JP2017519606A - 音響的又は電子的に胸部音を検査するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明はハイブリッドの音響電子聴診器に関する。１つの実施形態では、ハイブリッドの音響電子聴診器はダイヤフラム、音響セレクタ、マイク及びスピーカを有するチェストピースを含む。マイクは、ダイヤフラムからの圧力信号を、スピーカを介して処理済み音響信号として出力可能な対応する電子信号へと変換する。音響セレクタはダイヤフラム又はスピーカのいずれかを選択できる。一対の耳管が、音響導管を介して音響セレクタに音響的に連結される。次いで、耳管はユーザに対して、音圧信号、又は処理済み音響信号を提供する。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、対象者の胸部音を音響的又は電子的に検査するハイブリッドシステム及び方法に関する。

音響聴診器は初期の医療活動から一般的に使用されていた。また、音響聴診器は対象者から聴診者に対して、心音及び／又は肺音といった胸部音を伝送するように設計されている。音響聴診器は、機械装置として、信号損失／減衰、ノイズ及びひずみを含む制約を有する。しかし、音響聴診器は比較的低価格で耐久性があるため、一般的な施術者や、救急医療隊員の分野の第一対応者にとって、極めて魅力的である。

最近では、音響聴診器のこれらの制約のいくつかを克服するために、電子聴診器が出現している。これらの電子聴診器の多くが音響信号を増幅し、及びフィルターをかけることができ、それによって、実質的に音響聴診器よりもその性能を増している。ただし、これらの優位性は、複雑性／コストの増加、操作者の習得の長期化及び信頼性の減少を含む犠牲を伴う。

従って、音響モード又は電子モードのいずれかで操作することが可能なハイブリッド聴診器への差し迫った必要性が存在することは明らかである。これらの改良されたハイブリッド聴診器は、音響聴診器の扱い方への慣れや信頼性を実質的に残しつつ、電子聴診器の選択可能な機能を有する。

前述を達成するように、且つ、本発明に従って、胸部音を音響的及び／又は電子的に検査するシステム及び方法が提供される。具体的には、任意の無線伝送機能で患者の心音及び／又は肺音の検査をすることができるハイブリッド音響電子聴診器が提供される。

１つの例示の実施形態では、ハイブリッド音響電子聴診器は、ダイヤフラム（振動板）、音響セレクタ、マイク、信号処理部及びスピーカを有するチェストピースを含む。マイクはダイヤフラムに対して音響的に連結され、例えば胸部音のような、ダイヤフラムからの圧力信号を、対応する電子信号へと変換するように構成されている。スピーカは、信号処理部を介してマイクに音響的に連結されており、処理部は、対応する電子信号から処理済みの音響信号を作り出すように構成されている。

本実施形態では、音響セレクタは、例えば中空軸の開口部のような、ダイヤフラム又はスピーカのいずれかに選択的に連結できる音響入力装置を有する。一対の耳管（ｂｉｎａｕｒａｌ）が、音響導管を介して音響セレクタの出力装置に音響的に連結される。次いで、耳管はユーザに対して、音圧信号、又は処理済み音響信号を提供する。

ある実施形態では、ハイブリッド聴診器は、例えばトレーニング環境などで、処理済み音響信号を１つ又は複数の他の装置と共有することができる無線送信機を有する。この処理された音響信号は、外部のビデオモニタ上に表示されてもよい。

