DE2259496A1

DE2259496A1 - MICROPHONE FOR THE SIMULTANEOUS RECORDING OF PULSE AND HEART NOISE

Info

Publication number: DE2259496A1
Application number: DE2259496A
Authority: DE
Inventors: Roland Erik Olof Larsson; Kenth Ake Sune Dipl In Nilsson
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-12-29
Filing date: 1972-12-05
Publication date: 1973-07-12
Also published as: FR2165963B1; IT979669B; GB1373840A; FR2165963A1; DE2259496B2; SE367300B

Description

Mikrophon zur gleichzeitigen Aufnahme von Puls- und Herzgeräuschen Microphone for the simultaneous recording of pulse and heart sounds

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrophon zur gleich-zeitigen Aufnahme von Puls- und Herzgeräuschen, das einen piezoelektrischen Kristall umfaßt, der in einem in dem Mikrophon eingeschlossenen Raum in einem Gehäuse angebracht ist.The present invention relates to a microphone at the same time Recording of pulse and heart sounds, the one piezoelectric Includes crystal mounted in a housing in a space enclosed in the microphone.

Früher wurden Puls- und Herzgeräusche je für sich und nach einander in dem Zeitraum aufgenommen. Versuche sind auch gemacht worden, dasselbe Mikrophon für Puls- und Herzgeräusche zu verwenden, aber ungenügende Eigenschaften sind dann für einen der beiden Parameter erhalten. Der Zweck der Erfindung ist, durch ein Mikrophon, mit dem sowohl Puls- als auch Herzgeräusche an ein- und demselben Platz und an ein- und demselben Zeitpunkt aufgenommen werden können, vorzugsweise in einem Brutkasten, die Nachteile, die mit der vorbekannten Technik verknüpft sind, zu eliminieren. ■ ■ 'In the past, pulse and heart murmurs were recorded individually and one after the other during the period. Attempts have also been made to use the same microphone for pulse and heart murmurs, but insufficient properties are then for one of the two parameters obtained. The purpose of the invention is, through a microphone, with which both pulse and heart sounds can be taken in one and the same place and at the same time, preferably in an incubator, to eliminate the disadvantages associated with the prior art. ■ ■ '

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Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch, erreicht, daß der eingeschlossene Raum durch einen Körper, der den in einem elektrischen Kreis eingeschalteten piezoelektrischen Kristall trägt, und der in dem Mikrophongehäuse "befestigt ist, in zwei verschiedene Teile aufgeteilt ist, wobei der erste Teil mit einem ersten elastischen Medium und der zweite Teil mit einem zweiten elastischen Medium gefüllt ist, und wobei der zweite Teil über eine Scheibe mit darin angeordneten Kanälen in Verbindung steht mit einem außerhalb des Mikrophons befindlichen, mit dem zweiten elastischen Medium identischen Medium, und daß die akustische Dämpfung des Mikrophons von der Größe der beiden Teile des eingeschlossenen Raumes und von den Dimensionen der in der Scheibe angeordneten Kanäle bestimmt ist.This object is achieved according to the invention in that the enclosed space by a body that carries the piezoelectric crystal connected in an electrical circuit, and which is fixed in the microphone case "into two different ones Parts is divided, the first part with a first elastic medium and the second part with a second elastic medium Medium is filled, and wherein the second part is in communication with a disk with channels arranged therein a medium located outside the microphone, identical to the second elastic medium, and that the acoustic Attenuation of the microphone on the size of the two parts of the enclosed space and on the dimensions of the disc arranged channels is determined.

Die Erfindung wird näher unter H^uweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigenThe invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings explained. Show it

Pig. 1 eine Sprengskizze einer Aus führung s form des Mikrophons nach der Erfindung undPig. 1 is an exploded view of an embodiment s form of the microphone according to the invention and

Fig. 2 eine Ausführungsform des in dem Mikrophon angeordneten elektrischen Kreises.Fig. 2 shows an embodiment of the arranged in the microphone electrical circuit.

