲远离其静止状态；并且其中柔性塑料材料赋予使其返回至其静止状态的作用力。另外的实施方式涉及阵列，其中杆和臂限定轨道部分。另外的实施方式涉及阵列，其中臂和杆中的每一个配置为接收传感器箱。

另外的实施方式涉及用于确定人患者中颈动脉狭窄的阵列，其中每个传感器箱包括：配置以结合至臂和杆的外壳；配置以可移动连接至外壳的一次性帽；从一次性帽伸出的隔膜；具有布置在其上的集成电路、可充电电池、弹簧加压接触、输入器和LED状态灯的印刷电路板；配置以接收来自隔膜的振动并将信号输出至印刷电路板的输入器的压电元件；和任选地，配置以对可充电电池感应充电的无线充电线圈。

另外的实施方式涉及用于在作为Y形结构配置的颈动脉传感器中使用的一次性阵列，包括：颈；杆；布置在颈和杆之间的杆顶；与杆顶相对结合至颈的颈顶；结合至颈顶的左和右臂，其中颈和杆通过杆顶连接，使得颈以约165度的角度偏离；其中左和右臂从颈由颈顶基本垂直地延伸，并且其中左和右臂产生钟形形状。另外的实施方式涉及阵列，其中臂和杆中的每一个限定了轨道样结构，其配置以接收传感器箱。另外的实施方式涉及阵列，其中传感器箱包括：配置以结合至臂和杆的外壳；限定以将传感器箱紧固至阵列上的轨道样结构的摩擦活塞；配置以可移动连接至外壳的一次性帽；从一次性帽伸出的隔膜；具有布置在其上的集成电路、可充电电池、弹簧加压接触、输入器和LED状态灯的印刷电路板；配置以接收来自隔膜的振动并将信号输出至印刷电路板的输入器的压电元件；和任选地，配置以对可充电电池感应充电的无线充电线圈。

另外的实施方式涉及一次性压电组件，包括：圆形压电帽，包含顶部和底部、内表面和外表面，其中在顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件；所述压电元件布置在所述开口内，并且圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合的环形和外径并且与所述凸缘的底部接合的印刷电路板；和在所述内表面上用于将所述一次性压电组件紧固至组件基座的连接机构的一半。

另外的实施方式涉及用于连接至阵列的传感器基座，包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有位于所述环的外周上的外凸缘和位于所述环的内周上的内凸缘；所述外凸缘与所述阵列接合，并且所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，具有窄底和宽顶，其中在顶部和底部之间具有开口，窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合。在某些实施方式中，连接机构为磁性直角回转锁紧机构的一半；凹槽、针或螺纹(threading)。

另外的实施方式涉及一次性传感器箱，包括一次性压电组件和传感器基座，所述一次性压电组件包括：圆形压电帽，压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件；所述压电元件布置在所述开口内，并且圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合并且与所述凸缘的底部接合的环形和外径的印刷电路板；和在所述内表面上用于将所述一次性压电组件紧固至所述传感器基座的连接机构的一半；和所述传感器基座，其包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；所述外凸缘与所述阵列接合，并且所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，其具有窄底和宽顶，在顶部和底部之间具有开口，窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合。

另外的实施方式涉及一次性阵列，其包括阵列主体和三个传感器箱；所述阵列主体包括内阵列半和外阵列半，每个内阵列半和外阵列半包含两个臂和颈；和在臂和颈的每一端限定的三个开口；限定的所述开口接收囊形隔膜，其中所述囊形隔膜包括在所述内阵列半和外阵列半之间接收的外凸缘；和一次性传感器箱，包括一次性压电组件和传感器基座，所述一次性压电组件包括：圆形压电帽，压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件；所述压电元件布置在所述开口内，圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合并且与所述凸缘的底部接合的环形和外径的印刷电路板；和在所述内表面上的用于将所述一次性压电组件紧固至所述传感器基座的连接机构的一半；和所述传感器基座，其包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；在所述三个开口中的每一个中，所述外凸缘接合在所述内阵列半和所述外阵列半之间，并且所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，其具有窄底和宽顶，在顶部和底部之间具有开口，所述窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合。

另外的实施方式涉及一次性阵列，包括用于接收至少两个传感器箱的轨道主体；以“C”形限定的所述一次性阵列，其中轨道主体接收传感器，传感器具有接收开口的轨道，并且其中能够通过沿所述轨道滑动所述传感器来将所述传感器在所述阵列上定位。

另外的实施方式涉及可滑动的一次性传感器箱，包括一次性压电组件和接收基座端的轨道，包括布置在阵列轨道结构上的限定的开口；所述一次性压电组件包括：圆形压电帽，压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件；所述压电元件布置在所述开口内，并且圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合并且与所述凸缘的底部接合的环形和外径的印刷电路板；和在所述内表面上用于将所述一次性压电组件紧固至所述传感器基座的连接机构的一半；和所述传感器基座，其包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；在接收基座端的所述轨道中，所述外凸缘接合至锁紧凹槽；并且所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，具有窄底和宽顶，在顶部和底部之间具有开口，所述窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合。

另外的实施方式涉及可滑动传感器箱，包括在顶部和底部之间限定开口的压电帽，所述顶部中布置以通过所述底部接收压电元件并邻近于所述凸缘紧固的凸缘；印制电路接触板，其接合所述压电元件和位于所述压电元件下方的印刷电路板之间的电接触；关节(knuckle)，其在顶部和底部之间具有开口，其中所述顶部开口接收所述印刷电路板并且底部开口接收滑车球(sled ball)；所述滑车球包含具有球形以和所述关节底部中的开口形状相匹配的顶部，和限定以沿阵列轨道滑动的底部；压缩弹簧和压缩垫圈，其接合关节和所述滑车球以使得滑车球移动，以与滑车球成一定角度定向传感器箱。

当在流体流动管道中检测堵塞时，另外的实施方式使用其它质量控制程序和方法以确保装置的准确度。质量控制程序可以是自诊断测试或主动诊断测试。每个质量控制程序本身足以确保装置的正确工作，然而两个程序可以无缝组合以确保装置正确工作和在患者上的正确定位。

质量控制实施方式包括传感器基座，其包括充电部件、扬声器、处理器、至少一个传感器和标识；其中充电部件为置于所述传感器基座上的传感器箱或传感器阵列充电，并且扬声器与处理器接合，其中处理器产生跨过待检测声音的频率和振幅的预定的声音扫频，并通过扬声器播放。置于所述传感器基座上的传感器检测预定的声音扫频和标识，确认通过传感器检测的声音是否在预定的声音扫频的指定容许限度内。标识提供一个信号以指示在容许限度内，并且提供第二信号以指示容许限度失败，因此需要更换传感器。这确保压电元件在通过用于分析的装置检测的范围内正确工作。在某些实施方式中，播放的声音在1-5000Hz之间，其限定了预定声音特征。当传感器通过测试时，传感器制备待用。如果传感器未通过测试，则传感器或基座向用户报警以更换传感器箱或一次性压电组件。

另外的实施方式涉及在传感器上实施自诊断测试的方法，包括具有扬声器和处理单元的基座、包含压电单元的至少一个传感器和至少一个标识，该方法包括：从所述扬声器播放预定声音特征；用所述传感器检测所述声音特征；处理所述检测的声音并将所述检测的声音与所述预定声音相比较；如果检测的声音在频率和强度方面偏离预定声音大于25％，则指示传感器失败；如果检测的声音在预定声音的频率的25％以内，则指示正确工作，其中传感器准备就绪。当指示为传感器失败时，则将需要更换传感器并再次运行自诊断测试。在某些实施方式中，频率和强度两者均在容许限度内，例如，预定声音和强度的25％。

在某些实施方式中，可以在运行自诊断测试之后立即运行主动诊断测试，其中主动诊断测试是用于确定传感器正确工作的方法，包括：将传感器置于患者上；从患者检测声音；将来自所述患者的所述检测的声音与预先确定的特征相比较；其中如果检测的声音在预先确定的特征的频率的25％以内，则指示传感器正确工作，并且如果在频率的25％以外，则指示失败。

在某些实施方式中，可以在运行自诊断测试之后立即运行主动诊断测试，其中主动诊断测试是用于确定传感器正确工作的方法，包括：将传感器置于患者上；从患者检测声音；将来自所述患者的所述检测的声音与预先确定的特征相比较；其中如果检测的声音在预先确定的特征的频率和强度的25％以内，则指示传感器正确工作，并且如果频率和强度两者在该范围以外，则指示失败。

在某些实施方式中，可以在运行自诊断测试之后立即运行主动诊断测试，其中主动诊断测试是用于确定传感器正确放置和工作的方法，包括：将传感器置于患者上；从患者检测声音；将来自所述患者的所述检测的声音与预先确定的特征相比较；其中如果检测的声音在预先确定的特征的频率的25％以内，则指示传感器正确工作，并且如果在该范围以外，则指示失败。其中所述传感器包括至少三个标识，第一标识表示正确工作，第二标识表示失败，并且第三标识表示不正确位置，其中当频率偏离预先确定的特征的25-50％之间时，开启不正确位置标识，其中将传感器再定位直至第一标识显示。在某些实施方式中，如果在30秒内第一标识不显示，则开启失败(第二)标识。在某些实施方式中，第一标识为绿色，第二标识为红色，并且第三标识为黄色。

在某些实施方式中，患者上的主动诊断测试的声音特征是听到“心跳声”，如多普勒仪听到的“扑通声”。该声音容易辨别，并因此可以检测和传输、放大、并通过底座扬声器播放该声音以向患者和技术人员指示系统正在工作。此外，由于这是非常好辨别的声音，因此它可以使患者放松并熟悉该声音，并以最低或降低的焦虑完成该测试。

在其它实施方式中，声音特征寻找通过特定动脉系统的流动声。例如，通过颈动脉的流动包括60-260Hz之间的至少一个声音特征。如果装置未获取该声音，则它不在颈动脉上或者颈动脉是高度狭窄的。因此，当测试颈动脉时，这可以是适合的声音特征。即使当这是正在使用的特征时，仍播放或指示另一种声音如心跳声可能是适合的。

另外的实施方式涉及主动质量控制方法，该方法包括：将传感器置于身体上，检测声音，将检测的声音与声音特征相比较，如果检测的声音在声音特征的预先确定的容许限度以内，则继续开始测试；如果检测的声音与预定声音特征相差25至50％之间，则重新布置传感器，如果检测的声音与预定声音特征相差大于50％，则重新启动自诊断测试。在某些实施方式中，仅检测频率并用于确定声音特征，因为患者差异和环境可以引起更大的差异，其可能增加错误读取。因此，在每个实施方式中，可以使用频率和强度两者或仅使用频率用于确定声音特征。

在某些实施方式中，如果传感器需要重新布置，则可以亮起第三标识，并且在重新布置之后，如果检测到声音变化，则另一标识将亮起，第一和第三标识，则表示位置较好，或者第二和第三标识亮起，则表明位置较差。这帮助将传感器重新布置到正确位置直至仅第一标识亮起。

用于确定传感器箱在患者上的正确位置的方法，包括：对传感器箱实施第一诊断测试，其中使用检测系统实施所述第一诊断测试，检测系统包括具有托架的基座单元、至少两个传感器箱、显示器和至少一个报警机构；其中，当传感器箱处于基座单元托架中时，实施基座单元质量控制程序以确认传感器箱正确工作。在确认每个传感器箱正确工作之后，将装置放置在患者上，其中实施主动质量控制程序。将主动质量控制程序运行5至30秒，其中每个传感器箱与系统的计算机实时通讯以确保每个传感器箱在测量正确的声音。其中系统提供了满足质量控制程序的声音或可视通知，或者其中系统识别出未正确放置的一个或多个传感器箱。其中系统然后向未正确放置的任何传感器箱提供报警。其中提供可视或声音机构以提供关于每个传感器箱正确位置的实时反馈，并且其中一个实施例为不正确位置提供红灯以及为正确位置提供绿灯。

另外的实施方式涉及上述方法，其中还可以在系统中包含另外的声音或可视报警或机构以帮助在患者身上放置传感器箱。

另外的实施方式涉及主动质量控制程序，其中患者上的传感器箱质量控制步骤提供了每个传感器箱的正确放置的快速实时反馈以确保传感器箱快速且可靠的定位，以及确认对患者狭窄的快速、准确和精确检测和确定。

用于确定传感器箱在患者上正确放置的方法包括：对装置实施第一质量控制程序，其中所述装置包括基座单元、至少两个传感器箱、执行适当软件的计算机系统和显示器；其中第一质量控制程序从内置在所述基座单元内的扬声器产生音调并且其中所述传感器箱中的每个测量声音并将所测量的声音与预定测量实时比较；其中如果所述声音在预测测量的5％以内时，则确定传感器箱满足质量控制；对所述传感器箱实施第二质量控制程序，其中所述传感器箱测量患者上的声音；其中一旦接合，系统检测来自传感器箱的声音并将检测的声音与基于流体流动管道预测的声音实时比较；并且其中当所述传感器箱未检测到预测声音时，所述方法提供了声音或可视报警，表明传感器箱的不正确定位。

另外的实施方式涉及确认医疗装置在患者上的正确位置的方法，包括：实施第一质量控制程序以确保传感器箱工作，其包括播放预定声音组并将预定声音与检测的声音相比较；在从患者检测声音同时实施第二质量控制程序，其中测试将检测的声音与通常存在于特定动脉或所关心的管道的检测中的声音相比较；和引发报警，其中检测的声音不满足预测的声音，或者如果检测的声音符合预测的声音，则引发批准。

另外的实施方式涉及确定用于更换传感装置的适合时间的基座单元，其中所述基座单元包括连接至数据库系统的执行软件的计算机、充电单元和扬声器，其中软件通过扬声器播放预定音调组并且其中置于所述基座单元内的传感器箱检测并显示所检测的声音，将检测的声音与通过扬声器播放的预定音调组相比较；其中在少于50个质量控制轮次后，或者在其中传感器箱偏离预测声音大于10％的两个质量控制轮次后，确定传感器箱的更换。

另外的实施方式涉及确定更换声学传感壳的方法，包括实施基座单元和至少一个传感器箱的质量控制测试，其中所述基座单元包括连接到数据库系统的执行软件的计算机和扬声器，其中通过扬声器播放预定音调组并且其中置于所述基座单元内的传感器箱检测所检测的声音，并将所检测的声音与通过扬声器播放的预定音调组相比较。其中对于振幅和频率，所检测的声音与预定声音相差小于10％时，确定传感器箱正确工作；和如果在该容许限度以外，则确定更换。在某些实施方式中，在预定数量的质量控制轮次之后，传感器箱将自动指示更换。例如，在25、50、75或100轮次，将需要或指示更换传感器箱。

用于确定传感壳在患者上正确放置的方法包括：将传感壳在患者上邻近于所关心的区域放置；检测来自所关心的区域的声音；将所检测的来自所关心的区域的声音与预定声音特征相比较；如果就频率而言，与声音特征相比，所述比较在检测的声音的25％以内，则指示正确放置；如果所述比较大于检测的声音和声音特征之间的变化的25％，则指示不正确放置；在所述患者上移动所述传感壳直至指示正确放置。产生第二标识，如果对于声音特征和检测的声音的变化％，放置比先前位置更好或更差，则提供指示。

用于确定传感壳在患者上正确放置的方法包括：将传感壳在患者上邻近于所关心的区域放置；检测来自所关心的区域的声音；将所检测的来自所关心的区域的声音与预定声音特征相比较；如果就频率和振幅两者而言，与声音特征相比，所述比较在检测的声音的25％以内，则指示正确放置；如果所述比较大于检测的声音和声音特征之间变化的25％，则指示不正确放置；在所述患者上移动所述传感壳并检测第二声音，将所述第二声音与所述预定声音特征相比较；并且其中变化大于75％时，指示更换所述传感器箱。

