JP2020533060A - 身体の聴診 - Google Patents

Abstract

本明細書における音響聴取方法、デバイス、及びシステムは、身体の聴診に関連する。本明細書中で開示される聴診デバイスは、体腔内で機能するように動作可能とすることができ、また外部聴診デバイスを含む他の聴診デバイスと共に動作できる。個々のデバイス及びグループ化されたデバイスは、計算デバイスを追加することにより、動作できる。

Description

優先権の主張

本出願は、先に出願された２０１８年８月２９日出願の米国特許出願第１６／１１６，３３４号（これは仮特許出願、即ち２０１７年９月６日出願の第６２／５５４，６６８号の優先権を主張する）の優先権を主張し、上記特許出願の内容は、その全体が参照によって本明細書に援用される。

本発明は、身体の聴診のためのデバイス、システム、及び方法に関する。

聴診、又は身体の内部の音を聴取することを指す用語は、医療分野等の多くの分野にとって非常に重要である。例えば、患者の身体等の身体の聴診は、該患者が罹患しているかもしれない病気を医療従事者が診断するのを補助する。これは伝統的には聴診器によって達成でき、上記聴診器は、患者の心拍に関連するもの等の狭い範囲の低周波音響信号を聴取するために、幅広ベル及び／又はダイヤフラムを使用し得る。しかしながらこのようなアプローチは、より高い周波数信号に関連する音響信号を受信する等の他の多数の診断目的には基本的に不適切である。また、医療従事者は、より感度が高くより正確な患者を診断する手段を、ますます必要としている。現行のアプローチは有効であるが、過去の技術に基づいた本来的な制限を受ける。

従って、当該技術分野で必要なのは、高周波音を含むがこれに限定されない広帯域の周波数帯域における音響信号をより高感度で受信する構造のデバイスである。このような音響信号は、皮膚の表面に配置された従来のデバイスで容易に検出できるものではない場合がある。更に、医療従事者は、デバイスが検出した全ての聴診データを検出及び分析できない場合がある。単独で、又は医療従事者と共に、聴診を自動的に検出、記憶、及び分析する手段が必要である。

更に、当該技術分野で必要なのは、上述のようなデバイスを内蔵するシステムである。このようなシステムは、患者の診断及び／又は医療従事者が実施する他の医療手順を促進するために、上記デバイスを内蔵してよい。このようなシステムは、上記デバイスが受信した音響信号を利用し、上記信号を処理して、例えば消化管、関節、肺、血流、又は嚥下の障害の検出を補助する。

上述のニーズ及び／又は問題のうちの一部又は全部は、本開示の特定の実施形態により解決できる。特定の実施形態は、身体の聴診のためのシステム、デバイス、及び方法を含んでよい。本開示の一実施形態によると、システムが開示される。上記システムは、体腔内で使用するための内部聴診デバイスを含むことができる。上記システムは、身体の外部で使用するための外部聴診デバイスも含むことができる。また、上記システムは、上記内部聴診デバイス及び上記外部聴診デバイスと通信する外部計算デバイスも含むことができる。

本開示の別の実施形態によると、方法が開示される。上記方法は、体腔内に配置されることになる内部聴診デバイスを構成するステップを含むことができる。上記方法は、音響信号を受信する構造の一端を有する上記デバイスを構成するステップを含むことができる。上記方法は、上記デバイスを、音響信号を電気信号に変換できるトランスデューサを含むよう構成するステップも含むことができる。

本開示の別の実施形態によると、デバイスが開示される。上記デバイスは、体腔内にフィットするよう構成された外側モールディングを含むことができ、上記外側モールディングは、開放端及び閉鎖端を含むことができる。上記外側モールディングは、音響信号を受信する構造のチャンバを含むことができる。上記デバイスは、音響信号を電気信号に変換できるトランスデューサも含むことができる。

本発明のこれらの及び他の目的、特徴、及び利点は、図面及び「発明を実施するための形態」を考慮した場合に、より明らかになるであろう。

本発明の性質の十分な理解のために、添付の図面に関連して、以下の「発明を実施するための形態」を参照されたい。

本開示の一実施形態による、身体の聴診の例示的なシステム 身体の聴診のための例示的な方法のフローチャート 本開示の一実施形態による、身体の聴診のための例示的なデバイスの断面図 本開示の一実施形態による、身体の聴診のための例示的なデバイスの開放端の図