In dem in Fig. 1 gezeigten Mikrophon ist ein Kristall 1 in einem von einem elastischen und feuchtresistenten Material bestehenden Körper 3 eingebettet. Der Körper 3 ist in einem Mikrophongehäuse 5, 7 befestigt. Der Kristall ist frei aufgehängt, und ist so angeordnet, daß er von akustischen Wellenbewegungen in der den Körper 3 umgebenden luft zu Biegeschwingungen angeregt wird. Dadurch, daß der Kristall 1 frei aufgehängt ist, wird das Mikrophon unempfindlich gegen Schläge und Stöße und durch Verwendung eines feuchtresistenten Materials für den Körper 3 wird das Mikrophon außerdem auch in einer Atmosphäre verwendbar, die Feuchtigkeit enthält.In the microphone shown in Fig. 1, a crystal 1 is in one made of an elastic and moisture-resistant material Body 3 embedded. The body 3 is fastened in a microphone housing 5, 7. The crystal is freely suspended, and is like that arranged that it is excited to flexural vibrations by acoustic wave movements in the air surrounding the body 3. Because the crystal 1 is freely suspended, the microphone is insensitive to knocks and shocks and through use a moisture-resistant material for the body 3, the microphone is also usable in an atmosphere that Contains moisture.

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Durch den Körper 3 ist der im Mikrophon eingeschlossene Raum in zwei voneinander getrennte Teile aufgeteilt. Der Teil, der von dem Mikrophongehäuseteil 7 und dem Körper 3 abgegrenzt ist, und der von Luft gefüllt ist,, dient als ein federndes Element und der zwischen dem Gehäuseteil 7 und einer Scheibe 9 befindliche, mit Luft gefüllte Teil, bildet zusammen mit in der Scheibe 9 angeordneten Kanälen 11 ein Element mit Tiefpaßcharakter für akustische Wellen, die auf die Scheibe 9 fallen und durch die Kanäle 11 transmittiert werden. Mit der beschriebenen akustischen Ausführung, insbesondere umfassend die Dimensionierung der Kanäle 11, kann eine zur gleichzeitigen Aufnahme von Pulsund Herzgeräuschen geeignete akustische Dämpfung erhalten werden.The space enclosed in the microphone is divided into two separate parts by the body 3. The part that is from the microphone housing part 7 and the body 3, and which is filled with air, serves as a resilient element and the part which is located between the housing part 7 and a disk 9 and is filled with air forms together with in the disk 9 arranged channels 11 an element with a low-pass character for acoustic waves that fall on the disc 9 and through the channels 11 are transmitted. With the described acoustic Execution, in particular comprising the dimensioning of the channels 11, can be one for the simultaneous recording of pulse and Acoustic attenuation suitable for heart murmurs can be obtained.

Ein elektrischer Kreis 12 ist auf einer Isolierplatte 17 mit gedruckter Schaltung im Mikrophon angeordnet. Die Platte 17 ist mit Öffnungen 19 versehen, die die Lufträume an den beiden Seiten der Kreisscheibe verbinden, so daß der Luftraum zwischen dem Gehäuseteil 7 und dem Körper 3 größer wird. Die Innenseite des Mikrophongehäuses 5, T und ein Kabel 21, das den elektrischen Kreis 12 mit äußeren nicht gezeigten Kreisen verbindet, sind mit in der Figur nicht gezeigten Abschirmungsanordnungen versehen, um dem Entstehen von Störungssignalen im elektrischen System entgegenzuwirken.An electrical circuit 12 is arranged on an insulating board 17 with a printed circuit in the microphone. The plate 17 is provided with openings 19 which connect the air spaces on the two sides of the circular disk, so that the air space between the housing part 7 and the body 3 becomes larger. The inside of the microphone housing 5, T and a cable 21, which connects the electrical circuit 12 with outer circles, not shown, are provided with shielding arrangements, not shown in the figure, in order to counteract the occurrence of interference signals in the electrical system.