用于确定传感器箱在患者上正确位置的方法包括：对传感器箱实施第一诊断测试，其中使用自诊断测试实施所述第一诊断测试，其包括基座单元，基座单元具有接收所述传感器箱的托架、扬声器、处理单元、显示器和至少一个标识；其中传感器箱在基座单元托架中接合并且从扬声器播放预定音调组并对预定时间组的频率的25％以内的容许限度与预定音调组相比较；确认每个传感器箱在所述25％容许限度内的正确工作；将所述传感器箱放置在患者上的第一位置，其中实施主动质量控制程序；检测来自患者的声音并将检测的声音与预期声音特征实时比较，其中当检测的声音在预期声音频率的25％以内时，指示正确位置；和其中如果所述检测的声音不在预期声音频率的25％以内时，系统提供第二标识。该方法还包括如果传感器不在预期声音频率的25％以内，则将传感器箱移动至第二位置。在该方法中，还可以在系统中包含另一种声音或可视报警或机构以帮助在患者身上放置传感器箱。在该方法中，一组标识识别第二位置是更接近于所述第一位置的25％的容许限度还是远离25％的容许限度。在该方法中，容许限度为10％。

确认医疗装置在患者上正确位置的方法包括：实施第一质量控制程序以确保传感器箱工作，包括播放预定声音组，检测所述预定声音组以产生第一检测的声音，并将预定声音与第一检测的声音相比较；通过检测来自患者的第二检测的声音来实施第二质量控制程序，其中第二质量控制程序将第二检测的声音与对应于特定动脉或所关心的管道的预定声音特征相比较；和引发报警，其中第二检测的声音不满足预定声音特征，或者如果第二检测的声音在预定声音特征的预定容许限度内，则引发批准。在该方法中，容许限度为25％。在权利要求6的方法中，在第一装置中，比较需要25％的容许限度来移动至第二步骤。

用于对至少一个传感壳实施自诊断质量控制方法的基座单元；所述基座单元包括连接至数据库系统的执行软件的计算机、充电单元和扬声器，其中软件通过扬声器播放预定音调组并且其中置于所述基座单元内的传感器箱检测并显示所检测的声音，将检测的声音与通过扬声器播放的预定音调组相比较；其中在少于50个质量控制轮次后，或者在其中传感器箱偏离预测声音大于10％的两个质量控制轮次后，确定传感器箱的更换。

确定更换穿戴单元的方法包括实施至少一个传感器箱的质量控制测试，包括将所述传感器箱置于基座单元上，其中所述基座单元包括连接至数据库系统的执行软件的计算机、充电单元和扬声器，其中软件通过扬声器播放预定音调组并且其中置于所述基座单元内的传感器箱检测并在显示器上显示所检测的声音，将检测的声音与通过扬声器播放的预定音调组相比较；并确定是否更换所述传感器箱，其中在少于50个质量控制轮次后，或者在其中传感器箱偏离预测声音大于10％的两个质量控制轮次后，确定传感器箱的更换。

用于对听音器实施质量控制程序的方法包括：具有至少一个传感元件的听音器和基座，所述基座包括至少一个扬声器和能够通过所述扬声器播放预定音调组的处理单元；通过所述扬声器播放预定音调组；在所述至少一个传感元件中检测所述预定音调；将预定音调与检测的音调相比较；提供预定音调在检测的音调的预定容许限度内的标识并且如果检测的音调在所述容许限度内，指示批准，并且拒绝检测的音调在所述容许限度以外；将所述传感元件在患者上邻近于颈动脉布置；检测来自颈动脉的声音；将来自颈动脉的声音与预定颈动脉声音相比较；提供来自颈动脉的检测的声音在预定容许限度内的通知，或者如果检测的声音在预定容许限度以外，则提供拒绝；当检测的声音在预定容许限度内时，检测来自颈动脉的声音并存储用于处理所述声音。在该方法中，标识或通知选自音调、灯、可视或声音指示。在该方法中，在基座单元、传感器箱、阵列或其组合上提供标识或通知。在该方法中，标识和通知是相同的。在该方法中，另外的步骤包括如果提供拒绝，则更换所述传感元件，并且重新启动质量控制程序。在该方法中，另外的步骤包括如果提供通知，则更换所述传感元件，并且重新启动质量控制程序。

用于确定听音器正确工作和放置的系统，包括：包含扬声器、计算机执行的存储器和处理器的基座单元以及包含至少一个传感元件的听音器；其中所述系统从所述扬声器产生音调并且其中所述至少一个传感元件检测来自所述扬声器的所述音调并提示所述处理器传感元件是否在检测在所产生的音调的真实频率的25％以内的所述音调。

在狭窄检测装置上实施诊断测试的方法；所述狭窄检测装置包括与处理器电学通信的至少一个传感元件；和与所述处理器电学通信的基座单元；所述基座单元包含扬声器和存储器；从所述扬声器播放预定音调组；通过所述传感元件接收所述预定音调组；在所述处理器中处理所述接收的音调并将所述接收的音调与所述预定音调组相比较；如果所述接收的音调在所述预定音调组的频率的25％以内，则指示所述诊断测试成功；如果所述接收的音调大于所述预定音调组的频率的25％，则指示所述诊断测试失败；以及更换所述传感元件并重新启动所述质量控制测试；一旦指示成功，将所述狭窄检测装置放置在患者上；检测来自所述患者的声音；将所述检测的音调与预定指纹相比较；并且如果对于频率，所述比较在所述预定指纹的25％以内，则指示成功；并且如果对于频率，所述比较在所述预定指纹的25％以外，则指示失败；在所述患者上移动所述传感装置直至在所述患者上指示成功；并且一旦在所述患者上指示成功，则开始从所述患者采集数据。在该方法中，传感元件为压电元件。

其它实施方式涉及在传感器上实施质量控制过程的方法，其包括：邻近于患者皮肤表面放置传感器，传感器包括用于检测皮肤表面下方产生的波的压电元件；用传感器检测波；将检测的波与对应于正在测试的皮肤表面区域的预定声音指纹相比较；如果检测的波在声音指纹的预定容许限度内，则确定压电元件正在工作；如果检测的波在容许限度以外，则更换压电元件；和如果检测的波在预定容许限度内，则继续从患者采集数据样本。

另外的实施方式涉及由两个部件，内部阵列和外部阵列组成的Y形阵列，包含三个开口，每个位于Y形分枝的各端；所述阵列由足以降低由阵列运动所产生的环境噪音的减音材料制成；为所述Y形阵列配置三个传感器，每个传感器位于三个开口的每个中；囊形隔膜，其具有环形，所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；所述外周在每个开口中的所述内部和外部阵列之间挤压；传感器基座，其配置具有锁紧凹槽以接收所述基座外壳和锁紧帽之间的内凸缘；和处理板；为所述基座外壳配置一次性传感器组件，其包括安装在压电帽的凸缘上的压电传感器并且包括所述压电帽和所述外壳之间的连接机构。

另外的实施方式涉及具有轨道样器件(feature)的C-形轭(yoke)，其能够将两个或更多个传感器箱紧固至所述轨道样器件，其中通过所述传感器箱中的每个的基座中的轨道开口紧固所述传感器箱。

另外的实施方式涉及阵列，其包括阵列主体和三个传感器箱；所述阵列主体包括内阵列半和外阵列半，每个内阵列半和外阵列半包含两个臂和颈；和在所述臂和颈的每一端限定的三个开口；限定所述开口以接收囊形隔膜，其中所述囊形隔膜包括接收在所述内阵列半和外阵列半之间的外凸缘；和一次性传感器箱，其包括一次性压电组件和传感器基座，所述一次性压电组件包括：圆形压电帽，压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在所述顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件；所述压电元件布置在所述开口内，并且圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合的环形和外径并且与所述凸缘的底部接合的印刷电路板；和在所述内表面上用于将所述一次性压电组件紧固至所述传感器基座的连接机构的一半；和所述传感器基座，其包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；在所述三个开口中的每一个中，所述外凸缘接合在所述内阵列半和所述外阵列半之间，并且所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，其具有窄底和宽顶，在所述顶部和底部之间具有开口，所述窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和所述顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合。

另外的实施方式涉及被动减噪传感器箱，包括一次性压电组件和传感器基座，所述一次性压电组件包括：圆形压电帽，压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件，和围绕圆形压电帽开口顶部布置的减噪挡板，从而产生围绕用于检测狭窄的表面的第二密封；所述压电元件布置在所述开口内，其中所述圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与所述开口内部配合的环形和外径并且与所述凸缘的底部接合的印刷电路板；和在所述内表面上用于将所述一次性压电组件紧固至所述传感器基座的连接机构的一半；和所述传感器基座，其包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；在所述三个开口中的每一个中，所述外凸缘接合在所述内阵列半和所述外阵列半之间，并且所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，其具有窄底和宽顶，在所述顶部和底部之间具有开口，所述窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和所述顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合。

另外的实施方式涉及主动消音方法，包括：将第一传感器邻近于皮肤表面放置，以及将第二传感器远离所述皮肤表面放置；同时在所述第一和第二传感器中检测声音；将所述声音从模拟处理为数字，并将来自所述第一传感器的所述数字声音减去来自所述第二传感器的所述数字声音。

另外的实施方式涉及主动消音方法，包括：将第一传感器邻近于皮肤表面放置，将第二传感器远离所述皮肤表面放置；同时在所述第一和第二传感器中检测声音；处理所述第二传感器中接收到的声音并将所述声音相移180度并发出成比例的相移声音。

另外的实施方式涉及对从传感器采集的数据减噪的方法，包括从第一传感器接收模拟数据；放大所述模拟数据；将模拟数据转化为数字；通过除去1-70Hz范围内的声音实施小波分析。

另外的实施方式涉及对从传感器采集的数据减噪的方法，包括从第一传感器接收模拟数据；放大所述模拟数据；将所述模拟数据转化为数字；通过除去1-70Hz范围内的声音进行小波分析；实施选自由Burg法、Welch法或其组合组成的组的方法，并产生功率谱密度。

另外的实施方式涉及降低传感器所接收的噪音的方法，包括：将传感器邻近于患者皮肤表面放置；其中所述传感器包括一次性压电组件和传感器基座，所述一次性压电组件包括：圆形压电帽，压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在所述顶部和底部之间具有开口，并且顶部的开口大于底部的开口；布置在所述开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件，和围绕圆形压电帽开口顶部布置的减噪挡板，产生围绕用于检测狭窄的表面的第二密封；所述压电元件布置在所述开口内，其中圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与开口内部配合的环形和外径并且与所述凸缘的底部接合的印刷电路板；和在所述内表面上用于将所述一次性压电组件紧固至所述传感器基座的连接机构的一半；和所述传感器基座，其包括囊形隔膜、印刷电路板外壳、印刷电路板和帽；所述囊形隔膜为环形，其具有所述环的外周上的外凸缘和所述环的内周上的内凸缘；在所述三个开口中的每一个中，所述外凸缘接合在所述内阵列半和所述外阵列半之间，以及所述内凸缘接合在所述帽和所述印刷电路板外壳之间；所述印刷电路板外壳包括钟形，其具有窄底和宽顶，在顶部和底部之间具有开口，位于所述窄底上与所述内凸缘接合的锁紧凹槽；和所述顶部顶端上的连接机构；所述印刷电路板与所述开口内部配合；将第二传感器远离所述皮肤表面放置；同时在所述第一和第二传感器中检测声音；将所述声音从模拟处理为数字，并将来自所述第一传感器的所述数字声音减去来自所述第二传感器的所述数字声音。

在另外的实施方式中，采用上述降低传感器处噪音的方法并且进一步通过从第一传感器接收模拟数据；放大所述模拟数据；将所述模拟数据转化为数字；通过除去1-70Hz范围内的声音实施小波分析。在另外的实施方式中，还使所述数据经受Burg法、Welch法或两者。

另外的实施方式涉及用于从数据样本消除噪音的方法，包括被动噪音消除、主动噪音消除和基于软件的过滤过程；所述被动噪音消除包括从压电传感器采集数据，所述数据是通过围绕所述压电传感器并与要采样的表面形成连接的噪音衰减材料分离的声音；在包括膜的装置上分离所述压电传感器；所述主动噪音消除包括使用邻近于所述压电传感器的第二传感器检测环境声音并从所述数据中减去由所述第二传感器检测的所述环境声音；对所述数据实施小波分析；和实施选自由Burg法、Welch法及其组合组成的组的方法。在该方法中，所述膜为囊形隔膜。在该方法中，所述囊形隔膜为环形，其具有外周和内周；以及所述外周上的外凸缘和位于所述内周上的内凸缘。在该方法中，所述内凸缘连接至包含所述压电传感器的传感器箱。

另外的实施方式涉及确定狭窄的方法，包括基于小波的新的数据自适应滤波器，其通过滤出不希望的声音频率如输入信号中的背景噪音来改善确定通过压电单元所测量的特定声音的能力。除去输入信号中的背景噪音的方法是非常复杂的和具有挑战的。噪音源多种多样。可以通过我们高度工程化和灵敏的传感器来防止一些噪音。其它噪音是不可避免的，如人声或进行记录的室内的环境声音。这类噪音是固定的，但是检测非固定的声音如患者运动或者与呼吸、打喷嚏或咳嗽有关的意外中断是更具挑战的的。因此，已研究了多种方法并且小波仍是用于滤出不希望的声音频率的有效工具，并且在分析了数千个人动脉声音数据样本之后，已通过识别一类小波实现了我们的目标，对于基于快速傅里叶变换提取所需的声谱用于定量部分堵塞的动脉的程度或百分比的下一步程序，所述小波非常有效地工作以对信号减噪。

另外的实施方式涉及阵列，包括一次性传感器垫、一次性压电组件，其中所述装置能够与用于实施自诊断质量控制程序的基座装置通讯；其中使用所述一次性压电组件从流体流动管道中收集数据并且其中基于所述数据，可以计算所述流体流动管道的堵塞百分比。

传感器装置，包括具有质量控制机构的基座和能够对所检测的样本减噪的处理器。

传感器装置包括用于实施质量控制程序的组件；用于指示质量控制程序的标识；包括用于被动防止环境噪音达到所述传感器箱的减噪挡板的传感器箱；主动噪音消除组件；包括测量环境声音的平行传感器；和用于从采集自所述传感器箱的数据确定流体流动管道中堵塞的处理器。

附图说明

图1描绘了环形涡旋。

图2描绘了环形涡旋。

图3描绘了环形涡旋。

图4描绘了环形涡旋。

图5描绘了环形涡旋。

图6描绘了传感器阵列和压电元件壳的部分分解图。

图7描绘了传感器阵列和压电元件壳的分解图。

图8A和8B描绘了具有隔膜的压电元件壳的分解图。

图9描绘了具有连接的压电元件壳的传感阵列的多个视图。

图10描绘了隔膜在压电元件壳上的运动。

图11描绘了人上的传感器阵列。

图12描绘了隔膜压电元件壳的侧视图和截面图。

图13描绘了后颈传感器阵列和两个连接的可滑动传感器箱。

图14描绘了后颈传感器阵列和两个连接的可滑动传感器箱的前视图。

图15描绘了图8和9的替代视图。

图16描绘了替代性传感器阵列和紧固在阵列上的传感器箱，以及一些一次性部件的部分分解图。

图17描绘了在阵列上具有滑动机构的传感器箱的分解图。

图18描绘了可滑动传感器箱的横截面图。

图19描绘了具有销底座(pin mount)的一次性传感器箱。

图20为不具有阵列的两个压电元件的视图。

图21为不具有阵列的压电元件的侧视图。

图22描绘了具有弯曲、凹形压电元件的传感器垫。

图23描绘了凹形压电元件。

图24描绘了非对称的传感器垫。

图25描绘了基座。

图26是基座上的阵列。

图27描绘了具有连接的标识的传感器箱的实例。

图28详细描绘了质量控制过程的流程图。

图29详细描绘了样本GUI。

图30详细描绘了指示在测试之后的灯标识的实例。

图31详细描绘了主动质量控制程序的流程图。

图32描绘了具有“耳罩”样结构的被动消除装置，以阻挡环境噪音进入传感器。

图33A描绘了从所接收的信号减去环境噪音的电子视图。

图33B描绘了从信号减去环境噪音的流程图。

图33C描绘了有效噪音消除过程的流程图。

图34A描绘了双重压电组件。

图34B描绘了平行压电组件。

图34C描绘了阵列上的麦克风。

图34D描绘了基座上的麦克风。

图34E描绘了小车上的麦克风。

图35描绘了具有声音衰减材料的传感器箱组件。

图36、37和38描绘了使用单模块36有线、37无线的流程图数据采集以及使用来自多个模块的38无线的流程图数据采集。

图39描绘了显示频率图的图。

图40描绘了来自三个通道的某些原始数据。

图41描绘了10秒通道图。

图42描绘了PSD周期图。

图43描绘了Welch功率谱密度估计。

图44描绘了Welch法的其它数据图。

图45描绘了平滑的Burg法。

图46描绘了反射系数。

图47描绘了减噪前的PSD。

图48描绘了减噪前的PSD。

图49描绘了减噪前的PSD。

图50描绘了Burg功率谱密度估计。

图51描绘了减噪后的参数化PSD，其描绘了峰。

图52描绘了动脉中代表性扰动。

具体实施方式

参考所述的和在以下那些实施例的描述中说明的非限制性实施方式和实施例，更全面地解释了本发明的实施方式及其多个特征和优势。可以忽略对熟知组件和技术的描述以避免混淆本发明。本文所使用的实施例仅旨在有利于理解可以实践本发明的方式并且进一步使本领域技术人员能够实践本发明。因此，不应将本文所述的实施例和实施方式视作对本发明范围的限制，所述范围由所附权利要求限定。

