CN1202095A - 用于电子听诊器的拾音头 - Google Patents

Abstract

带有用于将声音振动转换成电信号的声电换能器(4)的拾音头(1)的特征在于一个围绕一个细长栓(3)放置和直接地紧固在该换能器(4)上的感应声音的杯形端(2),杯形端(2)定界在人体表面上的听诊区域并通过内部的反射和/或吸收而以预定的方式将由该细长中心栓(3)直接提取的声音感应到预定的程度。该杯形端(2)不与该中心栓(3)声耦合。

Description

用于电子听诊器的拾音头

本发明涉及电子听诊器，尤其是涉及电子听诊器的拾音头。

听诊器在工业中使用，尤其是当用于监听能够指示机器中缺陷的某种确定的声音时被采用，但是主要的使用领域是在医学中，用于监听与特定身体功能密切相关的声音，特别是与肺、心以及静脉一类重要器官有关的声音。

医生经常要在同时接收的多种声音中收听特定的声音。这些各种声音时常对应于特定的频带，这种关系可见附图4中示出的与各种类型的心脏病相关的声音频带。例如，对于二尖瓣狭窄感兴趣的医生，如果能够去除高于80Hz的频率，则能够实现听诊结果的实质性的改进，因为具有高于80Hz频率的声音通常是与其它类型的病理现象而不是与这种心脏狭窄型的疾病相关联。

已经采用各种技术对于被希望从身体传送到医生耳朵或声音记录装置的声音频率范围进行处理。例如，在本申请人的挪威95,0495专利申请中公开了一种具有用于去除不希望频率的可调带通滤波器的电子装置，即能够去除＂噪声＂，以便仅传送正在进行的特定诊断所感兴趣的声音。但是，还可以解决在听诊器自身中的频率整形和声音频率的适应的问题，即在听诊器拾音部件中的这些问题。在那些不具有电子放大功能的普通听诊器上已经安装了设计来实现不同频带的衰减/放大的专用拾音头，例如在专利文献GB 2051584和US 4903794中，这两项专利都公开了这样的听诊器拾音头，即具有设计用于提供在确定的频率谐振的专门的空腔。在这两项公开的专利中的拾音头都具有正向振动膜，在膜的中央具有一个前向凸起的尖端，用于直接吻合在人体表面上。

电子型的听诊器，即具有声电换能器的听诊器，以及在一定程度上和本发明的设计相关的听诊器在专利文件DE2703781、DE2453936和DE932268中已经公知。在DE2703781中公开了一种具有压电元件的人体声音提取装置。为了将振动传送到该元件，在一个筒状的开口中央放置一个凸出的销，目的是避免通过空气接收声音。没有采取对于提取的声音的频率进行整形的措施。

DE2453926示出一种电子听诊器，其中的声音提取部件所具有的正向振动膜带有一个位于膜中央并且向前突出的＂底盖帽＂(scull cap)。但是，声音的振动还是通过在该振动膜内部的空气传送到内置的听诊器部件。没有提到对于特定频带的增强/衰减的特征。

DE932268公开的是一种用于提取人体声音的麦克风，其中心栓把出自人体表面的振动经过一种半刚性的机械连接传送到一个声电换能器。围绕该中心栓的是正向凸起的园形边缘，其目的是提供使得该中心栓紧靠着皮肤的一个近似恒定的吻合力。没有采取只对所传送的去除了不希望的声音和不希望的频率的声音进行感应的措施。

本发明的目的是提供一种用作一个电子听诊器的一部分的拾音头，其中通过该拾音头结构的本身把针对诊断目的的特定的频率范围增强而将其它的频率范围削减。

根据本发明，其目的是通过提供由所附的权利要求准确限定了的拾音头所实现的。所以，本发明的核心特征是，至少一个用于传送振动的细长栓被放置在一个感应声音的杯形端的内部中央，用杯形端的边缘定界一个环绕该细长栓的反射和/或吸收空间，以此方式将某些频率向该栓的方向反射，而其它的频率则不发生这种反射，从而该栓传送频率整形的声音。杯形端自身不与该细长栓声耦合，它自身只从身体表面的一个很小的面积上提取声音，而在该杯形端内部反射之后传送到的该栓的声音主要是起源于在该杯形端下面限定的较大的身体表面区域。