図面中の複数の図を通して、同様の参照番号は同様の部品を指す。

これより、本開示の実例となる実施形態について、本開示のいくつかの、ただし全てではない実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下により十分に説明する。本開示は、多数の異なる形態で具現化でき、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されないものとする。寧ろ、これらの実施形態は、本開示が、適用可能な法的要件を満たすものとなるように提供される。

本明細書中で開示される特定の実施形態は、身体の聴診のためのシステムに関する。図１を参照すると、身体の聴診のための例示的なシステム１００が示されている。システム１００は、方法２００及びデバイス３００と併せて使用できる。システム１００は、人間による、又はパターン認識エンジン１７０による、又はその両方による分析及び診断のために、音響信号を捕捉して処理できる。システム１００は、臨床診断において通常使用されない、より高い周波数信号を検出できる。システム１００の１つの目的は、嚥下障害又は頭部及び頸部領域に関連する他の障害のためのベッドサイドスクリーニングを提供することである。システム１００は、耳腔及び鼻腔といった腔からの音を捕捉するためのマイクロフォンエンクロージャ１１０を使用でき、またシステム１００は、マイクロフォン１２０を取り囲む同調共振構造も使用できる。信号を、所望の音に関してオーディオレベル及び周波数成分を正規化できる適応オーディオ信号処理システムに供給できる。このオーディオ処理は、ダイナミックレンジ制御及び周波数フィルタリングを含むことができる。システム１００は、数ある用途の中でも、生物学的スクリーニング及び分析に使用できる。ベッドサイドの臨床医又はヘルパーがシステム１００を使用してスクリーニング試験を行う、又はより詳細な分析を行うことができる。システム１００は、体腔内で使用するための音響捕捉デバイス１１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、腔は耳腔又は鼻腔であり得る。システム１００は、内部聴診デバイス１１０を含むことができる。内部聴診デバイス１１０は、外側モールディングを含むことができ、上記外側モールディングは、近位端及び遠位端を含むことができる。上記近位端は、体腔内の音響エンゲージメント（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）のために寸法設定及び構成された開口１１５を含むことができる。特定の腔内の音響エンゲージメントは、腔に依存し得、例えばデバイス１１０のある動作配向は、開口１１５が腔の内部を向きながら、デバイス１１０の遠位端が腔の外部を向いている場合である。内部聴診デバイス１１０は、外側モールディング内に構成された１つ以上のチャンバも含むことができ、上記チャンバは集合的に、例えば開口１１５が音響信号の源を向いているときに音響信号を受信する構造とすることができる。デバイス１１０は、上記チャンバ内に配置されて音響信号を受信するよう構成された、１つ以上のトランスデューサ１１７を含むことができる。そしてトランスデューサ１１７は、音響信号を電気信号に変換でき、システム１００の他の構成部品がこの電気信号を使用できる。システム１００は別の聴診デバイス１２０を含むことができる。デバイス１２０は、身体の外部で使用するために構成及び配置でき、音響信号を受信する構造とすることができる。外部聴診デバイス１２０が受信した音響信号は、デバイス１１０が受信した信号とは異なっていてもよく、又は上記信号は同一であってもよく、又はこれらの信号の一部の成分が同一であり、かつこれらの信号の他の成分が異なっていてもよい。デバイス１２０は近位端及び遠位端を含むことができ、上記近位端は、音響信号の源を向くように配向される開口１２５を含むことができる。デバイス１２０は、周囲雑音を減衰させるよう構成された外側モールディングを含むことができる。デバイス１２０は、集合として音響信号を受信する構造の複数のチャンバも含むことができる。デバイス１２０は、デバイス１２０の外側モールディング内に動作可能に配置され、音響信号を電気信号に変換するよう構成された少なくとも１つのトランスデューサ１２７も含むことができる。その後、システム１００の他の構成部品がこの電気信号を使用できる。システム１００は、音響信号に関連する情報を処理、分析、及び／又は表示するための外部計算デバイスも含むことができる。いくつかの実施形態では、上記外部計算デバイスは、マイクロフォン前置増幅器１３０を含むことができる。マイクロフォン前置増幅器１３０は、デバイス１１０及び１２０から電気信号を受信でき、これらの信号を、システム１００の他の構成部品による信号情報のより効率的な処理のためにブーストできる。マイクロフォン前置増幅器１３０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１４０に通信可能に連結できる。ＤＳＰ１４０は、マイクロフォン前置増幅器１３０から受信した電気信号、並びにシステム１００に含まれる全ての聴診デバイス、例えば１つ以上の内部デバイス１１０及び１つ以上の外部デバイス１２０から受信した電気信号を処理するよう動作可能であり得る。いくつかの実施形態では、信号は、信号を最初にマイクロフォン前置増幅器１３０でブーストすることなく、デバイス１１０及び／又は１２０から直接ＤＳＰ１４０で受信できる。