除非在上下文中明确需要，否则如本文所使用的，术语如“一个”、“一种”和“该”包括单数和复数对象。

本文引用的所有专利和专利公开以其全部内容完全作为参考并入本文。任何专利公开的引用是对于其在提交之日之前的公开，并且不应视为是对这些专利公开是现有技术或者由于在先发明而不授权本发明从而使这些专利公开在先的承认。

实施方式考虑了用于确定流体流动血管中堵塞的装置、系统和方法。为了可靠地确定流体流动，我们需要确定装置的部件正确工作，是清洁且卫生的，布置在用于检测的正确位置上。此外，该装置需要被动防止环境噪音进入传感装置。然而，主动噪音消除策略还可以消除环境噪音。最后，可以使用处理策略以过滤所采集的数据并使其与用于确定流体流动血管中堵塞的可用数据包分开。

对于多种情况，流体流动血管包括动脉循环系统，例如颈动脉，但是还包括心脏动脉，冠状动脉。然而，还可以使用本文所述的装置和方法评价流过工业管道的流体。

检测的环形涡旋的描述

图1为环形涡旋的侧视图，其显示了核心的旋转、核心中心运动速度(u’)以及涡旋的直径(d)。在颈动脉中，涡旋的直径最初等于狭窄区的直径。这之后是第二区，其中直径等于动脉内径。需注意，与整个环的半径相比，核心较薄。在核心内部，如图1所示，血液分子以围绕核心中心的圆形或近圆形(椭圆形)运动旋转。离中心较远的血液分子比接近中心的分子以更高的速度旋转。这类似于硬盘。转动运动是相干的(coherent)，其维持相同的角速度而在距中心不同距离的颗粒之间无摩擦。这种固体样运动消除了内部摩擦耗散力，如果存在，它们将非常快速地减弱旋转能。在这种情况下，涡旋将不会移动太远，在较短的运动距离内转变成完全湍流。

随着它们向下游移动，在它们之间以等于它们直径的距离彼此等距产生环形涡旋，如图2所示，其显示一旦空气从长管中离开，则环形涡旋形成。在该熟知的实验中，由于圆柱内活塞的运动，从圆柱吹动空气。随着空气以足够的速度离开圆柱，在刚出现的空气中形成环形涡旋，并且对于它们移动的整个距离，所述环形涡旋在相邻涡旋之间保持在相同直径和距离。随后，它们将分散成较小的旋涡，其被称为完全湍流。随着环形涡旋经过气焰，环形涡旋核心内的高速空气将吹熄气焰。空气环形涡旋足够稳定以移动各个环之间距离的10-20倍的距离。圆柱上方和下方的箭头显示由于不含有壁，因此当空气离开圆柱时，它延伸开来。然而，环的直径不随它们向气焰的移动而增加。在颈动脉内，介质是血液而不是空气，但是如果雷诺数相同，则行为相同。在动脉中，血液不能自由扩大超过动脉尺寸，然而，血流中涡旋的尺寸保持与孔口(狭窄)开口相同的直径，即使动脉的尺寸大于涡旋的直径。在示出空气中涡旋的图2中，涡旋的尺寸为大于圆柱开口尺寸的小百分比。在其中流体限制在动脉尺寸内而不能自由扩大的血流中，涡旋的尺寸与从动脉狭窄截面出现的射流的尺寸相同。需注意，最近形成的涡旋在距孔口约一个涡旋直径的距离处。置于涡流侧的麦克风将测量处于在麦克风前方涡旋通过的频率所提供的频率的声音。由于环内分子的快速运动是高度组织化，即非随机的，其导致在每个单个涡旋环的表面上产生低压，因此通过涡旋产生声音。处于涡旋环表面处的这种低压之后是处于涡旋环之间的高压，其导致声音被传输至麦克风。这与血管内环形涡旋通道中所发生的原理相同[Mollo-Christensen,Kolpin,andMarticcelli,“Experiments on jet flows and jet noise far-field spectra anddirectivity patterns,”Journal of Fluid Mechanics 1964,Vol.18,Iss.2,285-301]。需注意，在垂直于环形涡旋运动的方向沿动脉轴产生声音。

在图3中，[Johansen 1930,“Flow through pipe orifices at low Reynoldsnumbers,”Proceedings of the Royal Society A,vol.126,231-245”中的图8]是低于临界值的血流照片。该雷诺数(RE)等于vD/η＝600，其中v为血液流速，D为动脉直径，并且η为血液动力学粘度(等于0.035cm^2/s，在人体温度)。流动为从左至右。注意由于在心动周期的舒张期和收缩的后期部分中，血液速度过低，因此尚未形成环形涡旋。然而，存在在RE低于临界值时发生的小条纹，但是涡流环尚未形成。

在RE小于800或者大于2100时，未形成环形涡旋。在仍保持低于800时，越接近800，则观察到约接近线状的运动，如图3所示。在大于2100时，涡旋破裂成具有随机取向的小旋涡[Johansen 1930]。图4，[Becker&Massaro,“Vortex evolution in a round jet”Journal of Fluid Mechanics 1968,vol.31,part 3,435-448”的图5，2号]显示了从孔口出现的三个环形涡旋。注意到在仅三个环形涡旋之后，没有限制壁的环形涡旋分解成小旋涡。还注意到，环形涡旋的直径保持恒定并且相邻涡旋之间的距离等于单个涡旋的直径。

图5，[Johansen 1930，图8]显示当RE为1000(其大于形成环形涡旋的临界值)时，血液流型包括环形涡旋。血流从左到右，从较小直径涡旋至较大直径涡旋的过渡区以小于两个较大涡旋之间的距离快速发生。所有涡旋(大的或小的)的中心以相同速度移动。我们称为第一区域，其具有较小直径的涡旋，区域I。我们将较大涡旋的区域称为区域II。区域III在区域II之后，其中涡旋分解成小旋涡。由于区域I中的涡旋相互之间更靠近，因此产生了比在它们之间具有较大距离的较大涡旋(其产生较低的声频，f1)所产生的声频更高的声频，我们称之为f2。小涡旋的直径与狭窄区直径相匹配。大涡旋的直径与非狭窄区中血管的直径相匹配。两个频率的比率与直径的比率相同，由此可以确定狭窄百分比。当采用两个频率的比率时，消除一位患者与另一位患者在动脉直径、血液速度、血液粘度、温度及其它变量之间的差异。在每个心脏循环中，在收缩期间速度升高至临界值以上，而在舒张期间降低至临界值以下。在收缩期峰值流速(PSV)，颈内动脉(ICA)的典型值在速度64-77cm/s的范围内，并且.511cm(男性)至.466cm(女性)之间的ICA直径获得了等于852(男性)和1124(女性)的RE，正好在ICA中产生环形涡旋流动的范围内。另外，仅在心搏周期的收缩部分的减速阶段期间出现环形涡旋，其在收缩期峰值流速时刻之后。使用Becker and Massaro[1968,pg446]所提供的公式，f*d/v＝0.0122*Sqrt(RE)，其中v为血液速度，d为涡旋直径，且f为在放置在动脉上的麦克风处所观察到的观察频率。在50％狭窄时，该方程的解的典型值得到f1＝178Hz和f2＝356Hz，这与Becker and Massaro[1968,pg 446]也引用的其它作者的方程类似，其得到f1＝236Hz和f2＝472Hz。在50％狭窄时，对于两个峰，不同的患者可以具有不同的频率值，但是它们将以相同的比例保持。

如果在PSD中未出现f1(60至260Hz之间)，则从狭窄区出现的流体中存在用于涡旋到达区域II的能量不足，在该区域出现处于较低频率的较大涡旋。这表示动脉严重狭窄。如果不存在f2，则存在狭窄量不足以产生较小的涡旋(区域I)，这表明低狭窄水平(低于15％)，如Khalifa and Giddens所报道的[“Characterization and evolution ofpoststeotic flow disturbances,”Journal of Biomechanics 1981.Vol.14,No.5,pg292]，其报道由于狭窄所造成的面积减小小于25％(其对应于直径减小13％)，则未获得信号。如果不存在f1也不存在f2，则表明存在接近堵塞水平的狭窄，因为当速度足以产生800至2100之间的RE，也不可以产生涡旋。

为了测量大环形涡旋，我们需要确保我们所使用的装置含有适当无菌和工作元件。本文描述了一些一次性部件，用于确定这些元件正确工作的方法，和用于从数据样本中消除和降低噪音以准确且有效测量和定量动脉循环系统中的狭窄的方法。

此外，可以将这些方面和教导应用于工业结构。例如，存在于工业管道中的这些相同扰动，如天然气和石油工业、脂肪、油及其它消费品的生产、化学和生物生产等中的流体流动。例如，在图52中描述了代表性扰动。因此，可以使用该装置来识别和定量流体流动管道内的堵塞百分比，无论它是在动脉循环系统中，还是在工业管道或管内。

更换部件提供准确和清洁的部件，其确保了更大机会的准确度和可重复性。压电传感器具有多种潜在用途，但是如本文所述，它们正作为接触式麦克风使用。压电传感器的操作原理在于转换成力的物理维度作用于传感元件两个相对的面。声音形式的压力变化检测是最常见的传感器应用，例如，作为麦克风作用，其中声波使压电材料弯曲，产生变化电压。因此，可以将压电传感器置于声音上或附近以接收声音。

压电传感器尤其与高频声音一起在超声换能器中使用以用于医学成像和工业无损测试。然而，压电传感器还经常基于接收信号以及然后发送电子信号的能力用于检测和激活装置，从而作为致动器作用。在本文的实施方式中，对于它们检测特定频率声音或者由流体流动血管，具体地动脉循环系统变形所引起的振动的能力，利用压电传感器(“压电元件”)。

由于这些传感器的灵敏度，压电传感器可以有些易碎并且可以由正常使用和误用而被破坏。此外，如在医疗装置中所使用的，存在确保三个压电传感器中每一个的准确度的固有需要。因此，传感器的任何轻微改变可以导致所接收的输入内容的改变，并因此会导致错误数据。

更换部件可以是如本文所描述的三个不同部件中一个。第一部件可以是一次性压电组件，第二部件可以是传感器箱，其包括一次性压电组件和传感器基座，以及第三部件可以是一次性阵列，其包含一个或多个传感器箱。以这种方式，每个部件可以是一次性的以使得在使用之后易于更换。

压电传感器可以包括多种材料。然而，通常，该传感器含有一部分陶瓷材料和金属部件。压电传感器还可以使用聚合物膜构造，其显示出类似于人组织的低声学阻抗，或者由金属材料制成。如在本文的发明中所使用的这些传感器通常是具有约3英寸直径的圆形。对于医学环境中的应用，通常压电元件所具有的直径为约0.01至约6英寸，其中直径的最通常的尺寸为约0.5至约4英寸。对于大多数应用，包括工业环境，优选0.01英寸至约12.0英寸的范围，其中压电元件的尺寸通常与要测量的流体流动管道的直径有关。在优选的实施方式中，流体流动管道是体内的静脉和动脉，对于它们来说，优选4.0英寸或更小直径的压电元件。

对于压电传感器，不存在固有频率限制。然而，通常通过与换能器设计的形状和/或尺寸有关的共振来确定应用限制。本文使用的压电传感器具有约0.01至2.0mm的厚度并且能够检测10Hz至32KHz且0.0002N/m²至大于10N/m²的振幅的声音。在优选的实施方式中，连接到传感器箱的压电元件检测约20至3000Hz的声音，其与体内的流体流动测量相关。通常，这些声音具有0.002N/m²至10N/m²的振幅。尽管记录了其它声音，但是通过一些滤波器从数据组中除去许多这些声音，即心跳和外来噪音。

图22和23具体地描述了新的压电元件和底座。压电元件602是凹面压电元件，由金属或聚合物材料制成。弯曲帽601含有外轮缘(rim)，和邻近于与压电元件具有类似大小与形状的中心开口的内凸缘。凸缘支持压电元件602，其可以使用粘合件603接合。

在最广泛的意义上，压电传感器布置在壳内。在压电元件一侧上布置传感器垫，例如，1、2、17和19的那些。然后，将传感器垫向患者皮肤或衣服挤压以对下方循环系统听音。传感器垫允许传递能波、声音和振动，通过所述压电元件接收它们。可以将凝胶或其它阻抗匹配物质应用于面向垫表面的皮肤。

由图6可见，限定了传感器阵列，其包括一次性传感器组件85和一次性传感器垫18。经常更换这两个器件以防止污染和故障。例如，传感器可以置于患者上，如图11所示。在测试期间，由患者手持轭140、130和3。压电元件随时间磨损，并且可以由于使用而不利地发生这种损害。由于压电元件的灵敏性质，必需在每次使用之前确保它们正确工作。适当的测试规程使用通过计算机执行的程序，其产生与流体流动血管上要检测的声音有关的已知的声音组并且将已知播放的声音与通过传感器箱实时检测和记录的声音相匹配。当已知的声音和检测的声音相匹配时，确认传感器箱操作规范。其中传感器箱不正确工作时，系统将发出报警声，这将提示操作人员需要更换一次性组件。因此，压电元件必须设计以使得容易地更换压电元件，同时确保装置在常规使用期间维持运行和可靠性。

存在其中压电元件可能磨损或损坏的一些方法，包括装置的常规和标准使用。由于压电元件由常规和标准使用磨损，可能发生常规磨损，并且在约10至约400次使用后，压电元件损坏，使得当将第一次使用与第2、5、10、25、50、75、100、200、300或400次使用以及它们之间所有次数使用相比较时，功能以及所产生的电流是不同的。因此，为了确保每个单元接收到准确结果，强制更换已磨损的单元以保持一致的结果。

由错误或事故可以发生对压电传感器的其它磨损或破坏。例如，人为错误可以导致阵列掉落，或者以破坏、弯曲或其他损害压电单元的方式置于基座上。由于清洁传感器垫连接并放置在压电传感器上以在患者上使用，因此可以发生其它损坏。

为了确保装置的卫生使用，在装置每次使用之间更换传感器垫。然而，由于传感器垫直接放置在压电单元上，因此存在以下风险：当安装或移除传感器垫时，由于用力过大或者仅是通过施加于压电元件的不正确压力，人为错误可能损坏压电传感器。

通过在自诊断模块中实施的常规质量控制程序测试常规磨损或偶然损坏。可以将传感器箱置于基座或保持装置中，基座或保持装置包含内置于基座中提供可以通过每个压电传感器测量的预定声音的扬声器。当激活传感器装置进行使用时，将可能包含可听到和不可听到的声波的声音播放约1至约20秒。在播放声音的时间期间，每个压电传感器记录声音，并且程序确认三个传感器中的每一个记录了正在播放的正确声音。如果三个传感器中的每一个都检测正确的声音，则传感器装置准备就绪。然而，如果传感器中的一个或多个检测与预测声音不匹配的声音，则该装置将提供警报，警报可以包括灯、声音或其它显示元件，以使装置的使用者意识到需要更换一个或多个压电元件。

连接到基座的任选的显示屏还可以显示该装置并识别含有未通过QC测试的压电元件的传感器箱。用于识别未通过的传感器的另一种方式是在基座或传感器阵列本身上具有对应于工作或未通过测试的灯。一旦识别了未通过的压电元件，然后如本文所述，用户可以更换一个或多个部件，并然后再次实施QC测试以确该装置现在随时待用。

因此，在优选的方法中，每10次使用更换压电元件以确保压电元件上没有明显磨损和裂缝并且防止错误数据的可能性。因此，传感器装置包含计数器，其中对每个压电元件所进行的测试次数进行计数，使得传感器装置通知用户需要更换压电元件，即使每个压电元件正确工作。