先に記載された本発明の様々な特徴は、単体で、又は組み合わせで実施されうる。本発明のこれらの、及び別の特徴は、図面と共に以下の本発明の詳細な説明で詳述される。

本発明がより明確に特定されるように、いくつかの実施形態が例として、付随する図面を参照しながら以下に説明される。

図１は、本発明に従った、ハイブリッド音響電子聴診器の１つの実施形態を示している。

図２は、図１のハイブリッド聴診器の一例のチェストピース及びセレクタの斜視図である。

図３Ａ及び図３Ｂは、音響モード及び電子モードのそれぞれで作動する、図２のチェストピースの断面図である。。

図４は、図１のハイブリッド聴診器の一例の動作を示したフロー図である。

図５は、組み込まれた複数のＥＣＧ導線を有するハイブリッド聴診器の別の実施形態の正面図である。

本発明は、付属図面に図示されるいくつかの実施形態を参照してここに詳述される。以下の説明において、数々の具体的な詳細は、本発明の実施形態の完全な理解をもたらすために明記されている。ただし、実施形態は、ある程度の、又はすべての具体的な詳細がなくとも実施可能であることは、当業者にとって明白である。別の例では、本発明を不必要に曖昧にしないために、よく知られた工程段階及び／又は構造は詳述されていない。実施形態の特徴及び優位性は図面、及びそれに続く詳解を参照して、さらに理解されるであろう。

本発明の例示の実施形態の態様、特徴及び優位性は、付随する図面と関連する以下の説明により、さらに理解されるであろう。ここに提供される本発明の説明された実施形態は例示のみを目的としており、限定するものではないことは、当業者にとって明白である。本説明で開示されたすべての特徴は、明確に示されない限り、同一又は同様の目的に機能する別の特徴と置き換えられてもよい。従って、修正された他の数々の実施形態が、ここに定められる本発明の範囲内に収まるものとして、及び、本発明の同等物として考慮される。従って、ここに開示される実施形態は単なる例に過ぎないため、例えば、「ｗｉｌｌ」「ｗｉｌｌ ｎｏｔ」「ｓｈａｌｌ」「ｓｈａｌｌ ｎｏｔ」「ｍｕｓｔ」「ｍｕｓｔ ｎｏｔ」「第１に」「最初に」「次に」「続いて」「〜の前に」「〜の後に」「最後に」及び「最終的に」といった絶対的な、及び／又は順次的な用語の使用は、本発明の範囲を限定することを意味していない。

議論を容易にするために、図１は、チェストピース１１０、セレクタノブ１２０、音響導管１３０及び音響的に連結された一対の耳管１４６、１４８を含むハイブリッドの音響電子聴診器１００の例示の実施形態を示している。図２は、チェストピース１１０及びセレクタノブ１２０の斜視図である。本実施形態では、ノブ１２０は、チェストピース１１０に回動可能に連結された中空外部軸２１０に固定されている。

図３Ａ及び図３Ｂの断面切断図に示されているように、例としてのチェストピース１１０は、中空内部軸３１０、ダイヤフラム３２０、第１の電子変換器３３０、第２の電子変換器３４０、信号処理部３５０、電池３６０、アンテナ３７０及び筐体３８０を含む。内部軸３１０は外部軸２１０に固定されていることに留意すること。

本実施形態では、変換器３３０がマイクであり、変換器３４０がスピーカであり、両変換器３３０、３４０が信号処理部３５０に連結されている。信号処理部３５０は、アンテナ３７０に連結された任意の無線送信機（図示されず）を含む、又は、該任意の無線送信機に連結されていてもよい。これにより、チェストピース１１０が他の電子機器と情報を共有することが可能になる。

ユーザのニーズにより、信号処理部３５０は、例えば無線誘導電荷を使用することにより、置換可能な、及び／又は再充電可能な電池３６０によって充電されることが可能である。その他の様々な代替及び／又は補助的電源もまた可能であり、そこには太陽電池及びＡ／Ｃアダプタが含まれる。

図４のフロー図、及び、チェストピース１１０の動作における音響モードを図示する図３Ａを参照すると、中空内部軸３１０は、ダイヤフラム３２０に実質的に面して配置される開口部３１２を有する。ステップ４１０では、例えば医師や看護師といったユーザが、例えば患者などの対象者の胸壁付近にチェストピース１１０を置くと、ダイヤフラム３２０が、対象者の心音及び／又は肺音などの胸部音を拾い、それによって音圧信号を発生する。開口部３１２はダイヤフラム３２０に面しているため、ダイヤフラム３２０からの音圧信号は、開口部３１２及び音響導管１３０を介して一対の耳管１４６、１４８の方向に向かう（ステップ４４０参照）。この、動作の音響モードにおいて、ハイブリッド聴診器１００の感触（ｔａｃｔｉｌｅ ｆｅｅｌ）／触覚フィードバック及び生成された音は、以前に音響聴診器を使用して訓練された一般的なユーザにとって、極めて親しみやすい。