いくつかの実施形態では、デバイス１１０又はデバイス１２０又はその両方は、周囲雑音レベルを減衰させる外部層を含むことができる。この雑音減衰層は、トランスデューサ１１７及び／又は１２７が受信する不必要な音響情報を減少させるのに有用であり得る。これにより、トランスデューサ１１７及び／又は１２７によって最終的に処理された音響信号を、続いて音響信号の所望の源からより正確に配向できる。いくつかの実施形態では、システム１００は、１つ以上のヘッドホンデバイス１５０へのオーディオ出力を含むことができる。システム１００は、時間・周波数分析１６０を含むことができ、これはスクリーン１８０に表示できるか、又はパターン認識１７０のために分析できるか、又はその両方である。

いくつかの実施形態では、デバイス１１０及び／又はデバイス１２０は、例えば近位端において開口が広くなっているベル構造を有するように構成できる。上記ベル構造は、内部チャンバのうちの１つの中の小さな孔を介して、一次開口１１５及び／又は１２５へと開くことができる。上記孔の直径は、所望の量の低周波成分が高周波用一次開口に入ることができるよう構成される。デバイス１１０又は１２０を身体に対して配置すると、一次開口１１５又は１２５において高周波を捕捉できる。比較的低い周波数の成分は、同時に、より大きな同心ベルにおいて、同時かつ別個に捕捉できる。比較的低い周波数をより効率的に捕捉できるため、比較的低い周波数は、高周波成分と「混合される」前に減衰する。この減衰及び混合は、低周波成分が小径孔を通って高周波用開口に入ることを可能とすることにより、生じ得る。複合音は、マイクロフォンチャンバ内の単一のマイクロフォンで捕捉でき、このチャンバは、キャップを用いて封止できる。

いくつかの実施形態では、デバイス１１０及び／又は１２０は、複数の異種材料の積層体である外側モールディングを含むことができる。この積層体により、とりわけ振動エネルギに対するインピーダンスバリアを生成でき、より密度の高い材料の共振特性を減衰させることができる。基本的な形態では、積層体は互いに積層される３つの材料を必要とし得、また積層体を、より多くの層を含むよう拡張でき、これらの層は、例えば各層の材料が、１つ以上の隣接する材料とは異なるものである場合に、性能を向上させることができる。一実施形態では、積層体は、デバイス１１０及び／又は１２０の外側本体を構成する第１の材料を含むことができる。この外側本体は、限定するものではないが、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、又はいずれの数の高密度プラスチックといった中〜高密度の剛性材料とすることができる。続いてデバイス１１０及び／又は１２０の外側本体の、音響信号の源を向いた近位端を除く全ての面を、第２の材料の層で覆うことができる。上記第２の材料は、パテ、ゲルゴム、又は発泡体で構成されたもののように、柔軟であり得る。この第２の材料は、振動エネルギの伝達を妨げることができ、上記第１の材料の共振特性を減衰させる働きをすることができる。今度はこの第２の層の、近位端を除く全ての面を、第３の材料で覆うことができる。上記第３の材料は、剛性かつ中〜高密度であるという特性において、第１の材料と同様であり得る。いくつかの実施形態では、上記第１の材料と上記第３の材料とは、これらが一部の品質及び特性を共有し得るにもかかわらず、互いに異なる。これらの材料が異質なものとなるよう構成することにより、デバイス１１０及び／又は１２０の性能を向上させることができる。しかしながら、上記第１の材料と上記第３の材料とが同一である場合、デバイス１１０及び／又は１２０は依然として所望の通りに働くものの、一部のシナリオにおいて性能が低下する場合がある。複数の異種層の使用は、デバイス１１０及び／又は１２０を通して伝達される振動エネルギの量を大幅に低減できる複数のインピーダンスバリアを生成するよう作用する。上記複数の層は、剛性材料の共振特性を減衰させる働きをすることもできる。