In der in Pig. 1 gezeigten Ausführungsform ist das Mikrophon mit einer EKG-aufnehmenden Elektrode in Form eines Metallringes 23 versehen. Dieser hat zur Aufgabe, die Lokalisierung (in horizontaler Richtung) derjenigen Körperstelle zu ermöglichen, wo ein Apexpuls erhalten wird. Die Elektrode stellt somit ein Hilf mittel bei der Verwendung des Mikrophons dar.In the in Pig. 1 is the microphone provided with an EKG-recording electrode in the form of a metal ring 23. This has the task of localization to enable (in the horizontal direction) that part of the body, where an apex pulse is received. The electrode is therefore an aid when using the microphone.

Das Mikrophon ist auch mit einer mit Löchern 27 versehenen Scheibe 25 ausgerüstet, worin die Löcher 27 derart angeordnet sind, · daß längs einer mit der Symmetrieachse parallelen Linie keine"The microphone is also provided with a disc with holes 27 25, in which the holes 27 are arranged in such a way that no "

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von der Scheibe 25 ungehinderte Verbindung zwischen dem außerhalb des Mikrophons befindlichen Raum und dem Körper 3, in dem das piezoelektrische Kristall 1 eingebettet ist, existiert. Hierdurch wird der piezoelektrische Kristall 1 gegen äußere Beschädigung geschützt. Übrige in Pig. 1 gezeigte Einzelheiten Bind nur für die mechanische Ausführung der Erfindung von Bedeutung. from the disc 25 unimpeded connection between the space outside the microphone and the body 3 in which the piezoelectric crystal 1 is embedded exists. As a result, the piezoelectric crystal 1 is against the outside Damage protected. Remaining in Pig. The details shown in FIG. 1 are only important for the mechanical implementation of the invention.

In der in Pig. 2 gezeigten Ausführungsform des elektrischen Kreises 12 werden der Grundton des Pulssignals und das Herzsignal über separate Ausgänge 37 bzw. 39 entnommen. Ein piezoelektrischer Kristall 41 ist mit einem Kondensator 42 in Reihe geschaltet, der z.B. eine Kapazität hat, die zehnmal größer als die Kapazität des piezoelektrischen Kristalls 41 ist. Dadurch wird eine kapazitive Unterteilung des am piezoelektrischen Kristall 41 auftretenden Signals bewirkt, wobei der Grundton des PulssignalB dominiert. Das unterteilte Signal wird einem Impedanzwandler 35 zugeführt, der einen als Emitterfolger geschalteten Peldeffekttransistor 47 enthält. Durch die Unterteilung des Grundtons des Pulssignals kann für den Peldeffekttransistor eine Speisespannung verwendet werden, die niedriger ist als es sonst möglich wäre. Der Impedanzwandler 35 hat einen hohen Eingangs-Widerstand; dies ergibt eine für den niederfrequenten Grundton des Pulssignals erforderliche große Zeitkonstante. Der Ausgang dee Impedanzwandlers 35 ist nie der ohmig, wodurch das elektrische System von den Kapazitätsänderungen des Kabels 21 nicht beeinflußt wird. Solche Kapazitätsänderungen treten auf, wenn das Kabel 21 bewegt und unterschiedlich gebogen wird (z.B. beim Wechsel des Anlageortes für das Mikrophon am Körper eines Patienten).In the in Pig. 2 embodiment of the electrical Circle 12, the fundamental tone of the pulse signal and the heart signal are taken via separate outputs 37 and 39, respectively. A piezoelectric Crystal 41 is connected in series with a capacitor 42 which, for example, has a capacitance ten times greater than is the capacitance of the piezoelectric crystal 41. Through this a capacitive subdivision of the signal occurring at the piezoelectric crystal 41 is effected, the fundamental tone being the Pulse signal B dominates. The divided signal is passed to an impedance converter 35 which contains a pelde effect transistor 47 connected as an emitter follower. By dividing the In the basic tone of the pulse signal, a supply voltage can be used for the pelde effect transistor which is lower than usual it is possible. The impedance converter 35 has a high input resistance; this gives one for the low-frequency fundamental tone of the pulse signal required large time constant. The exit The impedance converter 35 is never the ohmic, which makes the electrical System of the changes in capacitance of the cable 21 is not affected will. Such changes in capacitance occur when the cable 21 is moved and bent differently (e.g. at Change of the installation location for the microphone on the body of a Patients).