在另外的实施方式中，可以每1、2、5、10、25、50、75次使用、100次使用、125次使用、150次使用、约每200次使用或者约每400次使用或者它们之间的次数更换压电元件。将通过正常实践中该装置的其它使用来确定每个压电元件的具体使用次数。然而，为了确保卫生和一致的结果，优选地在不超过100次使用后更换压电元件。

为了有利于易于更换一次性压电组件85，一次性压电组件85能够容易地连接到下方一次性传感器基座86并能够更换。例如，简单的螺纹连接机构允许从滑动传感器箱基座移除传感器箱，传感器箱基座连接至传感器阵列。作为另外一种选择，如本领域的技术人员已知的直角或半回转连接方式、磁力连接等是已知。

图6描绘了由内阵列半130和外阵列半140组成的传感器阵列。利用螺纹紧固件134和133将阵列半紧固在一起，尽管粘合件、卡扣配合或塑料焊接点也可以用于紧固机构。在阵列底部是第一传感器箱，其描述了锁紧帽125和具有布置在正面上的传感器垫18的DBM120，利用螺纹紧固件133将所述膜紧固就位。DBM 120是弹性部件，具有或不具有关节式(articulating)隔膜几何形状，含有内开口以及内和外凸缘，适合于将DBM紧固至阵列并且允许传感器箱在所述阵列上自由移动。还可以通过嵌件模塑将DBM 120连接至130或140。

Y的顶点附近是充电端口820，以及布置在其中的PCB充电接触131。这使得阵列布置至充电端口中并对中央电池充电。

连接至阵列的是传感器箱，传感器箱由部件锁紧帽125、DBM 120、PCB处理器板110、PCB外壳115、压电帽100、压电元件90和一次性压电组件85组成。以下进一步详细描述这些器件。一次性传感器垫18可以通过粘合剂或者通过垫材料的天然粘附来粘贴至压电元件90。例如，压电帽100可以以几种方式包括如图1中使用直角回转器件连接到PCB外壳115，包括凹口101和具有对应于压电帽100上的销的开口的锁紧器件116。通过将它们紧固在一起，弹簧销111接合并提供部件之间的电接触，以从内部能源为压电元件90供电。器件101和116可以交换，只要将它们保持作为匹配的对，以使得一次性压电组件85选择性连接和分离。在压电帽100的顶部提供凹口用于通过压敏粘合件92安装压电元件90。凹口含有凸缘，凸缘支撑压电帽100内的压电元件90的周边。该凹口还允许压电元件与压电帽10的顶部大致平齐以用于放置传感器垫18。

图7提供了图6的进一步分解图。设置一次性传感器垫18以连接至一次性压电组件85。组件85包含压电电线91，其将压电元件90连接至PCB接触板105。设置两个压敏粘合件92，一个将压电元件90连接至压电帽100以及另一个粘合件92将压电帽100连接至PCB接触板105。这些部件构成一次性组件85。

在一个实施方式中，该一次性组件85是最小的一次性部件，其使得快速且容易地更换压电元件，而不需要更换任何其它部件(除一次性传感器垫18外，一次性传感器垫在每次使用时更换)。一次性组件85包含直角回转锁紧器件101，其对应于PCB外壳115上的配对器件116。这使得一次性组件85的小回转以除去部件并更换。可以容易地交换为其它连接机构，例如，磁性、螺纹接合或者简单地螺纹紧固件或者可以接合用于更换的两个器件。手指能紧固件可以使用完全、半或1/4旋转来在两个部件之间紧固紧固件。本领域技术人员将认识到，存在多种用于连接和分离这种部件的选择并且连接机构包括未在本文中详细描述的这些所列的其它选择。

PCB外壳含有锁紧凹槽117，锁紧凹槽117与弹性体DBM 120接合并将弹性体DBM120锁紧至PCB外壳115。具体地，锁紧凹槽117与锁紧帽125和PCB外壳115之间的锁定键121接合。锁紧帽125与紧固件113接合以紧固键121。还设置有第二键122以锁紧外阵列外壳140和内阵列外壳130之间的DBM 120。图12提供了这些锁紧器件的其它细节。

尽管可以容易地移除和更换一次性组件85，但是还考虑可以容易地移除和更换整个传感器箱。例如，螺纹紧固件133的移除将允许快速且容易地更换整个壳，包括DBM 120。此外，可以将DBM 120固定就位，并且锁紧帽125可以露出螺纹紧固件113以更换其余部分。在图中，可以将紧固件113以任一允许快速更换的方向定向。

图7还详细地显示了包括PCB充电接触131的阵列的部件，PCB充电接触将线束132连接至每个压电传感器90。可以将电池(未显示)布置在阵列柄内以为装置供电，或者可以利用电线直接连接至AC或DC电源。

图8A和8B描述了传感器箱的其它分解图。图8A具体地限定了双重压电机构，其中第二压电元件150连接至PCB处理器板110的后部以允许噪音消除。简言之，尽管如上所述，图8A显示了压电元件90、压敏粘合件92、压电帽100。粘合件92接合帽100的凸缘，并且所述凸缘在其周边支撑压电元件90。将第二压敏粘合件92布置在压电帽100的内部并与PCB接触板105接合，其接触PCB处理器板110。第二压电元件150接合在PCB处理器板的后部上并且电线91将压电元件连接至PCB处理器板110。螺纹紧固件113紧固PCB外壳。在随后的图中最好地显示了锁紧器件121和122的细节。描述了声锁孔118以及线束132的进线孔119。

图8B描述了单个压电元件90、压电电线91、粘合件92。这些组合成压电帽100，其含有锁紧器件101。第二粘合条92连接至PCB接触板。显示弹簧销111布置以接触PCB接触106。电池112连接至PCB板110。螺钉113将PCB外壳连接至锁紧帽125，其紧固DBM 120。一次性压电组件85与传感器基座86组合以形成传感器箱。根据需要，每个一次性压电组件85和传感器基座86是可更换的或者一次性的。

图9显示了一些阵列视图，其中成角度的传感器垫18布置在每个不同的传感器箱上。

图10描述了DBM 120可能的运动。箭头200是指整个装置，包括传感器垫18和一次性压电元件85的球形运动。设置了中心线205，其中根据需要，所有器件以210的方向(正向和反向)运动。以这种方式，DBM 120使得传感器垫18和压电元件90的整个器件压紧至表面并远离表面延伸，但在使用后返回至中心位置。此外，球形运动200允许角旋转以旋转传感器垫18并使其成一定角度，以最好地配合患者皮肤表面，例如，如图11所示。在本文中，与躯干上的传感器垫18相比，对于颈部皮肤表面使用不同的传感器垫36。基于特定患者的需要，可以使用具有不同形状的适当的垫。

图12描述了具有DBM 120的传感器箱的侧面轮廓和通过线A-A的截面图。侧面轮廓显示了布置在压电帽100上的传感器垫18、PCB外壳115、线束132和利用螺纹紧固件133连接的内阵列130和外阵列140。截面图描述了与压电帽100接合的PCB外壳115，其中通过粘合件92在右手侧紧固压电元件90。左手侧描述了利用紧固件133紧固至外阵列140的内阵列130。通过将这些挤压在一起，将弹性体DBM 120挤压在一起。例如，描述了锁紧器件122，其将膜120的边缘紧固在内阵列130和外阵列140之间。在PCB外壳115和锁紧帽125之间紧固内部锁紧器件121。其中设置了紧固件113。通过截面图每个侧面是类似的。

DBM 120是具有内部开口的圆形器件。位于DBM 120的外缘的是外凸缘122。在内部开口的周边，存在内凸缘121。这些凸缘122和121用于将DBM 120锁紧至阵列器件130和140之间以及在锁紧帽125和外壳115之间的位置。

因此，DBM 120是弹性材料，其能够使所连接的压电元件以任何方向弯曲并且远离表面运动以被挤压。基于膜120的刚性，这使得通过传感器垫18将一致的压力施加于皮肤表面。

图13描述了颈部阵列30的后部图像。包含开口的压电元件基座38螺纹连接至颈部阵列30上以允许沿颈部阵列30运动。DBM 120连接至压电元件基座30，如图12的一部分所示，其中差异在于器件130和140更换为压电元件基座38的部件。颈部阵列30是轨道样结构，传感器箱可以围绕该结构在压电元件基座38中的开口上滑动。颈部阵列30通常为“C”形，并且当传感器箱位于轨道末端时，颈部阵列定向用于放置在颈动脉上。然而，传感器箱可以是中心对齐，因此是并列式的并一起布置在所关心的区域上。

图14描述了颈部阵列30的前视图，其更具体地米描述了压电帽100、传感器垫36、PCB外壳115、DBM 120、锁紧帽125。图15提供了图13和14的替代视图。

图16描述了阵列5的变化形式，其具有杆10、左臂6和右臂7。如颈部阵列30一样，阵列的该实施方式包括壳滑车11，其允许传感器箱1沿臂6和7或者颈部10运动，以允许这些传感器箱1在患者上配合。后壳架12包括紧固至压电帽14的连接机构16。例如，连接机构16可以是1/4螺纹、销和凹口。替代选择是成对的螺纹紧固件、磁铁组、一端具有开口以及另一端具有螺纹的螺纹紧固件。描述了位于一端的压电元件13，并且可以将传感器垫18放置在所述压电元件上。后壳架12的旋转将除去压电帽14并且包括压电元件13。可替换地，壳滑车11可以以直角、半或完全回转旋转以从滑车球17分离，并除去传感器箱1的整个部分或者通过机械紧固件415连接。因此，对于仅一次性压电部件13，或者对于整个传感器箱1，通过除去壳滑车11，简单移除是可能的。

在理想的情况下，每位患者将具有相同形状和大小，并且将不需要改变结构。然而，实际上，由于体重、肌肉、乳腺组织、脂肪沉积等的量，男性、女性和儿童具有显著不同的形状和尺寸。具体地，颈部和躯干之间体重和形状的变化产生了以下问题，其中必须改变阵列以将一个或多个传感器布置在适合的位置以用于声学传感。

因此，如在人患者上所使用的，这种装置的困难在于人具有各种形状和尺寸，并且阵列必须易于改变以配合这些不同的形状和尺寸。由于传感元件易碎的性质，一个选择将是使用不同尺寸的固定位置的传感元件。然而，传感元件从一个装置向另一个装置的持续运动和更换将可能导致对传感元件更大的损坏，并提高需要频繁更换这些元件的风险。因此，颈部和“Y”形式的具有轨道的阵列提供了必要的稳定性和灵活性，在用于患者上使用的阵列中提供了大的优势。

当附加在阵列上时，传感器箱的具体特征在于它们是可调整的并且可以配置以负责个体间的解剖学差异，同时保持足够的刚性以支撑传感元件。这种灵活性可见于图10中的图示或者图17中的成角度的壳。

图17的分解图详细显示了传感器箱1的变体，其显示了构成能够沿阵列滑动的传感器箱1的部件。传感器垫18通过粘合剂或者通过材料的天然粘附来连接至压电元件90。在压电帽100内，利用压敏粘合件92将接收充电线圈400连接至100的内部。压电元件90利用压敏粘合件92连接至接收充电线圈400。PCB接触板105通过压敏粘合件92连接至压电元件90。接收充电线圈400利用沿电线430的焊料或压接与PCB接触板105电接触。然后，将PCB处理器板110挤压至邻近12并通过弹簧销111使其与PCB接触板105电连接。传感器垫18在压电帽100内配合，压电帽100利用压力粘合件92连接至销板400。另一粘合件将该板连接至压电元件90，而另一粘合件将其连接至PCB接触板105。将具有垫圈405的紧固件403与摩擦垫圈407一起压入关节12。当通过关节12和摩擦垫圈407的摩擦部分安装、保持时，滑车球17允许压电元件旋转。当通过垫圈412和螺纹紧固件415将壳滑车11组装至滑车球17时，弹簧409对弹簧帽410和滑车球17挤压，以对阵列臂2的内表面产生摩擦压力。这使得非常容易地沿阵列臂的任何位置定位壳组件1，而无需启动任何机械按钮。紧固件415可以不包含连接机构，如直角回转、半回转、完全回转螺纹连接、磁力或其它类似连接机构，以使得能够容易地移除传感器箱。可替换地，传感器箱可以简单地从传感器末端滑落，并通过滑入就位来更换新的传感器。在使用期间，弹簧409保持传感器箱就位。

图18描述了图17的截面图。

图19描述了具有销架38的传感器箱。该销架可以接合球形安装系统，以允许传感器箱旋转。可以提供相应的球形凹口以允许这种连接机构和旋转。紧固件用作球和座，以允许转动运动。

图20和21描述了不使用阵列的压电对。因此，压电元件150依赖于传感器垫18上的粘性表面以使压电元件粘附至皮肤表面。在某些实施方式中，有利地每次利用一个压电元件实施测试，其中患者平躺就位以使压电元件利用重力保持。因此，粘性不需要太强，而是仅足以将压电元件保持在相对稳定的位置。对于其中是否由于患者的尺寸、手术程序等，将限制阵列接近的阵列不可行的情况，这可以是有用的。此外，通过消除阵列，可以从数据样本中消除其它噪音源。

图22和23描述了具有与压电膜602接触的圆柱表面600的凝胶垫。上框架601支撑压电膜602，并利用粘合件603接合至下框架604。线束605以及焊料或焊接点606将线束连接至压电膜602。下框架604具有凹面，并且压电膜602与该弯曲部分接合，产生具有凹面的压电元件。该凹面使得提高对高频和低频两者的接收，从而在某些情况下提高灵敏度，其中可以在这些边界识别峰。

图22具体地描述了膜压电元件602的截面图和侧视图，而图23显示了分解图。

可以将弯曲膜压电元件变换为本文所描述的实施方式中的任何压电元件。例如，下框架604可以包含相关连接机构，并且还包含PCB接触点以允许与之前的实施例和图直接交换。

图24描绘了用于在具有压电传感器的阵列中使用的两个不同的传感器垫18。传感器垫在面对表面的皮肤处成一定角度，使得在左手侧上，底部的弯曲部分正确接合至成一定角度的结构以确保良好的声学配合。通过对比，该页右手侧的传感器垫包含双重凹形结构以围绕圆形结构配合。在每种情况下，存在正确配合，并且因此传感器箱必须能够旋转以使得传感器对皮肤正确配合，以实现用于数据采集的正确声学接触。为清楚起见，描述了左右传感器垫的截面图。

根据需要，更换包括85和86部件的传感器箱以使得压电传感器正确工作。根据需要实施这些更换，但是至少每10、25、50、75、100、150或200次测试。当更换传感器基座86时，还更换一次性压电组件85。通过对比，在每次测试中，更换传感器垫18。

在某些优选实施方式中，传感器垫18可以通过粘合剂(如一些常见的低粘度粘合剂中的一种)紧固至压电单元以用于提供传感器垫对压电元件的暂时紧固。其它实施方式可以使用可以紧固传感器垫而无需额外的粘合剂材料的凝胶或其它水或溶剂基材料。在另外的实施方式中，将传感器垫配合到传感器箱中并紧固至压电元件而无需任何粘合剂。

在本文实施方式中所描述的传感器垫的具体特征在于以下事实：设置顶面形状(接触患者)和底面形状(接触压电元件)，使得当顶面接触患者并因此对传感器垫施加压力并直至底面时，当对传感器垫施加压力时，压电元件不会弯曲。这对于确保压电装置的一致性和准确性是重要的。因此，在某些实施方式中，设计传感器垫，使得当对传感器垫施加压力时，压电元件不会弯曲。在另外的优选实施方式中，压电元件弯曲小于约0.1％、0.5％、1.0％、5.0％、20％和25％，以及它们之间的所有百分比。因此，在某些实施方式中，弯曲的量大于零(即刚性和不弯曲)，但是弯曲的量最小化以维持压电单元的准确性。

还优选传感器垫产生与患者正确的阻抗匹配。因此，设计传感器垫以具有轻微的粘性，该粘性确保与患者正确的阻抗匹配，然后其成功地将声音转移直至压电元件，使得压电元件可以正确检测来自患者的振动和噪音信号。

因此，为了维持医疗装置的无菌和医疗装置的正确工作两者，必需设置可更换部件。整个装置是包含显示器、基座单元、阵列、传感器基座、一次性压电组件和传感器垫的复杂系统。最后四个中的每一个都是一次性的。在一定使用次数，可能地100-1000次使用之后，可以处理掉阵列本身。该阵列可以丧失确保在患者上正确配合的弹性、产生裂纹或者只是丧失稳定性。这些中的每一个可以提高差异度并因此准许更换。