いくつかの実施形態では、例えば一部の聴診器用途の衛生化要件、音響要件、及び／又は機能要件のために、デバイス１１０及び／又は１２０の近位端における最も外側の層に、ダイヤフラムを例えば一時的に取り付けることができる。所望の音響要件又は他の要件に応じて、ダイヤフラムは、単片のプラスチックから成形でき、又は複数の材料を用いて構成できる。使い捨てのダイヤフラムのいくつかの利益としては：単片のプラスチックとしての経済的な生産；選択可能な音響特性を提供するために厚さ又は材料が変動する構造；マイクロフォン及び聴診器の内部要素に対する衛生バリアが挙げられ、これはハンズフリー取り付け用の包装によって提供されるため、ユーザは使用前にダイヤフラムにふれることなく、新しいダイヤフラムを取り付けることができ、従って衣服の上からの聴診が要求されるシナリオにおいてそのような聴診が容易になり、またマイクロフォンハウジングが身体から機械的に隔離される。ダイヤフラムの外側リングは、デバイス１１０及び／又は１２０の近位端の外殻にフィットするように構成できる。このリングは剛性とすることができ、使用中にダイヤフラムが外れるのを防ぐためのロック機構を含むことができる。近位端の音響的（気密）閉鎖を提供するために、同一の又は異なる材料でシールを形成できる。上記シールは外殻のみによって作製できるため、ダイヤフラムが一次内側ベル構造に接触しないように機械的な分離も提供できる。ダイヤフラムは０．１ミリメートル〜０．７５ミリメートル厚とすることができ、これにより身体からの振動を最小のインピーダンスで通過させることを可能としながら、良好な隔離を提供する。ダイヤフラムアセンブリは、その全体が内側マイクロフォンハウジングのいかなる部分にも接触する必要がなく、これにより、とりわけ環境及び他の不要な雑音源からの機械的隔離が提供される。

一実施形態では、システム１００は、ヒトの嚥下の生理機能に関する音響情報を得るために使用できる。システム１００を用いて、ある期間にわたる、又は蛍光透視法中の、ヒトの嚥下を観察できる。嚥下観察の一実施形態では、外部聴診デバイス１２０は、ストラップ及び／又は接着剤を用いてヒトに取り付けることができる。この外部聴診デバイス１２０は、頸部の正中線、例えば甲状軟骨よりも下位かつ頚静脈切痕よりも上位に配置できる。この実施形態では、内部聴診デバイス１１０をヒトの外耳道内に配置して、デバイス１１０の外側モールディングを構成する発泡体又は弾性材料によって適所に保持できる。この配置は、鼻腔内でも可能である。この実施形態及び他の実施形態では、聴診デバイス１１０及び１２０を、マイクロフォン前置増幅器１３０によって増幅し、ＤＳＰ１４０及びアナライザ１６０及び認識デバイス１７０によって処理した後、ディスプレイ１８０を介してデータを臨床医に表示できる。複数の別個の聴診デバイス、例えばデバイス１１０及び１２０が受信した情報は、複数の別個のケーブルによって搬送してよく、及び／又は複数の別個の信号を単一のマルチチャネルケーブルによって搬送してよい。一実施形態では、マイクロフォン前置増幅器、ＤＳＰ、時間／周波数分析、パターン認識システム、及びディスプレイ等の構成部品のうちの一部又は全部を、ハンドヘルドデバイス等の単一のデバイス内に内包できる。上記ハンドヘルドデバイスは、一部の情報の有無を示すため、又は他の情報を臨床医に伝達するための、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができ、例えばディスプレイ１８０に含まれていてよい。この実施形態又は他の実施形態では、ディスプレイ１８０は、ユーザへの情報の伝達及びユーザからの入力の受信のためのスクリーン、例えばタッチスクリーンを含むことができる。