図４のフロー図、及びチェストピース１１０の動作の電子モードを図示した図３Ｂを参照すると、中空軸３１０が１８０°回転され、開口部３１２が、例えばスピーカなどの第２の変換器３４０に対して実質的に面するように再配置されている。再配置、すなわち軸３１０の回転は、例えば、チェストピース１１０に対して回転するセレクタノブ１２０によって実施されうる。

ステップ４１０で、ユーザが、対象者の胸壁付近にチェストピース１１０を置くとき、ダイヤフラム３２０は対象者の胸部音を拾い、それによって音圧信号を生成する。例えばマイクのような第１の変換器３３０はこれらの音圧信号を拾い、それらを信号処理器３５０に向けて、対応する電子信号へと変換する（ステップ４２０）。ステップ４３０で、信号処理器３５０は、第２の音響変換器３４０を介して、対応する電子信号から処理済み音響信号を生成する。ここで、開口部３１２が第２の変換器３４０に対して実質的に面するように配置されているため、第２の変換器３４０からの処理済み音響信号は、開口部３１２及び音響導管１３０を介して、一対の耳管１４６、１４８の方向に向かう（ステップ４４０参照）。

本実施形態では、信号処理器３５０は、第１の変換器３３０からの対応する電子信号を増幅する、及び／又は選択的にフィルタリングを行うことができる。例えば、ユーザは、音響聴診器の「ダイヤフラム」モード（膜型）又は「ベル」モード（ベル型）に相当するものに対応する胸部音を聞くことを望むであろう。

上記のように、チェストピース１１０は、テレビ、タブレット、スマートフォン又は携帯型患者用モニターなどの１つ又は複数の他の電子機器と、処理済み音響信号を無線で共有することができる。チェストピース１１０からの無線伝送は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、又は公共の携帯電話ネットワークプロトコルといった標準的なプロトコル、又は専売プロトコルに基づくことが可能である。チェストピース１１０が、例えばＵＳＢ、ＶＧＡ、Ｓ−Ｖｉｄｅｏ、ＲＣＡ／ＢＮＣ（コンポジットビデオ）、ＤＶＩ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＦｉｒｅＷｉｒｅコネクタ、又はＴｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔコネクタを使用した、最適な通信ポートを介して、外部ビデオモニタに処理済み音響信号を表示することも可能である。

図５は、例示の拡張チェストピース５１０の別実施形態５００の患者と対面する正面視を示す。拡張チェストピース５１０は、ダイヤフラム５２０及び３対の導線５４２−５４６、５６２−５６６、及び５７２−５７６を有しており、これら導線は対応する３つのＥＣＧ（心電図）センサに連結されうる。（各ＥＣＧセンサの）対応する入力用オペアンプ５８２、５８４及び５８６の３つ、及び、各入力導線コネクタは、図示のみを目的として、一般的な電子回路作図形式で示されていることに留意すること。実際には、これらのオペアンプ５８２、５８４及び５８６、ならびにそれらの入力導線コネクタは、理想的には、耐水性の筐体内で包含及び保護されるべきである。

その他、多数の改変及び追加が可能である。例えば、ダイヤフラムは、膜型（ｄｉａｐｈｒａｇｍ ｍｏｄｅ）、ベル型（ｂｅｌｌ ｍｏｄｅ）、小児用サイズの相互に交換可能な各種の一部であってもよい。また、例えば、中空セレクタ軸を修正することによって、修正されたチェストピースが３つの選択可能なモード、すなわち、音響のみのモード、電子のみのモード、又は音響及び電子モードの組み合わせによるモードを備えていてもよい。無線機能を持つ、小型化された手首着用の健康状態モニターでもよい。