下面将结合附图对于本发明的实施例进行更为详细的描述。

图1示出了根据本发明的拾音头的一个实施例。

图2示出图1所示的拾音头和一个电子部件连接在一起，构成一个完整的电子听诊器。

图3是图2示出的类型的一个完整的电子听诊器，但是具有不同的拾音头反射栓的设计。

图4是表示某种类型的心脏病的有效声音频率范围的频率图。

在图1中示出的是本发明拾音头的一个基本的实施例。该拾音头自身用参考符号1表示，包括的最主要的部件是一个感应声音的杯形端2，一个中心栓3和一个声电换能器装置4。中心栓3直接连接到换能器4，换能器4通过电接触点5与在图中没有示出的电子放大和处理电路相连接。通过振动吸收衬垫6的作用使得感应声音的杯形端2与换能器4在声音上脱离耦合。

该图是贯穿拾音头1的一个截面图，并且显然该拾音头是关于和该中心栓的纵向轴重合的中心轴圆对称的。但是，该形状还可以是椭圆，或者可以使得该栓2具有矩形的周边，或是三角形或多边形的周边。

当边沿区域7吻合在人体的表面上时，拾音头的感应声音的杯形端2定界在人体表面上听诊的区域。从在该人体表面上定界的该听诊区域传出的声音能够随即被在该感应声音的杯形端2中的内壁8朝向中心栓3反射以便提供除了由该栓在其所耦合的很小的中心区域中直接提取的声音之外的附加的声音。在这种连接中的重要的参数是内壁的形状，即可能的曲率或平坦性、在内壁8和边沿区的平面7之间的倾角B和内壁8的材料和出现的声音的频率。双曲线的内壁8，例如在交叉部分具有抛物线，将朝向在中心栓3上的一个确定的位置提供一个聚焦效果，而图1示出的锥形的内壁8(即当贯穿一个园形对称的拾音头示出的截面图)将进一步地把反射的声音分布到该栓的整个区域上。所以，考虑到出自人体表面的定界区域的总的声音信号的不同部分到达换能器4的时间，内壁8的不同的形状是重要的，并且有可能＂修改＂该内壁8的形状以便向拾音头提供相关于特定感兴趣的人体声音的最佳的可能响应。当然，同样是本发明的实施例(没示出)的另一个听诊器拾音头将使得内壁8具有能够改变的形状，最好的方式是在拾音头外部的一个单一的手指操作按钮，通过直接地将机械力传输到一个张力部件，强迫内壁8改变其曲率，从而给出形状的改变，并从而向拾音头提供不同的总体响应。

还可能使内壁8的一个区域或某些区域具有不同的与频率相关的声音反射或声音吸收性质，以便在涉及到特殊声音的最佳传送的一个所希望的方向上感应该拾音头的响应。在本发明的一个变形中，感应声音的杯形端具有完全吸收性质的内壁。这将有可能消除回声和出自该杯形端的声音，使得只由中心栓将声音的振动传送到换能器4。

在拾音头1的其它的可变参数当中，必须提及的是中心栓3本身，作为起点的该中心栓是一个由硬质材料，例如钢材料制成的刚性的长形棒。但是，该拾音头也可以具有几个这样的栓，它们排列在感应声音的杯形端2的中央。这些栓可以被接到单一的声电换能器4，或者针对每一个分别的栓配备一个独立的换能器，以便获得双重的、三重的等等拾音头。在这种＂多重栓＂的情况中，这些栓的角度可以从精确的轴的方向(相对于图1中示出的单个栓的情况)导出，并且所指的方向和在身体表面内的声源的深度有可能通过所附的电子线路和计算机设备来计算。

尽管强调本发明的要点是利用杯形端的内壁8的“专门设计”的尺寸和形状将直接的声音和反射的声音进行特定的组合(该直接声音来自由一个或多个细长中心栓提供的小的中心区域，而该反射的声音则是从被感应声音的杯形端的内侧定界的较大的身体表面区反射到该中心栓)，但是，还应该注意到一个特定的实施例：有可能通过在感应声音的杯形端的整个开口上，即在正向凸起的中心栓3的外部紧绷一个在图1中以虚线示出的振动膜9来改变该拾音头的性质而使之与上述的拾音头的性质不同。必须在该杯形端的外沿的四周提供用于该振动膜9的一个紧固装置10。这种振动膜的效果是使得与该振动膜相接合的中心栓从更大的区域上俘获声音，但是这种方案也会从感兴趣的身体表面得到更多的接触噪声，因而不是通常采用的首选方案。

在图1中的拾音头的顶端带有一个插口11。在图2和图3的实施例中示出的该插口11用于使得完整的听诊器12和13具有近似于一个闪光灯的形状，其中的长形主体18包括有在一个电子部件中的完整的放大和处理电路，经过接点5连接到换能器装置4(见图1)。参考符号17图示地表示一个无线型的天线，用于发送调制的光或用于发送超声波，在多数的情况下用于发送由一个固定(没示出)接收装置接收的信息载波辐射。当然，有线连接也是可能的，但是此时的手持单元12和13可能实际被减至单一的部件1，通过导线从接点5连接到更完整的、稳定的信号处理单元，该拾音头1本身则构成手持单元。