本発明の別の実施形態によると、そして図２を参照すると、身体の聴診のための例示的な方法２００のフローチャートが示されている。方法２００は、様々なシステム及びデバイス、例えばシステム１００及びデバイス３００と関連付けて利用できる。方法２００は、ブロック２１０で開始できる。ブロック２１０では、デバイスは、体腔内、例えば耳腔又は鼻腔内の聴診のために組み立てることができる。アセンブリは、腔内に適合するよう構成できる。一実施形態では、上記アセンブリに弾性材料を使用でき、上記弾性材料を圧縮することで、異なるサイズの腔内にフィットさせ、ここでも上記腔と周囲空気との間にシールを形成できる。一実施形態では、上記弾性アセンブリは、発泡体又は泡状材料を含むことができる。ブロック２２０では、上記聴診アセンブリは、身体の音響エンゲージメントのために構成できる。例えば、上記アセンブリは、通気開口を含む一端を含むことができ、これは場合によっては近位端と呼ばれる。いくつかの実施形態では、上記アセンブリは、複数の開口を含むことができる。上記アセンブリは、上記アセンブリの開口、例えば近位端が腔の内部を向くことができるように構成できる。上記開口は、身体の内部から発生した音響信号を受信できる。例えば、上記音響信号は、体内の音響信号の発生源から、腔を通り、その後アセンブリの開口を通って移動できる。ブロック２３０では、アセンブリは、音響信号を受信するためのチャンバを有するように構成できる。上記チャンバは、音響信号が、音響信号の完全性を保ちながら、近位端を通過した後近位端から遠位端まで、チャンバの全距離を移動するよう設計できる。一実施形態では、チャンバは平行な「壁（ｗａｌｌｓ）」を有することができ、ここで上記チャンバは、これらの壁の間に、遠位端において存在する距離と実質的に同一の距離が近位端においても存在するように、略円筒形に成形される。別の実施形態では、上記壁の間の距離が、チャンバ（遠位端）の他端においてよりも開口（近位端）の基部において大きくなるように、チャンバをベル形状とすることができる。チャンバは、複数のサブチャンバも含むことができ、上記サブチャンバのうちのいくつかがベル形状であり、かつ上記サブチャンバのうちのいくつかが円筒形であるか、又は上記サブチャンバ全てが同様の形状を有する。ブロック２４０では、アセンブリは、トランスデューサを有するように構成できる。アセンブリの内部チャンバは、トランスデューサを受承及び保持するよう設計でき、上記内部チャンバは、トランスデューサの動作を可能とし、また促進するよう構成できる。トランスデューサは、アセンブリ開口の端部に存在でき、これによりトランスデューサは、音響信号が近位端の開口に入った後に遭遇する最初の物体となる。トランスデューサは、音響信号を電気信号に変換でき、この電気信号はその後、アセンブリのための情報のサポート、分析、及び／又は記憶に使用できる。

方法２００は任意に、ブロック２４０後に終了してよい。

図２の方法２００で説明及び図示されている動作は、本開示の様々な実施形態において所望されるいずれの好適な順序で実行又は実施してよく、また方法２００は何回でも繰り返してよい。更に、特定の実施形態では、複数の動作のうちの少なくとも一部分を並行して実行してよい。更に、特定の実施形態では、図２に示されたものよりも少ない又は多い動作を実施してよい。