如图25所描述的传感器基座包括用于传感器箱与阵列的连接机构，并且包括将传感器本身，通常压电元件连接至该装置的电子设备。使用某些弹性材料以允许传感器箱运动的基座将随时间磨损，需要更换以最小化差异度。

由于压电元件易于磨损或损坏，因此一次性压电组件旨在比基座或阵列更频繁更换。因此，为了准确的结果，频繁更换如每次使用和每10、25、50或100次使用之间是必需的。

该装置是包含多个部件的复杂系统，每个部件一起工作以确保获得准确结果。一次性部件确保该系统每次正确工作，并且确保它产生准确和可靠的数据。

设想了具有该系统的工具盒(kit)，其中设置有多个传感器垫，设置有多个一次性压电组件，至少两个传感器基座组件和至少两个阵列。所述工具盒可以与包括基座和显示器以及用于通过其必需规程对该装置供电并使其运行所必需的软件和硬件的系统一起使用。

质量控制方法和装置

既然我们具有清洁且具有易于可更换的部件的装置，我们需要确保该装置正确工作。因此，我们描述了提供自诊断测试、主动诊断测试和用于将传感器正确布置在患者上的指南的某些方法和实施方式。

质量控制规程实施方式提供了用于确定听音器如压电器件或麦克风是否正确工作的过程或方法。这是自诊断质量控制特征。第二测试是主动质量控制程序，其利用传感器在患者上实施。可以单独使用两种测试，每种测试足以确认传感器正确工作，或者它们可以一起使用以确保正确工作以及传感器在患者上的正确放置。当一起实施时，顺序实施该测试，首先自诊断测试，然后是患者上的主动诊断测试。

因此，在优选的实施方式中，存在用于确定敏感压电部件正确工作的方法。图26描绘了包括布置在基座300上的阵列5的第一实施方式。阵列5是三个听音壳的构造的一个实例，如本文所描绘的。如图16和7中更详细描绘的，传感器箱的实施方式描述了连接至阵列的传感器箱。具体地，图7描绘了压电传感器90，它是这些器件中测试质量控制的主要部件。

图25详细显示了为阵列5提供存储、充电和校准的基座300。基座300包含基座外壳顶310、基座外壳底96和底封板98。可以提供装饰性弹性体TPE包塑件305以保护基座300和阵列5。布置无线传输充电线圈93，94以为传感器箱1的可选的各个无线充电线圈供电。在基座300中还布置有校准扬声器97。当与具有相应充电器件的阵列一起使用时，电子组件95为可选的无线传输充电线圈93，94供电。在其它实施方式中，基座可以利用机械连接131为一些电池或单电池充电，如图7中所描绘的，如本领域普通技术人员已知的。在一些实施方式中，电子模块产生将通过校准扬声器97复制的校准和核实信号。基座外壳底96具有布置其中的一个或多个音孔99。声音可以共鸣通过305，消除穿过外壳的孔，防止将清洗液、灰尘、污垢、毛发等引入外壳。如所描绘的，基座可以通过粘合件、塑料焊接点或其它类似的紧固机构与紧固件紧固在一起。

在一个实施方式中，将各自的扬声器97布置在基座300内并具体地邻近于每个传感器箱1的托架。将计算机通过USB连接、蓝牙、近场通讯、RS-232等与基座300连接用于通讯。计算机与扬声器97连接，并且当SDD(狭窄检测装置)激活时，由计算机系统执行程序，使得它对每个传感器箱1实施诊断和质量控制测试。

诊断和质量控制程序包括当测量患者身体上的声音时，播放通常对应于将检测和记录的声音的已知声音组的程序。这些声音包括低频和高频声音，通常低振幅声音。一旦播放该声音，则传感器箱1检测该声音并将该声音转化为作图并与所播放的预定声音图相比较的数字信号。可替换地，产生模拟信号并与预定的图比较。独立地测试每个传感器箱1以确定它是否符合可接受的标准。在一个实施方式中，如果在给定数据点，传感器箱输出不在预定图的10％以内，则产生错误信息。其它标准可以用于确定存在错误条件。在每个数据点，1至50％的范围可以用于确定传感器箱1是否正确工作。可替换地，可以分析整个图，而不是逐点分析，以确定传感器箱1是否正确工作。通常，传感器应在预定频率的25％以内。

如果任何传感器箱未检测正确的声音，则系统将通知用户错误。在大多数情况下，错误意味着特定传感器箱已超过其有效寿命并且应当得到更换。在理想条件下，这些装置理论上具有几百次使用寿命。然而，在医学办公室中，阵列5在患者上的连续放置以及检测和记录真实声音可以导致即使在几次使用后的变形。因此，该系统能够确定检测的声音是否只是检测的声音中微小改变的漂移，或者是否在传感器之一中存在错误或故障。如果仅有微小漂移，则该系统可以校准每个单元，使得所测量的来自该系统的噪音在使用过程中是一致的。

如果测量的声音大于超过10％或超过25％(如对于特定情况所定义的)的容许限度，则该系统通过显示器上的图片、传感器箱上的灯、声音信息或者通知错误的其它方式通知用户并识别哪个传感器箱有故障。然后，用户可以快速更换有故障的传感器箱或者一次性压电组件85，并再次运行质量和校准控制程序。

在更换传感器箱并再次运行质量控制程序并且确认更换的传感器箱正确工作之后，系统将报警它已准备好在患者上放置。可以将每个传感器箱正确放置在患者上。

图16详细显示了听音器的实施方式，其包含具有三个传感壳1的轭5。轭5紧固三个传感器箱1，并且通过将轭5保持在颈部3，传感壳1可以放置在患者身体上，借此将传感器箱邻近于颈动脉和胸骨放置。然而，产生了以下担心：其中传感器在身体上未处于正确位置，其中通过传感器箱检测较弱或不正确的信号，或者当在将轭从基座300移动到身体上的过程中，传感壳之一损坏或断裂。这对操作人员造成了挑战，因为断裂的传感元件将不会提供信号并且其中弱信号将不会提供可靠的结果。此外，对于患者存在明显的担忧，因为不正确或不可靠的结果可能具有显著有害的影响。如本文所描述的，该装置、系统以及该装置和系统的使用方法提供了帮助在身体上定位该装置的机制。

在图28的流程图中描述了诊断和质量控制程序。该过程包括如在步骤517-523的流程图中通常所定义的一些步骤。第一步骤517包括播放对应于当测量患者身体上的声音时将检测和记录的声音的已知声音组的程序。压电元件90检测声音518，然后将其从模拟转换为数字519。将数字样本传输520至处理单元以进行处理521。定义标准要求522，达到标准523，则开始患者测试，若没有达到524，则需要更换有故障的压电元件90，直至更换如本文所定义的一个或多个部件，并且一旦更换压电元件，则在517再次重新开始测试。

当在步骤517中实施测试时，声音包括低频和高频声音，通常处于对应于由SDD装置检测的声音范围的低振幅。一旦播放声音，则传感器箱检测声音并将声音转化为数字519。标准步骤522将所接收的数字声音与所播放的真实声音相比较。例如，可以在振幅和频率之间进行比较，并叠加以比较两个样本。独立确定每个传感器箱以符合基于所检测的声音的确定的Hz和可选地振幅的声音的如50％、25％、10％、5％以内或约1％以内的可接受标准或容许限度。简单的比较软件可以在两个声音之间进行这些比较。

如果任何传感器箱都未检测到合适的声音，则系统将通知用户错误。在大多数情况下，错误意味着特定传感器箱应当得到更换。尽管在理想条件下，这些装置在理论上可以具有几百次使用寿命，但是医学办公室以及将装置放置在患者上或附近以及检测和记录真实声音的真实情况可能甚至在几次使用后导致变形。因此，该系统能够检测和确定所检测的声音是否只是所检测声音微小改变的漂移，或者是否在传感器之一中存在错误或故障，因此需要更换。如果仅有微小漂移，则该系统可以校准每个单元，使得所测量的来自该系统的噪音在使用过程中是一致的。通过简单的校准程序，基于相对于检测声音的真实声音，该系统上的适当程序可以对数据做出这些改变。因此，在每次使用前，所播放的音调提供检测和校准该装置的能力。

如果测量的声音相差超过可接受的容许限度，则该系统通过显示器上的图片、传感器箱上的灯、声音信息或者用于通知错误的其它方式通知用户，并且其中识别有故障的特定传感器箱。然后，用户可以快速更换有故障的传感器箱或者一次性压电组件85，并再次运行质量控制程序。图5描述了传感器箱的分解图，其中可以将其中所描述的一部分部件适当地置于单个可更换和一次性部件中以便于使用。该一次性压电组件85可以通过常规连接机构如转座、卡销、螺纹紧固件、搭锁(snaps)、直角回转、磁性件、钩和环或者其它已知连接机构紧固至传感器箱的其余部分。

例如，如上所描述的图7描述了外阵列半140，其连接至内阵列半130。PCB充电接触131在基座300中的接触和阵列之间提供了电接触。线束132连接至每个所连接的传感器箱中的PCB处理器板。因此，例如，本文中描绘了三个传感器箱。然而，在具有1、2或大于3个传感器箱的实施方式中，将需要较少或额外的连接。此外，某些实施方式可以使用具有多个压电元件的传感器箱。因此，每个压电元件将需要来自线束132的电线。

图7还描述了传感器箱的分解图，其中整个90至125为完整的传感器箱。作为对比，器件85刻画了一次性压电组件。一次性压电组件85包括压电元件90，压电电线91，其将压电元件90连接至PCB接触板105。压电帽100通过压敏粘合件92围绕每一侧，该压敏粘合件92将压电元件90紧固至压电帽100并使用第二压敏粘合件92紧固至位于另一侧上的PCB接触板105。通常可以以一次性布置来配置这些部件，其中通过与直角回转锁销116连接，直角回转锁紧器件101可以用于旋上和旋掉一次性器件85。直角回转器件可以更换为其它锁紧或连接器件，如磁力连接件、挤压/摩擦件、一个或多个螺纹紧固件等。已知的连接机构对于本领域的普通技术人员是已知的。

当连接一次性压电组件85时，它接触组装到115中的袋中的PCB处理器板110并通过85采集。以这种方式，当实施质量控制测试并将传感器识别为故障时，可以撤除连接机构且可以除去一次性压电组件85，并且连接新的一次性压电组件85并再次运行测试。

在某些实施方式中，有利地的是更换整个传感器箱，而不是仅更换顶部一次性部件。例如，在一些情况下，PCB板110可能磨损或损坏。可替换地，囊形隔膜120可能需要更换，或者仅由于污染问题而准许更换。因此，可以通过除去螺纹紧固件133或者通过除去锁紧帽125来更换整个压电组件。

利用特定器件锁紧囊形隔膜120以确保它可以自由弯曲和压缩以允许压电元件对身体的配合。囊形隔膜120将器件121配合至锁紧凹槽117中，其将锁紧器件121限制在锁紧帽125和PCB外壳115之间。锁紧器件122将囊形隔膜120紧固在内阵列半130和外阵列半140之间。这产生可弯曲的“鼓面”。

对于压电元件的每次使用，还出于卫生状况使用传感器垫18并确保与压电元件90的质量声音接触。可以通过从轨道滑落或移除轨道基座11并通过滑上新的壳或在轨道上连接新的壳的更换来更换图3的传感器箱1。

在更换一次性部件85或更换整个传感器箱后，再次运行质量控制程序并确认更换的传感器箱正确工作，该系统将报警它已准备好在患者上放置。如图10所描述的，可以将每个传感器箱正确放置在患者上。

如图11所描述的，当测试颈动脉时，将至少一个传感器箱邻近于左颈动脉或右颈动脉放置。可选地，可以将传感器邻近于心脏放置。将传感器垫18置于患者颈动脉处的皮肤上。在某些实施方式中，如果使用，则可以将心脏传感器置于患者衣服上，如检测心率时一样，其声音足够大而不需要直接放置在皮肤上。然而，对于更精确的应用，需要接触皮肤应用。的确，在某些实施方式中，传感器阵列包括仅一个或仅两个传感器箱，并且邻近于心脏不放置壳。

如在基座单元上利用质量控制程序一样，一旦将传感器箱置于患者上，则操作人员可以使该装置开始检测并对患者记录。由于已知正在检测和记录的声音处于特定声音范围内，即通常已知声音为特定频率和振幅，并且将其它质量控制测试实施1至30秒的持续时间。该测试提供了质量控制诊断以确保传感器箱检测来自患者的正确声音，并因此确认两段信息：第一，传感器箱在患者上的正确放置；和第二，在初始质量控制测试和在患者上放置之间的时间中，传感器未失败。

由于存在至少两个并且可能地三个传感器箱，因此每个壳与识别检测的声音的计算机通讯，可以通过系统记录所检测的声音并与预测声音实时比较。因此，心脏处的传感器箱将预测特定声音并且颈动脉的传感器箱将预测另一种声音。如果一个或多个传感器不检测所预测的声音，则信号将开始识别未正确检测所预测声音的传感器。该信号将警示操作人员需要将传感器箱调整至不同的位置以正确检测用于特定测试的声音。

图31提供了这种主动质量控制过程的实施方式的代表性流程图。首先，将传感器置于患者510上。然后，压电元件开始接收来自患者511的声音。然后，将所接收的声音与来自患者512的预期声音相比较。该比较识别每个压电元件处的预期频率。例如，我们预期听到约1Hz的心跳。因此，如果通过压电元件接收到处于预期频率的25％、10％、5％或1％以内的这种声音，则我们已知该装置正确布置在颈动脉上。可替换地，我们可以查找60至260Hz之间的频率，其对应于颈动脉处的大环形涡旋。这对应于颈动脉处的预期狭窄。强度是患者相关的。因此，当将强度用作参数时，可以假设预期值，但是该系统可以简单地识别通过重新布置传感器的相对强度，该强度可以相对于先前位置升高或降低，其中强度增加则为改善的位置。因此，显示器上的标识，通过扬声器播放的音量，传感器、传感器阵列或基座上灯的闪烁速率或者一组指示灯中较多的灯显示较强的强度，较少的灯显示较低的强度。本领域技术人员将认识到存在多种指示强度变化的方式。

如果满足标准513，则我们继续开始记录数据并处理患者516。然而，如果不满足标准，则我们需要首先调整患者上的压电元件514。根据需要，调整可以仅几厘米或更多，以使压电元件更接近于所关心的动脉。调整后，该装置再次从患者接收声音511并将该声音与预期声音相比较512以确定是否满足标准。

在某些情况下，在装置移动和调整后，压电元件仍未获得正确的声音。这可能是由于持续不正确放置或故障所造成的。因此，最好更换压电元件515并如上所列，在基座上开始另一质量控制程序。

该系统的实施方式利用质量控制程序的变化形式以用于传感器箱的初始装置测试，然后用于在患者上正确位置的质量控制测试。可以在每个质量控制程序中使用多种报警、标识或信号以确保检测并修正问题。

对于初始质量控制程序，当传感器箱仍处于基座单元托架中时，如图29所描述的，利用计算机图形用户界面(GUI)指示故障是适合的。在显示屏上指示特定阵列的图像和传感器箱的个数。系统可以基于所接收的数据识别传感器个数，并将指示每个传感器的正确工作或不正确工作。例如，GUI可以在每个传感器上利用绿色表示其正确工作，或者当不正确工作并需要更换时，显示红灯。可替换地，箭头或文字可以指示每个传感器的更换或正确工作。基于连接机制的具体类型，将在显示器上通过逐步指导来显示更换传感器的指示。更换后，可以再次运行质量控制程序以确认正确工作。

在另外的实施方式中，可以直接将彩灯系统如基于绿色表示良好和红色表示传感器箱错误的红或绿灯放置在传感器箱上(参见图27)。的确，图27描述了照射通过透明TPE包塑材料60的第一指示灯61和第二指示灯62。可以基于通过或未通过特定过程使这些灯照亮。描述了第三或其它的灯(但未标记)，并且如本文所描述的还可以使用第三或其它的灯。

图30描述了基于测试的自诊断阶段显示多个灯。可以将变色LED灯或简单交替的LED灯或等价物利用通过透明或半透明塑料外壳显示的不同彩色灯提供简单指示。这些灯可以置于基座单元本身上。在其它实施方式中或者除了这些灯光系统以外，声音报警可以从SDD装置发出信号以警告错误。此外，该显示单元还可以提供指示哪个传感器箱需要更换的显示器。