要約すると、本発明は、任意の無線伝送機能を持つ、患者の心音及び／又は肺音を検査することができるハイブリッド音響電子聴診器を提供する。かかるハイブリッド聴診器の優位性は、例えば、電子機器が故障したり、又は電源を喪失した場合に、音響のみのモードへと円滑に移行する性能を含む。

本発明はいくつかの実施形態に関して説明されているが、本発明の範囲に収まる変更、修正、変形、及び代わりとなる等価性が存在する。本発明の方法及び装置を実施する多数の代替方法が存在することは留意すべきである。従って、以下の添付の請求項が、本発明の趣旨及び範囲内に収まる、すべてのかかる変更、修正、変形、及び代わりとなる等価性を含むと解釈されることが意図されている。

Claims (19)

1. ハイブリッド音響電子聴診器であって、
   音圧信号を提供するように構成されたダイヤフラムを有するチェストピースと、
   前記ダイヤフラムに音響的に連結され、前記ダイヤフラムからの前記音圧信号を対応する電子信号に変換するように構成された第１の電子変換器と、
   前記第１の変換器に連結され、前記対応する電子信号を処理し、処理済み音響信号を生成するように構成された第２の電子変換器と、
   前記音圧信号を提供する前記ダイヤフラム、及び、前記処理済み音響信号を生成する前記第２の変換器の少なくとも一方に選択的に連結するように構成された入力用開口部を有する音響セレクタと、
   前記音響セレクタの出力装置に音響的に連結され、前記音圧信号及び前記処理済み音響信号の少なくとも一方をユーザに対して提供するように構成された一対の耳管と、
   を備えることを特徴とするハイブリッド聴診器。
2. 前記一対の耳管は、音響導管を介して前記音響セレクタの出力装置に音響的に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
3. 前記音響導管は可撓管であることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド聴診器。
4. 前記第１の変換器はマイクを含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
5. 前記第２の変換器はスピーカを含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
6. 前記音響セレクタは開口部の付いた中空軸を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
7. 前記ダイヤフラム、前記第１の変換器及び前記第２の変換器は筐体内に含まれていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
8. 前記第２の変換器に連結された電池をさらに備え、前記電池は前記筐体内に含まれていることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド聴診器。
9. 前記電池は再充電可能であることを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド聴診器。
10. 無線送信機、及び、前記第２の変換器に連結されたアンテナをさらに備え、前記送信機及び前記アンテナは前記筐体内に含まれていることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド聴診器。
11. 前記無線送信機は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）送信機及びセル方式の携帯無線電話送信機のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド聴診器。
12. 前記第１の変換器は、前記ダイヤフラムによって提供される前記音圧信号をフィルタリングするように構成された信号処理器を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
13. 前記音圧信号のフィルタリングは、ダイヤフラムモード及びベルモードのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２に記載のハイブリッド聴診器。
14. 前記第２の変換器は、前記第１の変換器によって提供される前記対応する電子信号をフィルタリングするように構成された信号処理器を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド聴診器。
15. 前記対応する電子信号の前記フィルタリングは、ダイヤフラムモード及びベルモードのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載のハイブリッド聴診器。
16. 対象者の心音及び肺音を検査するハイブリッドのコンピュータ化された方法であって、本方法は、
    対象者の心音及び肺音の少なくとも一方から音圧信号を生成する工程と、
    前記音圧信号を対応する電子信号に変換する工程と、
    前記対応する電子信号から処理済み音響信号を生成する工程と、
    前記音圧信号及び前記処理済み音響信号の少なくとも一方を選択する工程と、
    前記音圧信号及び前記処理済み音響信号のうちの選択された少なくとも一方をユーザに提供する工程とを含むことを特徴とする方法。
17. 前記処理済み音響信号を、別の装置に対して無線送信する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記対応する電子信号及び前記処理済み音響信号の少なくとも一方をフィルタリングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 前記フィルタリングは、ダイヤフラムモード及びベルモードのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

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