在图2中，拾音头1实际上是和图1中的相同的类型，而图3中示出感应声音的杯形端2中的一个双曲线的内壁15。杯形端的边沿区在此种情况中的形状则更为尖锐，形成边沿14。

图4示出了与某些心脏病症状相关的特殊声音在可听声音范围中的位置。应该注意，与可听的声音范围(20Hz-20KHz)和典型的呼吸声音的范围(200-700Hz)相比，不同的二尖瓣狭窄具有在范围25-80Hz内的特殊的频率，第一和第二心音出现在20-140Hz的频率范围，房中隔缺损是在20-70Hz的频率范围，主动脉和二尖瓣回流具有的声音频率是在170-900Hz，而射血性杂音是在130-500Hz。根据本发明的拾音头恰能够增强这些频率范围，或者抑止其外部的频率的传送，如果更希望这样的话。

应该注意到，根据本发明的拾音头当在衣服的外部听诊时也提供良好的结果。

在使用中，感应声音的杯形端围绕着中心栓形成一个闭合空间，并因此具有的效果是使得来自外部的声音不能够由该栓所提取。所以，该杯形端还起到阻隔除了＂可用信号＂之外的其它的信号的一个屏蔽的作用。只有在杯形端的内部提取的人体的声音才是有效的，不希望的信号将被去除。

上面已经谈到，在感应声音的杯形端中的不同形状的反射内壁将提供能够实际上是朝向在中心栓上的一个位置的或者是更为扩散的朝向多个位置的反射。所以，可以利用该内壁的形状来补偿不同声音的不同的到达时间，从而使得某种到达被抑止而使得其它的到达能够被增强。作为感应声音的杯形端的几何形状和材料的选择的结果的到达时间是一个重要的参数。该杯形端提供的反射在不同的时间朝向不同的位置发散的事实将提供在时间/声音中的相位移。参见图5中利用传统的心音显示仪记录的曲线段。这些曲线在一定的程度上可以通过采用根据本发明的拾音头实现的增强和强调而变得更清晰、更好的限定和更易于理解。

Claims (8)

1.一种用于电子听诊器的拾音头，包括至少一个声电换能器(4)，用于提供至少一个代表声音振动的电信号；和至少一个耦合到所说的换能器(4)的机械部件(3)，用于把来自人体表面的所说的声音振动传送到所说的换能器(4)；其特征在于，

一个不与所说的至少一个机械部件(3)声耦合但环绕其放置的感应声音的杯形端或杯状物(2)，用于以其边沿(7)在所说的人体表面上定界一个听诊区域，并以其内壁(8)提供环绕所说的至少一个机械部件(3)的一个感应声音的空腔表面；并且

所说的至少一个机械部件是由一个细长栓(3)构成，它紧靠所说的身体表面，用于从实际上小于所说的定界的听诊区的区域上提取声音振动。

2.根据权利要求1的拾音头，其特征在于，用于提取声音振动的若干个细长栓被耦合到一个单一的声电换能器(4)。

3.根据权利要求1的拾音头，其特征在于，用于提取声音振动的若干个细长栓被分别耦合到对应数目的声电换能器中的一个之上，用于提供对应数目的分别的电信号。

4.根据权利要求1，2或3的拾音头，其特征在于所说的感应声音的杯形端或杯状物的边沿(7)实际上是平坦的并具有园形、椭圆形、方形或多边形。

5.根据在先的权利要求之一的拾音头，其特征在于，感应声音的杯形端或杯状物(2)中的内壁(8)被用于将声音朝向至少一个栓(3)反射，该内壁的形状，即角度和曲率半径，以及表面材料是与所传送和有可能增强的特定的声音频率有关的预定的参数。

6.根据权利要求1-4之一的拾音头，其特征在于内壁(8)的至少一个区域被用于吸收在预定的频率范围内声音。

7.根据在先的权利要求之一的拾音头，其特征在于沿着所说的感应声音的杯形端或杯状物的边沿(7)紧固一个振动膜(9)，以便直接地接触人体的表面，即在所说的至少一个栓(3)和所说的人体表面之间紧固振动膜(7)。

8.根据在先权利要求之一的拾音头，其特征在于，用于处理电信号的电子电路(16)包括在单元(18)中，该单元与所说的拾音头(1)制成一体或固定在其上，还可能具有一个无线发射机单元(17)，用于进一步与可以包括一个计算机的中心单元相通信。

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