在主动诊断阶段期间，还可以使用图27和图30的灯。例如，可以使用三个灯的组，绿色表示所接收的声音正确且正确放置以及红色表示不正确放置或故障，即未达到标准之一或两者。然而，出于一些原因，还可以包括黄灯。首先，黄灯可以保持稳定或闪烁以表示正在进行自诊断或主动诊断阶段。黄灯可以保持照亮，或者如果(例如)未满足标准之一，则可以与绿灯或与红灯结合。这将表示传感器工作，但放置不正确。例如，强度不足或频率不正确将表明该装置未处于高质量数据的正确位置。可以在患者上调整该装置，并且主动诊断阶段持续直至对于所有传感器显示绿灯，或者在一个传感器上显示单一红灯。

在某些实施方式中，按下该装置或该基座上的按钮以实施主动诊断阶段。然而，在优选的实施方式中，一旦完成自诊断测试，则立即开始主动诊断阶段。主动诊断阶段将持续直至所有传感器显示绿灯或者一个传感器显示红灯。通常，这将持续长达30秒，在此期间红灯将表示重新开始测试或更换传感器。

如果在主动诊断步骤期间，一个传感器保持黄色或者黄色加绿色/红色，则灯、可视物和/或声音报警还可以帮助在患者上正确定位该装置。例如，如果信号较好，则保持黄色的灯将变成黄色和绿色，或者如果信号较差，则从黄色变为黄色和红色。因此，传感器可以以朝着黄色/绿色的正确方向移动直至仅显示绿灯。此外，可以以相同的方式使用GUI，其中显示器上的标识表示移动传感器的方向。最终，如果传感器箱未检测来自患者的正确声音，则一个或多个报警将指示并且操作人员将已知需要在患者上更换一个或多个传感器箱。在某些实施方式中，可视显示器、可视识别符将闪烁以帮助操作人员在正确位置放置传感器箱。

在另外的实施方式中，其中传感器箱识别不正确的声音或者没有检测到声音，则可以产生可视报警如红灯，其表示位置不正确或者传感器故障。SDD可以实时检测并比较声音，从而操作人员然后可以慢慢移动传感器箱至不同位置并等待几秒以观察灯是否从红色转变为绿色，绿色表示位置正确。操作人员可以继续在患者上移动传感器箱直至在传感器箱上、阵列上或者SDD装置显示器上显示位置正确。

如果操作人员不能在30秒后确定患者上的正确位置，则SDD将利用可视或声音信号报警以再次实施基座单元质量控制程序，以确保传感器箱全部正确工作，或者简单地更换指示故障的传感器。更换后或者如果确定传感器箱正确工作，则操作人员可以再次重新开始在患者上放置传感器箱的过程。

因此，用于确定传感器箱在患者上正确放置的优选实施方式包括狭窄检测系统，其包括具有托架的基座单元、至少两个传感器箱、显示器和至少一个报警机构；其中当传感器箱接合在基座单元托架中时，实施自诊断质量控制程序以确认传感器箱正确工作。在确认每个传感器箱正确工作之后，可以将该装置放置在患者身上，其中实施主动质量控制程序。将主动质量控制程序运行1至30秒，其中每个传感器箱与检测系统的计算机实时通讯以确保每个传感器箱在测量正确的声音。其中该系统提供了满足主动质量控制程序的声音或可视通知，或者其中该系统识别出未正确放置的一个或多个传感器箱。其中该系统然后向未正确放置的任何传感器箱提供报警。其中提供可视或声音机构以提供关于每个传感器箱正确放置的实时反馈，并且其中一个实例为不正确位置提供红灯以及为正确位置提供绿灯。某些实施方式使用黄灯来表示正在进行自诊断测试或主动诊断测试的一种或多种。

在该系统中还可以包括其它声音或可视报警或机构以帮助在患者上放置传感器箱。

在优选的实施方式中，对患者的主动质量控制步骤提供了快速实时反馈以修正每个传感器箱的放置，从而确保传感器箱快速且可靠的定位，以及还确认对患者狭窄的快速、准确和精确检测和确定。

该方法包括：实施第一基座单元质量控制测试；确认每个传感器箱正确工作；将传感器箱放置在患者上；实施第二质量控制测试，其中传感器箱实时检测声音并将所述声音与预测声音相比较；并基于历史数据通过将所检测的声音与预测声音实时比较，以报警指示传感器箱是否正确放置在患者上。

在优选的实施方式中，该系统使用计算机来运行软件以实施本文实施方式中所描述的功能。因此，将计算机通过有线或无线连接机构连接至阵列和/或连接至传感器箱，如本领域的技术人员已知的。软件包括多种质量控制程序以及适当的代码以提供报警并通知需要更换或改变。其它功能包括鉴于质量控制测试来校准该系统的能力。

因此，本公开的优选实施方式包括确认医疗装置在患者上的正确位置的方法，包括：实施第一质量控制程序以确保传感器箱工作，其包括播放预定声音组并将预定声音与所检测的声音相比较；实施第二质量控制程序同时从患者检测声音，其中测试将所检测的声音与通常存在于特定动脉或所关心的血管的检测中的声音相比较；和其中所检测的声音不满足预测的声音引发报警，或者如果所检测的声音符合所预测的声音，则引发批准。

噪音衰减策略

产生符合所需准确性水平的装置的主要障碍在于确保每次测试所接收的数据具有最高质量。通过实施先前的质量控制程序，已知该装置正确工作。然而，现在必需使用被动和主动噪音衰减策略和计算机执行的减噪策略来产生干净且清楚的数据。因此，我们需要以许多种方式来从数据样本中消除噪音，使得所得数据对于狭窄定量来说是干净且清楚的。

我们具体测量的噪音是精细的大环形涡旋。这些涡旋随着刚性或弹性管或者动脉中收缩(狭窄)远端的壁压波动产生，表明低频最高值的存在。发现这些波动与高尺度、中尺度和低尺度涡旋(如果为小尺度，还称为“旋涡”)有关，波动在收缩(在动脉中称为“狭窄”)远端区域中较强。

健康患者中的正常血流导致通过我们的装置可检测的特定声音。在颈动脉中具有狭窄的患者通常将具有可以通过我们的装置采集到的另外2或3种其它声音。取决于狭窄的量和狭窄区域的多少，声音将变化。颈动脉具有分枝，其向头部中的两个主要区域供血。一个主分枝进入脑以及另一个分枝进入面部。我们所测试的区域是颈动脉分枝进入这两个区域的部位。因此，取决于一个分枝或两个分枝中是否存在狭窄，可以导致将要采集的多个声音。由于这些声音/振动处于该低水平，因此确保尽可能多地消除外部噪音是至关重要的。即使20-3000Hz范围内的小噪音也可以覆盖我们所寻找的噪音，从而使得噪音消除至关重要。

对于其中所产生的流动和噪音，一些流体流动能量进入收缩远端的涡旋运动，然后在壁压能谱的低频端导致壁压振幅升高至单独湍流时之上。这些最大值接近高斯型钟形曲线，在顶部是处于低频的宽阔、平坦的谱图，这是由于管或动脉内的湍流所造成的。最大值始终存在于比湍流谱的所谓“拐点”频率特性更低的频率，其中后者的强度从几乎平坦突然变化为急剧下降(当用信号强度的对数对对数频率刻度作图时)。

有趣地，测量这些最大值并对能谱作图提供了动脉中狭窄的可视图像。的确，通过以能谱为y轴以及振幅为x轴作图，我们确定我们可以有效确定患者颈动脉中狭窄的百分比。

当与无收缩，但完全湍流的情况相比存在收缩时，这些最大值(通常个数为2)是通过壁压波动所产生的低频频率能谱中的主要特征。为了分析该数据，我们已开发了降低或消除数据样本中外源噪音的装置并发明了一些方法和工艺，使得能够进一步进行低场频谱分析。

该装置以几种方式消除噪音。一种通过使用声障/隔音材料来尽可能消除外部噪音以及由患者移动所导致的噪音：即被动噪音消除。我们还利用主动噪音消除策略(无论是产生相反的波或者是减去环境噪音)来消除或除去环境噪音；最后，我们通过与使用小波、Welch和Burg法的数据处理有关的方法对接收数据减噪。最后，我们在PSD上对峰作图并通过比较PSD上的这些峰来计算动脉循环系统中所关心的区域的狭窄。

被动噪音消除策略和方法

第一组策略包括机械策略以消除或减少噪音。我们还可以考虑这些策略是被动噪音消除策略。

例如，在优选的实施方式中，如图5D所描述的轭5由塑料或聚合物制成。预期具有尽可能少的部件的轭构造，因为另外部件产生可能导致该系统产生环境噪音的接头。我们通常使用模制成形式的一体成型构造装置或者具有内外部分的装置，借此使一些材料在所述装置内压缩，并用于电线、电池、处理器、存储器等在所述阵列中的插入。在其中使用多体构造的实施方式中，优选地，机构就位以保证正确的稳定性并防止由于构造所造成的不必要的振动和声音。这可以通过适当的材料和固定机构，包括当在轭1上将两个或多个部件连接在一起时，隔音材料的使用来实现。轭5还可以可选地包括布置在轭5中或上的声音消除材料。这提供了轭5的运动或者当轭5位于患者上时患者的运动，这将防止可能破坏压电元件所接收到的声音的不必要的噪音。

图24和32描述了一次性传感器垫18。这些垫18用作主动噪音消除的第一线，其中垫18具有使与患者皮肤牢固接触的硬度和形状，其阻挡一些环境噪音进入压电传感器90。传感器垫18位于压电元件90上，并且布置使得垫的平面侧与压电元件90接触并且对侧与患者皮肤接触。具体的设计如图24中的那些在皮肤面对侧上成一定角度，以对皮肤产生良好的密封。传感器垫与面对表面的皮肤处于一定角度，使得在左手侧，底部的弯曲部分正确接合至成一定角度的结构以确保良好的声学配合。作为对比，位于该页右手侧的传感器垫包含双重凹形结构以围绕圆形结构配合。在每种情况下，存在正确配合，并且因此传感器箱必须能够旋转以允许传感器对皮肤正确配合，从而实现用于数据采集的正确声学接触。为清楚起见，描述了左右传感器垫的截面图。传感器垫18还将来自患者皮肤的声音和振动导向压电元件并导致从信号消除一些噪音的声音和数据。

在另外的实施方式中，有利地是在患者皮肤上使用凝胶以帮助在垫和患者皮肤之间形成暂时密封。某些油和水基凝胶或液体在辅助密封中是有用的。

图32添加了另外的特征，它是挤压在传感器垫18周围的外部噪音衰减材料219。外部噪音衰减材料219就像“耳罩”耳机一样，其阻挡环境噪音进入耳朵。以类似的方式，外部噪音衰减材料219围绕传感器垫18并阻挡一些环境噪音。

因此，传感器箱本身还必须衰减并阻挡出一些环境噪音。这可以通过以上图8B中详细显示的一些特征实现，然而对于本发明的目的来说，它仍是相关的。图8B显示了从利用粘合件92连接至传感器帽100的压电元件90开始传感器箱的分解图。压电元件90在传感器或压电帽100顶部的凹口内配合，并且坐在压电帽100中的开口的凸缘上。压电帽100由具有使声波穿透衰减和减少的密度的塑料材料制成。因此，声音将从放置在压电元件90顶面上的传感器垫18开始传播，但是由于传感器帽100和其余部件的构造而限制在压电元件的底面或侧面。高密度材料具有更大的声音衰减性质，从而可以选择适当密度的塑料来围绕压电元件90以减少环境噪音。

第二粘合件92连接至印刷电路板105，以及一些PCB接触106接触PCB处理器板110上的弹簧销111以进行电子连接。处理单元112限定在PCB处理器板的底部并且包括电池、存储器和处理器。可替换地，电池可以居中布置，并且处理单元可以居中布置。压电帽100含有凹槽101以接收位于PCB外壳115上的直角回转锁紧器件116。像PCB帽100一样，该外壳使穿透至压电元件90的环境噪音衰减并降低。螺钉113将PCB外壳115紧固至囊形隔膜120，囊形隔膜允许整个传感器箱以横轴和纵轴方向运动。因此，当将装置靠表面放置时，该传感器箱将能够从该表面移开，或者横向移动以产生对患者皮肤更好的配合。此外，该非刚性的囊形隔膜120将减少来自持有含有传感器箱如阵列的装置的人的振动和运动的转输。锁紧机构121将囊形隔膜120的内部部分紧固在锁紧凹槽117和锁紧帽125之间。

因此，本公开的实施方式包括被动噪音消除策略，其包括传感器箱(器件85和86一起)，所述传感器箱包括具有压电元件90的一次性压电帽85、具有噪音衰减特性的压电帽100和具有PCB板110、囊形隔膜120和PCB外壳115的PCB外壳组件86。PCB外壳115上的锁紧器件连接至压电帽100以将它们紧固在一起。PCB外壳组件86的后部包括囊形隔膜120，其允许部件运动以将它们与环境噪音和振动隔开。该装置还可以包括布置在传感器垫18周围的噪音衰减材料219以被动地从压电传感器90波动。

图35更详细地描述了使用声音衰减材料的样本压电元件。传感器垫18布置在传感器13上，其中衰减材料661、662、663、664、665、666、667和668围绕传感器13。通过使用这些材料，我们可以用衰减材料围绕传感器13并减少传感器接收的环境噪音。可以使用适当的低和高密度材料、隔音材料等。

主动噪音消除策略和方法

除传感器箱组件的被动噪音消除特征之外，用于减少压电元件的噪音的其它策略包括噪音的主动消除，如在图39的频率图中所示。可以通过一些不同策略产生主动噪音消除。第一策略使用第二麦克风或压电装置来测量环境噪音。例如，在图34A-E中，提供了这种策略的不同的变化形式。在图33A、33B和33C的流程图中描述了这些策略的概述。

图33A显示了电子图，其描述了所接收的信号330、环境噪音331和减除332，其中字面上从所接收的信号330减去环境噪音331以产生减除信号332。图33B提供了这种概念的另外流程图。例如，方框340定义从环境空间读取模拟声音，将这些声音转换为数字342，转换为频率域343。同时，从颈动脉341或者循环系统的另一动脉接收模拟信号，将其转换为数字342，转换为频率域343，然后从来自动脉的声音中减去环境空间声音344。然后，将声音差异转换回时域345，并且处理数据346以计算所检查的动脉的堵塞或狭窄。

图36描述了主动消除流程图。传感器从环境空间读取模拟声音351。平行传感器从颈动脉350读取模拟声音。在352中，将每个声音放大至所期望的音量。将来自环境空间的信号351相移180度353，并且相移声音353发出354。由麦克风接收声音355并转换为数字信号。这有效地从颈动脉350处理的数字信号中除去了环境声音351。

图37描述了使用无线模块、器件350A-C、351A-C、352A-C、355A-C的图表。无线传输365将信号发送至计算机354。

图34A描述了成对压电装置，其具有第一压电元件90，布置在第一压电元件90和第二压电元件150之间的板110。第一压电元件90将接合至一次性垫18并且靠着患者皮肤放置。将通过一次性垫18和由第一压电元件90检测来自患者的声音。第一压电元件90还将采集环境噪音，和处于60Hz频率的来自电力线的噪音和谐波。第二压电元件150的目的是检测与第一压电元件90相同的这些环境噪音，但是不检测(或者以低得多的强度检测)来自正在研究的动脉循环系统的声音。然后，可以将来自第二压电元件150的声音与来自第一压电元件90的声音相比较，以从来自动脉循环系统的那些声音中识别和消除背景声音。在图33A-33C的流程图中描述了减除过程。

图8A描述了图34A的另外的分解图并且包括其它部件。压电元件90利用压电帽100中凸缘上的粘合件92接合至压电帽100。粘合件92将PCB接触板连接至PCB板110。在PCB板下方是第二压电元件150，其通过线束91连接至PCB板。两个压电元件可以和PCB板105以及接触销接触，如图8A所描述的。然后，通过PCB板110隔开的第二压电元件150检测环境声音并且不检测来自患者的声音。