Der Kristall 41 ist auch an einen Widerstand 46 angeschlossen, der zusammen mit dem Kristall 41 eine differenzierende Schaltung zur Begrenzung der Amplitude des niederfrequenten Teils desThe crystal 41 is also connected to a resistor 46 which, together with the crystal 41, forms a differentiating circuit to limit the amplitude of the low-frequency part of the

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Herz signal spektrums bildet. Der Widerstand 46'ist an einen von einem Kondensator 43 und einem Widerstand 45 gebildeten Hochpaßfilter angeschlossen, der z.B. eine untere G-renzfrequenz von 5 Hz hat. Das somit hochpaßfiltrierte Herzsignal wird über einen Anschluß 39 entnommen.Heart signal spectrum forms. The resistance 46 'is at one connected by a capacitor 43 and a resistor 45 formed high-pass filter, for example a lower limit frequency of 5 Hz. The thus high-pass filtered heart signal is over a connection 39 removed.

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Claims

'Τ, microphone for the simultaneous recording of pulse and heart sounds, comprising a piezoelectric crystal which is mounted in a space enclosed in the microphone in a housing, characterized in that the enclosed space by a body (3), the in an electrical circuit (12) connected piezoelectric crystal (1), and which is fixed in the microphone housing (5, 7), is divided into two different parts, the first part with a first elastic medium and the second part with a second elastic medium is filled, and wherein the second part via a disc (9) with channels (11 ^λ arranged therein is in communication with a medium located outside the microphone, identical to the second elastic medium, and that the acoustic attenuation of the microphone of the size of the two parts of the enclosed space and the dimensions of the channels (11) arranged in the disc (9) is determined.

2. Microphone according to claim 1, characterized in that the body (3) consists of an elastic material and that the piezoelectric crystal (1) is embedded in the body (3).

3. Microphone according to claim 2, characterized in that the elastic material is moisture-resistant.

4. Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that the first elastic medium is air is.

5. Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical circuit (12) on one

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Insulating board with printed circuit (17) is arranged, which is placed in the enclosed space and in which openings, gene (19) are arranged for the elastic medium in question.

6. Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical circuit (12) has a differentiating Circuit (29) which limits the amplitude of the low-frequency part of the cardiac signal spectrum, one with the differentiating circuit (29) cascaded high-pass filter (43, 45) »that separates the fundamental tone of the pulse signal from the heart signals, and a capacitive voltage divider (33) to subdivide the fundamental tone of the pulse signal, the capacitive Voltage divider (33) is connected to an impedance converter (35) in such a way that the divided fundamental the impedance converter (35) is supplied, whereby the fundamental tone of the pulse signal is taken from the impedance converter (35) and the heart signals from the high-pass filter (43, 45) are taken.

7. microphone according to one of the preceding claims, characterized characterized in that both the microphone housing (5, 7) and a cable (21) which connects the microphone to outer circles, are shielded.

8. Microphone according to one of the preceding claims, characterized in that the microphone with an organ (23) is provided, which serves as an aid in locating the body part where pulse and heart sounds are recorded should be. .

9. Microphone according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a washer provided with holes (27) (25) is arranged between the disc (9) provided with channels (11) and the body (3), and that the holes (27) and the Channels (11) are arranged relative to each other so that the piezoelectric Crystal (1) protected against external damage

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10. Microphone according to claim 8, characterized in that the organ (23) is designed as an EKG electrode.

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