可以以两种方式完成声音的消除和减除。第一，可以将来自第二压电元件的声音反演(inverse)并从第一压电元件中字面上减去。第二，可以通过以消除声音的负背景信号发送以模拟形式消除该声音。现有技术详细描述了一些噪音消除耳机，其使用外部麦克风来检测声音。然后，使用该装置通过计算系统处理该声音，并识别和产生异相声音，其相差180度。当与外部声音合并时，这有效地抵消所接收的声音。任一种方法都是实用的，尽管在某些实施方式中减除法可能是优选的。

图34B、34C、34D和34E各自详细描述了用于识别环境声音以主动消除的稍有不同的策略。例如，图34B描述了平行压电装置，其包括基座芯片26以及平行布置的第一压电元件24以及第二压电元件25。该装置将允许沿直线路径检测狭窄并确定两个压电传感器之间的堵塞位置。这在每个压电元件将检测相同声音但以稍有不同的时间接收它们时发生。这使得能够对下方堵塞进行位置识别。此外，一个压电元件可以与传感器垫18接触，以及第二压电元件不接触，从而允许减除策略。

图34B描述了阵列5，其包括三个传感器箱1和阵列主体上的麦克风27。以这种方式，麦克风27可以采集环境声音，但是将与正在研究的动脉循环系统的声音分开。麦克风27可以是任何常规麦克风或者可以是为每个传感器箱1的压电元件的复制品，使得声音可以严格匹配。

图34D描述了在基座300上显示的麦克风或压电元件28。图34E描述了小车32装置上的麦克风30或压电元件。

具体方法包括减少传感器噪音的方法，其包括：将第一传感器接合至患者，并将第二传感器邻近于所述第一传感器接合至环境空气；从所述患者检测噪音并且同时用所述第二传感器检测来自环境空气的噪音；从来自所述第一传感器的数据中减去来自所述第二传感器的噪音，这将从来自所述第一传感器的数据中除去环境噪音。

具体方法使用从传感器检测的相位变化以改变在相邻传感器接收的声音；第一传感器置于患者上以检测来自患者的声音；第二传感器邻近于所述第一传感器放置，但是屏蔽患者的声音；对在所述第二传感器中接收的声音实施相位变化并以所述相位变化发出成比例的声音。

基于分析的噪音过滤法

可以提供主动和被动消除以显著减少在一组采集数据中结束的噪音的量。然而，即使利用这些减少和消除噪音的背景策略，低频声音的检测通常可以被理解为观察“杂草中的”声音。因此，在某些实施方式中，其它处理可能是必需的，以采集数据、放大数据并使用计算机实施某些分析以使数据清楚以便最好的分析。

频谱分析，也称为频域分析或功率谱密度(“PSD”)估计，是将复杂信号分解成较简单的部分的技术方法。如上所述，将多个物理过程最好地描述为多个单个频率分量之和。相对于频率，定量多个量(例如，振幅、功率、强度或相)的任何方法可以被称为频谱分析。

可以对整个信号实施频谱分析。可替换地，可以将信号分成短部分(有时称为帧)，并且可以将频谱分析应用于这些单个部分。当t(时间)包括一些循环时，周期函数(如sin(t))特别适合于这种再分。用于分析非周期函数的一般数学方法属于傅里叶分析范畴。

函数的傅里叶变换产生含有有关原始信号的全部信息但是处于不同形式的频谱。这意味着可以通过傅里叶逆变换完全重构(合成)原函数。对于完全重构，频谱分析器必须保留每个频率分量的振幅和相两者。这两段信息可以表示为2-维向量，作为复数或者作为幅值(振幅)并且相处于极坐标(即作为相量)。信号处理的常规技术是考虑平方振幅或功率。在这种情况下，所得的图被称为是能谱。

实际上，几乎所有产生频谱的软件和电子设备应用快速傅里叶变换(“FFT”)，它是完全整数解的具体数学近似。正式地说，FFT是用于计算采样信号的离散傅里叶变换的方法。

由于可逆性，就用频率代替时间而言，FFT被称为函数表示；因此，它是频率域的表示。可以在时域中实施的线性操作具有通常可以在频率域内更容易地实施的对应部分。频率分析还简化了对多个时域操作(线性和非线性两者)影响的理解和解释。例如，仅非线性或时变操作可以在频谱中产生新的频率。

随机(无规)波形(噪音)的傅里叶变换也是随机的。需要某种平均以产生潜在频率内容(频率分布)的清晰图片。通常，将数据分成所选持续时间的时间部分，其中时间足够长以包括典型频率的一些循环并对每一个进行变换。然后，将变换的幅值或(通常)幅值的平方分量加和成平均变换。这是使用离散傅里叶变换对数字采样的时域数据所实施的非常常规的操作。这类处理被称为Welch法或者最大熵(Burg)法。这些方法是本领域的普通技术人员已知和理解的。当结果为单调(均匀，flat)时，通常将其称为白噪音。然而，这些处理技术通常会显示频谱内容，即使在时域中出现噪音的数据中。

因此，通过采用能够测量处于低振幅和在特定频率范围内的声音和振动的压电单元，我们可以测量由于狭窄所造成的壁压波动。因此，将与放大器组合的灵敏压电装置置于颈动脉上的皮肤上，并且压电装置检测这些声音。然后，在到达其中发生信号的进一步放大和分析的计算机之前，所检测的声音通过模-数转换器。

就动脉循环系统来说，将压电元件置于怀疑狭窄区域的动脉上的皮肤上。就颈动脉来说，放置将位于颈部，稍低于耳朵。Fredberg和Borisyuk表明压电元件的具体放置以及狭窄的位置。的确，在狭窄和其中湍流显著降低的区域之间的动脉中，强度可以相当大，其中壁可以经受湍动血流所施加的大的脉动应力。[Fredberg 1974]这种情况所发生的距离估计为下游侧约12D，其中D是颈动脉的正常直径。Borisyuk[2010]。对于0.5cm的典型内颈动脉D，该距离将为几厘米的数量级。

由于颈动脉中流动所产生的涡旋的检测产生与动脉中狭窄出现有关的低强度声音。这些低强度声音有时难以检测并难以从由身体所产生的大部分噪音中提取出。因此，高度专业化的检测装置使用用于接近表面的动脉的压电装置。在20Hz至约3000Hz的相关频率范围内，与其它长度如动脉长度或动脉和皮肤之间组织的厚度相比，波长较长。在这种情况下，表面仍处于波的“近场”(比一个波长近得多)，而在这样的情况下组织起到了不可压缩介质的作用。波近场中的能量与来源连接并且不能传播离开。因此，没有净能量流流出该来源。由于近场压力波动不能传播离开，因此通常将它们称为“假声音”。

Borisyuk[2010]已能够将表面上的能谱形状与收缩远端血流中的涡旋结构相关。他将收缩远端区域划分成三个：区域I.流体分离区，其中处于中心的较高速度的射流与射流以外的较慢流体分开作用。区域II.流体再附着区。两个区域I和II构成“最扰动流体区”。基于大量计算，Borisyuk估计前两个区域的长度I加II小于7D，其中D为动脉的正常直径。在本文中，可以在动脉循环系统中的一些不同动脉中检测狭窄。例如，检测可以针对检测成年人颈内动脉(ICA)中的狭窄，其中D为约0.7cm，但是内颈动脉通常为0.5cm。因此，所提及的区域I和II的总长度将为至多约3.5cm。区域III为流体稳定区，其中流体发展为较少湍动的流体前段。该区域从至多7D延伸至12D，或者就ICA来说，至多约3.5cm至约6cm。

流体守恒要求v＝V(D/d)^2。小写字母v为收缩内部流速以及大写字母V为超出收缩的流速。d为收缩内部流体的直径。Borisyuk表明两个特征环形涡旋频率的估值。射流内部的第一涡旋f1具有典型的尺寸d；射流和外壁之间的第二涡旋f2具有典型的尺寸D。

因此，Borisyuk提供血液中特定结构产生流型的广泛公开。基于这些流型并将其分成三个区域，Borisyuk估计涡旋频率特征。然而，这些估计仅提供关于涡旋结构的大致估计。

因此，我们用于确定狭窄的方法在于将与频域内最大强度有关的频率与三个频率，f1至f2相联系以获得动脉狭窄百分比的估计(1-d/D)×100。

已在我们转换为二进制的计算机语言中实施该方法并将其加密包装成一个完整产品、软件和硬件。本领域的普通技术人员可以确定用于运行数据分析的具体软件。

具体实施方式包括以下步骤：将传感器装置置于患者上并从患者采样数据，并将声音/振动从模拟转换为数字。将数据在一个数据流中从具有两个传感器的装置中流出。我们将该数据流分解成两个流，一个用于左侧传感器以及一个用于右侧传感器。然后，我们开始挑出噪音的小波分析。在小波分析除去噪音后，进行功率频谱密度分析并且向我们提供功率谱密度(PSD)。这将告知我们在数据内发现了哪些频率噪音并且噪音的强度/能量如何。由于PSD提供瞬时噪音，因此必须进行PSD平滑以正确识别数据内最强的峰。在实施平滑之后，确定峰并基于峰的位置，将确定狭窄的量或者是否不存在狭窄。如果存在一个峰，则不存在狭窄。如果存在两个或更多个峰，则患者具有一些狭窄存在。

小波经常在数字信号处理中使用并通常称为子波。小波是实值整函数ψ：R→R，满足Zψ(t)dt＝0。对于实际应用，它具有n个消失矩：Ztpψ(t)dt＝0，p＝0，1，...，n-1。考虑由ψjk(t)＝2-j/2ψ(2-jt-k)，j，k＝0，±1，±2定义的小波函数ψ的以下扩展和平移的种类。项j和2j分别被称为倍频和音阶。通过构建，该种类由正交基函数组成，其意义在于对于给定时间序列或所观察的信号或者简单的数据y(t)，其可以以唯一方式写为这些基函数之和：y(t)＝X j X k djkψjk(t)，其中djk为通过djk＝Z y(t)ψjk(t)dt，j，k＝0，±1,±2所提供的y(t)的离散小波变换(DWT)。实际上，将数据分解为在所选分辨率水平J(所关心的信号)的其大致近似值以及分辨率水平j(≤J)的有限数上的明细。后者将被认为是噪音。减噪相当于除去细节以使得在PSD图中改善峰的拟合和预测。

用于计算的方法实例：

图38详细显示了在被动和主动噪音消除步骤之后用于对样本减噪的方法的流程图。第一步骤是读入数据并基于压电传感器的数目将它分成不同的通道70。单个传感器将仅具有一个通道，两个传感器具有两个通道，并且如图38，三个传感器具有三个通道等。

我们接着进行小波分析71，以通过除去低频分量1-60或1-70Hz来对数据减噪。在小波分析之后，我们使用减噪数据结合Welch和/或Burg法生成功率谱密度(PSD)73。从该PSD图，我们检测通常在75-250Hz之间的第一尖峰，(74)尽管它可以表现为低至60Hz。在存在较低峰的位置，再次进行小波分析以除去较低的数据组，使得第一峰不再模糊。

如果第一尖峰存在于75至250Hz之间，则我们继续数据采集(74)。在某些实施方式中，如果在该范围内没有尖峰，则调整传感器(72)并重新开始数据采集过程。使用该实施方式，我们有效地内置机制以确保传感器的正确放置，从而确定我们具有优质数据。然而，在其它实施方式中，可以作为预定声音使用其它声音以确保正确放置。

一旦我们在75至250Hz之间具有第一尖峰，则分析第二尖峰(75)，其不同于第一尖峰并且小于3000Hz(功能75)。如果在该范围中未发现第二尖峰，则我们宣告狭窄小于25％。如果第二尖峰处于该范围，则我们可以使用公式通过峰值比较计算狭窄。我们使用公式(1-f1/f2)×100％，其中f1是动脉中环形涡旋的基本频率(60至260Hz之间)并且f2是来自受限环形涡旋的频率(低于3000Hz)。如果不存在f1，则动脉过于狭窄以不能显示基本环形涡旋，并因此我们推断存在非常高水平的狭窄。如果f2不存在，则我们推断存在不充分狭窄，以产生了受限的环形涡旋，并因此我们声称存在极低水平的狭窄。如果既不存在f1也不存在f2，则患者狭窄至环形涡旋不再形成的程度。该患者具有极高的狭窄并且需要尽快由专业人员检查。

数据分析实例

读入数据并且寻找特殊特征。无论装置是否按照规程并且无论受试者是否遵守数据采集程序，该步骤对于检查是重要的。

功能CVRData提供弹出菜单让用户选择数据，然后选择选自左-通道1、右-通道2或中间-通道3的绘图通道。可以选择一个或全部通道。

图40的数据显示其中y＝CVRData。变量y含有全部三个通道。在其它步骤中提供选择通道中的其它分析。图10的输出结果是从“plot3ch.m”构建的。受试者ID出现在最后一个面板的标题上。

为了选择要分析的通道，我们检查以下方面：

Ch＝1；注意左或Ch＝1，右或Ch＝2以及中间或Ch-3。

用于数据分析的基本参数设置。变量x是以下公式x＝y(ch:3:长度(y))中的通道之一；

Fs是采样率，其中Fs＝20,000；

1秒记录：通过对第一Fs或者通道值的1秒记录作图，将变量t用于数据可视化。因此，我们可以使用数据：

t＝(0:Fs)/Fs；subplot(111),plot(x(1:10*Fs)),title(‘Ten second channelplot’)

图41中描述了所得通道图。

产生了周期图。通常，估计过程PSD的一种方法是简单地发现过程样本的离散时间傅里叶变换(通常在网格上利用FFT进行)和适当缩放结果幅值的平方。这种估计被称为周期图。

Periodogram(x,hamming(length(x)),length(x),Fs)；xlabel(‘Frequency(Hz)’)。

图42描述了周期图PSD估计。

作图的频率数为1+长度(x)的一半并且单位为赫兹(Hz)。

Welch法可以用作改善的PSD估算器。如本领域的普通技术人员已知的，Welch法由以下组成：将时间系列数据划分成(可能重叠)部分，计算每个部分的修正周期图，然后对PSD估计值取平均值。该结果为Welch PSD估计值。

相对于整个数据记录的单一周期图估计，修正周期图的平均值倾向于降低估计值的变化。尽管部分之间的重叠会引入冗余信息，但是通过使用非矩形窗降低了这种影响，其降低赋予部分终端样本(重叠样本)的重要性或权重。

然而，如上所述，短数据记录和非矩形窗的组合使用导致估算器分辨率降低。总之，在变化减小和分辨率之间存在权衡。可以调控Welch法中的参数以相对于周期图获得改善的估计值，特别是当SNR低的时候。这在以下实施例中得到说明：

信号如x由左通道数据pwelch(x)构成；其在图43中图示显示。

图43的图描述了归一化频率。

必须考虑利用Welch法指定的参数。第一参数为部分长度。默认长度为(x)/8。在代码中，我们使用SGM＝100,000。下一个参数为重叠百分比：novoerpals＝50,000。

通过这些选择，我们获得对先前信号的PSD估计值取平均值的Welch重叠部分。使用具有50个重叠样本的100,000个样本的部分长度。使用1+length(x)/2DFT点，使得100Hz直接落在DFT bin上。输入样本率以输出以Hz为单位的频率向量。我们可以对结果作图。

实例：[Pxx,F]＝pwelch(x,sgm,noverlaps,[],Fs)；plot(f,10*log10(Pxx))。结果为图44的图。

我们还可以通过使用Burg法，通过自回归PSD估计来估计PSD。Burg法是用于估计PSD的参数法。在每单位时间的循环中，以下返回频率向量F。采样频率Fs是每单位时间的样本数目。如果时间单位为秒，则F以循环/秒(Hz)为单位。对于实值信号，当nfft为偶数时，F跨过间隔[0,fs/2]，当nfft为奇数时，跨过间隔[0,fs/2]。

以下公式对数据设想AR(50)模型。

[Pxx,F]＝pburg(x,50,[],Fs)；plot(F,10*log10(Pxx))。在图45中对结果作图。图14和15之间的比较显示更清楚的峰组，使得更清楚地确定狭窄。

我们使用AR(50)，因为我们从5开始测试模型的阶至50并且确定AR(50)提供了最清楚的数据结果。

用于确定模型的阶的反射系数

反射系数是通过-1调整的部分自相关系数。反射系数表示基于插入k-1时间步长，在减去预测之后，y(n)和y(n-k)之间的时间相关性。

使用arburg来确定反射系数。使用反射系数来确定适合该过程的AR模型的阶并获得过程PSD的估值。我们使用以下公式：

[a,e,k]＝arburg(x,50)；

Stem(k,‘filled’)；title(‘Reflection Coefficients’)；xlabel(“modelOrder’)

图46描述了所得的反射系数。

为了发现频率，我们放大数据。Bf＝0.1000/129:3876

Plot(0:1000/129:3876,10*log10(Pxx(1:51)))

图例(‘pburg PSD估值’)；x标签(‘频率(Hz)’)；y标签(‘功率/频率(dB/Hz)’)；标题(‘减噪前的PSD’)。结果为图47的数据。

然后，我们可以在Welch PSD估计中利用一些参数选择进行实验，例如，利用20％重叠。Sgm＝10,000；noverlaps＝2000；[Pxx,F]＝pwelch9x,sgm,noverlaps,[],Fs)；plot(F,10*log10(Pxx))。这导致图48中的图。

我们还可以通过没有重叠的Welch测试PSD：

Sgm＝10000；noverlaps＝0；[Pxx,F]＝pwelch(x,sgm,noverlaps,[],Fs)；

Plot(F,10*log10(Pxx))；x标签(‘频率(Hz)’)；y标签(‘幅值(dB)’)；标题(‘减噪前的PSD’)。这导致图49中的图。

如果我们在2K Hz范围内放大，则：

Uf＝2000；plot(F1:uf),10*log10(Pxx)1:uf)))

x标签(‘频率(Hz)’)；y标签(‘幅值(dB)’)；标题(‘减噪前的PSD’)。这导致图50中的图。

最后，我们可以输出频率，用于峰分析，其中[Pxx,F]＝pburg(D1,50,[],Fs0'，并且在2000Hz内放大(尽管3000也将是良好的)。

Plot(0；1000/129:1938,10*log10(Pxx(1:26)))grid on；

图例(‘pburg PSD估值’)

x标签(‘频率(Hz)’)；y标签(‘幅值(dB/Hz)’)；标题(‘减噪后的参数PSD’)。这导致图51中的图。

然后，我们允许软件来限定峰。一旦识别，则峰可以通过(1-d/D)×100用于计算狭窄。

因此，我们已知环境噪音存在于任何数据组中并且我们已知总是存在一些声音。此外，我们已知我们正在尝试检测的声音并且已确定这些声音处于20-3000Hz的范围。我们可以除去通过这些灵敏机械所引入的其它声音，并且想法是提供覆盖应用以产生干净数据的外部和内部步骤的主张。

在某些实施方式中，我们基于狭窄类别来确定狭窄。例如，第一类可以是小于25％的狭窄。第二类可以是小于50％的狭窄，小于70％的狭窄，小于90％的狭窄。因此，方法可以是计算小于或大于25％狭窄的二元反应。另一种方法可以是计算小于或大于50％狭窄的二元反应。另一种方法可以是计算小于70％或小于90％狭窄的二元反应。

这种二元判定图中的狭窄计算允许广泛且快速确定患者的风险。此外，可以以特定狭窄百分比在医学上推荐特定程序。因此，例如，当测试冠状动脉时，可能仅需要确定大于或小于50％狭窄的二元判定，因为一旦狭窄达到该阈值，则推荐用于手术操作的程序。

使用如上所述的装置、系统和方法，可以在系统中使用本发明的部件以从流体流动血管中识别大环形涡旋。然后，我们可以使用低频(频谱)方法分析信号并评估狭窄、堵塞的范围。

在准备测试时，该系统首先经历一系列校准步骤，确保正确接收信号，将来自两个颈动脉和心脏的信号相关联，并识别收缩时间，即最快速流体流动时期。一旦记录信号，则该系统准备用于处理数字信号以实施频谱分析的数据。使用信号特征，对多个参数实施统计分析以提供对每个流体流动血管内的狭窄程度、堵塞或动脉瘤进行分类。对于颈动脉狭窄，输出结果提供了指明利用收缩事件的代表针对于限定的Nascet类别的堵塞范围的报告。

根据一个实施方式，邻近于要检查的流体流动血管布置传感器阵列，即一个或多个传感器。在一些情况下，将传感器布置在阵列上以用于确定颈动脉狭窄。阵列包括两个分枝，其向内偏移并且可以向外弯曲/折曲至正确位置。为了容纳不同高度的主体，可以做出额外修改以使得相对于上端传感器调整下端传感器(例如，在下端分枝和/或上端两分枝中提供叠缩或另外地可延伸部分或布置)。

阵列的具体特征在于它是可调整的并且可以配置以负责个体间的解剖学差异，同时保持足够的刚性以支撑传感元件。此外，阵列的形状和设计对于帮助将传感元件定向至阵列的每个部分是特别重要的，其中可以容易地将传感元件邻近于颈部布置以用于适当布置检测颈动脉。同时，在阵列中使用的材料和角度提供适当的阻力和温和的作用力以将传感元件挤压至用于检测的颈部侧。因此形状和材料提供温和但牢固地帮助定位传感元件并用于测试患者颈动脉狭窄的重要特征。

当实施颈动脉测试时，阵列可调节地设计以配合大多数成年人并由患者或第三者保持。在优选的实施方式中，当置于患者上时，该阵列给予患者足够的压力以实现足够质量的测量，从而准确确定狭窄，同时限制应用于颈动脉的压力。目标在于有足够的压力以帮助定位传感元件并在测试期间将它们的位置维持约2-3分钟，但是这种压力不会显著影响评估的颈动脉的形状和尺寸。的确，总体上，阵列和传感元件设计为被动测试，它是非发射的、无创的并且配置使得任何人可以实施该测试而无需认证。

根据一个实施方式，与在PC或主要计算单元上运行的软件或应用合作的传感器元件同时从颈部的右颈动脉和左颈动脉以及从就在胸骨下方的心脏中获取三次读取，校准声音特征，过滤，然后将数据数字化以用于分析。屏蔽电缆将信号传输至主要计算单元。在其它实施方式中，可以通过其它传输方式，包括无线、蓝牙或其它适合的数据传输机制传输信号和数据。

因此，用于确定人患者中颈动脉狭窄的方法由以下组成：将传感装置放置在患者上的第一步，其中将第一传感元件邻近于颈动脉放置；然后，传感元件测量来自颈动脉的声音。以模拟测量声音，并改变为数字格式，然后在实施功率频谱密度分析之前分析。功率谱密度图显示了峰，然后对峰进行分析以提供颈动脉狭窄百分比或堵塞的计算。

Claims (33)

1.一种用于测量来自颈动脉中涡旋的声音的方法，包括：

a.对至少两个传感元件实施第一质量控制程序，其中通过在基座单元内播放预定音调组来实施所述质量控制程序，其中所述至少两个传感元件检测所述音调组并且其中将所检测的音调与所述预定音调组相比较；

b.对至少两个传感元件实施第二质量控制程序，其中通过检测通过所述颈动脉的血流来实施所述第二质量控制程序并将所检测的声音与预定声音特征相比较；和

c.检测由所述颈动脉中涡旋所产生的声音持续至少30秒。

2.根据权利要求1所述的方法，其中从所述颈动脉中涡旋所检测的声音在40Hz至3000Hz之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中另外的步骤(d)包括消除在40Hz至3000Hz的范围以外的来自所述颈动脉的声音。

4.根据权利要求3所述的方法，包括另外的步骤(e)，所述另外的步骤(e)包括产生来自步骤(d)的声音的功率谱密度图。

5.根据权利要求1所述的方法，包括三个传感器箱。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤a中，其中如果相对于频率，所检测的音调和所述预定音调之间的比较具有大于10％的变化，则需要更换所述传感元件。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤b中，如果相对于频率，与所述预定声音特征相比，所检测的声音具有大于25％的变化，则需要重新定位所述传感元件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中相对于频率，差异大于100％，则重复步骤a。

9.一种用于测量由于动脉中斑块积累在颈动脉中产生的涡旋的方法，包括：

a.对至少两个传感元件实施第一质量控制程序，其中通过在基座单元内播放预定音调组来实施所述质量控制程序，其中所述至少两个传感元件检测所述音调组并且其中将所检测的音调与所述预定音调组相比较，其中如果所述音调在频率的10％以内，则所述质量控制程序通过，其中所述质量控制失败，则需要更换一个或多个传感元件；

b.对至少两个传感元件实施第二质量控制程序，其中通过检测由通过所述颈动脉的血流所产生的声音来实施所述第二质量控制程序；其中所述至少两个传感元件检测由通过所述颈动脉的血流所产生的所述声音，并且将所检测的声音与先前记录的声音特征相比较，其中声音特征频率的25％以内的所检测的声音表示正确定位，并且其中大于25％的所检测的声音需要重新定位一个或多个传感器；和

c.检测由来自所述颈动脉中涡旋的声音所产生的声音持续至少30秒。

10.根据权利要求9所述的方法，包括三个传感器箱，其中在步骤(c)中，通过所述传感器箱同时检测由来自所述颈动脉中涡旋的声音所产生的声音的检测。

11.根据权利要求9所述的方法，其中在步骤(c)中所检测的声音在20至3000Hz之间。

12.一种用于测量颈动脉中涡旋的系统，包括：计算机、能够运行软件的与计算机连接的微处理器和存储器、软件程序、包含至少一个扬声器的基座单元和包括至少三个传感器箱的阵列，其中所述传感器箱包括适合于检测20Hz至3000Hz范围内的声音的压电单元；

a.其中所述阵列和传感器箱定位在所述基座单元的托架内，并且其中所述软件通过所述至少一个扬声器产生一组预定音调并且其中通过所述传感器箱检测所述预定音调，并且所述软件将所检测的声音与所产生的预定音调相比较以确认每个传感器箱精确检测所述预定音调的Hz和振幅的10％以内的预定音调；

b.其中将所述阵列和所述传感器箱置于患者上并且其中将一个传感器箱邻近于心脏放置并且将第二传感器箱和第三传感器箱邻近于左颈动脉和右颈动脉放置；

c.其中实施第二质量控制程序，其中所述传感器箱检测来自所述心脏和所述颈动脉的声音并且所述软件将所检测的声音与对应于心脏的预定声音组和由所述颈动脉中流体流动所产生的预定声音组相比较；

d.检测来自所述心脏和所述颈动脉的声音持续30至120秒；

e.以20KHz的采样率将所检测的声音从模拟降采样至数字；和

f.从数字中除去40Hz至3000Hz范围以外的声音。

13.根据权利要求12所述的方法，包括产生功率谱密度图和在所述图中检测峰的另外的步骤(g)。

14.根据权利要求13所述的方法，包括通过计算(1-f1/f2)×100，由所述图中的峰确定狭窄百分比的另外的步骤(h)。

15.一种用于确定人患者中颈动脉狭窄的方法，由以下组成：将包含阵列和三个传感元件的传感装置放置在患者上的第一步骤，其中将第一传感元件放置在心脏附近并且将其余两个传感元件邻近于所述颈动脉放置；然后，所述传感元件测量来自所述三个传感元件中每一个的声音，这导致来自三个通道的声音；其中以模拟测量声音，并通过以20KHz的采样率降采样所检测的声音来将所述声音改变为数字格式；其中维持在20Hz至3000Hz之间的所述数字声音并实施功率谱密度分析；其中功率谱密度图显示与由于所述颈动脉中狭窄所产生的涡旋有关的峰；其中所述功率谱密度图提供所述颈动脉中狭窄的确定。

16.根据权利要求15所述的方法，包括通过从支撑所述阵列的基座上的扬声器播放预定音调来实施质量控制程序；在所述三个传感元件中的每一个中检测来自所述扬声器的声音和将所检测的声音与预定音调相比较的第一步骤；其中如果每个传感器所检测的声音在所述预定音调的频率的25％以内，则所述传感元件放置在心脏附近并且邻近于所述颈动脉。

17.根据权利要求16所述的方法，其中标识识别任一传感器是否检测大于所述预定音调的频率的25％的声音。

18.根据权利要求17所述的方法，其中如果频率大于所述预定音调的频率的25％，则更换传感器。

19.一种用于检测人患者颈动脉中狭窄的方法，由以下组成：向患者应用三个压电传感器的组，其中所述压电传感器定位在Y形阵列，将第一传感器定位在心脏上并且将其余两个传感器邻近于颈动脉定位在患者颈部的每一侧上；同时检测和记录来自三个传感器的声音；通过以20KHz降采样数据将所测量的声音从模拟格式化为数字；在功率谱密度图中将来自20Hz至3000Hz范围的数字声音作图并除去所有其它声音；和基于功率谱密度图的图示确定狭窄水平。

20.一种检测工业流体流动管道中堵塞的方法，包括：将具有听音器的传感器箱放置在所述流体流动管道上；检测通过所述流体流动管道的声音；实施小波分析并除去低于60Hz的低频声音；实施Burg或Welch法或两者以对数据减噪；以频率为x轴和强度为y轴绘制功率谱密度图；在所述功率谱密度图中计算两个主要的峰；通过计算(1-f1/f2)×100来确定所述流体流动管道的狭窄。

21.根据权利要求20所述的方法，其中对所述听音器实施第一质量控制程序，包括从基座播放预定声音特征；用所述听音器检测所述声音特征；将所检测的声音特征与所述预定声音特征相比较；如果所检测的声音和所述预定声音特征的频率之间的差异为10％或更小，则确认所述听音器正确工作。

22.一种检测动脉管道中堵塞的方法，包括：将具有听音器的传感器箱邻近于所述动脉管道放置在患者皮肤上；检测通过所述动脉管道的声音；实施小波分析并除去低于60Hz的低频声音；实施Burg或Welch法或两者以对数据减噪；以频率为x轴和强度为y轴绘制功率谱密度图；在所述功率谱密度图中计算两个主要的峰；通过计算(1-f1/f2)×100来确定流体流动管道的狭窄。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述动脉管道为颈动脉。

24.根据权利要求22所述的方法，其中所述动脉管道为冠状动脉。

25.根据权利要求22所述的方法，包括对所述听音器实施第一质量控制程序，包括从基座播放预定声音特征；用所述听音器检测所述声音特征；将所检测的声音特征与所述预定声音特征相比较；如果所检测的声音和所述预定声音特征的频率之间的差异为10％或更小，则确认所述听音器正确工作。

26.根据权利要求22所述的方法，包括在患者上实施第一质量控制程序，包括用所述听音器检测通过所述动脉管道的流体流动的声音；将所检测的声音与对应于通过所述动脉管道的预期频率的预定声音特征相比较；如果所检测的声音识别对应于所述预期频率的频率，则继续检测方法。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述预期频率在60至260Hz之间。

28.一种用于检测动脉循环系统中狭窄的装置，包括基座和至少一个传感器箱；所述基座包含处理器和扬声器，能够通过所述扬声器播放预定声音；所述传感器箱包括圆形压电帽，所述压电帽包含顶部和底部、内表面和外表面，在所述顶部和底部之间具有开口，其中所述顶部的开口大于所述底部的开口；定位在所述开口的内表面上的凸缘；具有顶部、底部和圆周支架的压电元件；所述压电元件布置在所述开口内，其中所述圆周支架的底部接合并且粘附至所述凸缘；具有与所述开口内部配合的环形和外径并且与所述凸缘的底部接合的印刷电路板；和在所述内表面上的用于将一次性压电组件紧固至组件基座的连接机构的一半。

29.一种用于检测动脉循环系统狭窄的方法，包括通过从扬声器播放预定声音特征对传感元件实施自诊断质量控制程序；用所述传感元件检测所述预定声音特征；将所检测的声音特征与所述预定声音特征相比较；继续第二质量控制程序，其中所检测的声音在所述预定声音特征的频率的25％以内，或者如果所检测的声音大于所述预定声音特征的频率的25％，则更换所述传感元件；将所述传感元件放置在所关心的动脉上；检测通过所述所关心的动脉的流体流动；检测60至260Hz之间的频率以确认所述传感元件的正确定位；如果未检测到60至260Hz之间的频率，则将所述传感元件移动至不同的位置；一旦检测到所述60至260Hz之间的频率，从所述传感元件采集数据；绘制功率谱密度图；基于(1-f1/f2)×100计算狭窄。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括在从所述传感元件采集数据后实施小波分析。

31.根据权利要求30所述的方法，还包括在小波分析之后实施Burg法。

32.根据权利要求31所述的方法，还包括在实施Burg法之后实施Welch法。

33.根据权利要求29所述的方法，其中所述狭窄的计算是大于或小于50％的二元计算。