本発明の別の実施形態によると、そして図３Ａ及び３Ｂを参照すると、身体の聴診のためのデバイス３００が開示されている。デバイス３００は、外側モールディング３１０を含むことができる。外側モールディング３１０は、例えば鋳造、成形、又は３Ｄ印刷によって単一部品として形成できる。外側モールディング３１０は、音響信号を減衰させる形状を有することができ、モールディング３１０を構成する材料は、音響減衰材料であってよい。これにより、デバイス３００は、不要な音響信号の受信を減らすことができ、また身体の内側からの所望の内部音響信号を、開口３２０を通してトランスデューサ３３０に送ることができる。モールディング３１０に使用される材料はある程度の弾性を有することができ、これにより必要であれば、デバイス３００を圧縮して、腔、例えば耳腔又は鼻腔の内側にフィットさせた後、原形を取り戻すことにより自然に膨張させて、腔の壁の間にシールを形成できる。モールディング３１０の形状は、モールディング３１０内の空間をトランスデューサ３３０及び音響開口３２０に割り当てたまま特定の腔内にフィットするようカスタマイズできる。一実施形態では、モールディング３１０は、丸みを帯びた縁部を有する円筒形に成形できる。モールディング３１０は、腔内の音響エンゲージメントのための開口３２０を有する近位端を含むことができる。開口３２０は、腔の内部を向き、身体の内部から発生する音響信号を直接受信できる。開口３２０は、音響信号を受信するよう成形できる。開口３２０はまた、音響信号をモールディング３１０の近位端から遠位端まで、内部を通して搬送できる。開口３２０で始まる通路は、数ある可能な形状の中でも、円筒形状とすることができる。一実施形態では、通路は、例えば開口３２０においてより広い直径を有するベル形状とすることができる。他の実施形態では、通路を複数のチャンバに分割して、音響信号の通過を促進する、及び／又はデバイス３００の他の構成部品を収容することができる。デバイス３００は、１つ以上のトランスデューサ３３０も含むことができる。１つ以上のトランスデューサ３３０は、音響信号を電気信号に変換できる。

いくつかの実施形態では、デバイス３００は、外部計算デバイスを含むことができる。外部計算デバイスは、トランスデューサ３３０から、例えば無線ネットワーク通信によって、通信を受信できる。一実施形態では、トランスデューサ３３０は、開口３２０を介して身体の音響信号を受信する。続いてトランスデューサ３３０は、他にも理由はあるが、特に音響信号を離れた場所により効率的に伝達するために、音響信号を電気信号に変換できる。いくつかの実施形態では、トランスデューサ３３０において発生する電気信号は、マイクロフォン前置増幅器で受信できる。マイクロフォン前置増幅器は、継続的な伝達のために、電気信号をブーストできる。いくつかの実施形態では、デバイス３００は、ＤＳＰを含むことができる。ＤＳＰは、マイクロフォン前置増幅器から、又はトランスデューサ３３０から、又はこれら両方から信号を受信できる。ＤＳＰは、オーディオ周波数ダイナミックレンジ制御及び／又は等化を組み込んだ処理を含むことができる。オーディオ処理は、周波数フィルタリングも含むことができる。デバイス３００は、オーディオ信号に対して時間・周波数分析を実施できる。いくつかの実施形態では、時間・周波数分析を用いて、周波数、強度、及び／又は時間のパターン認識評価を実施できる。いくつかの実施形態では、デバイス３００はディスプレイを含む。ディスプレイは、例えばパターン認識評価、時間・周波数分析、及び／又は聴診に関する他の情報を出力できる。ディスプレイは、情報を表示するための１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。ディスプレイは、情報を表示するためのスクリーンも含むことができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、対話型タッチスクリーンを含むことができる。

いくつかの実施形態では、デバイス３００は、１つのトランスデューサ３３０を伴う１つのモールディング３１０を内包する複数のアセンブリを含むことができる。これらのアセンブリのうちのいくつか又は全ては、それぞれの音響情報をＤＳＰに伝達できる。上記複数のアセンブリのうちのいくつかは、内部（例えば腔内）に配置するために設計でき、アセンブリのうちのいくつかは、外部（例えば腔の外）に配置するために設計できる。いくつかの実施形態では、デバイス３００は、１つ以上のヘッドホン出力を含むことができ、これにより捕捉された信号を聴取できるようになる。ヘッドホン出力は、ＤＳＰに接続できる。ヘッドホン出力は、標準的なヘッドホンであってよく、ヘッドホン出力は、身体の聴診のためのデバイス３００と共に動作する目的で構成できる。

ヘッドホン出力の一例は、高雑音環境における聴覚保護を提供しながら、音の状況／方向に関する完全性を有する高音質の電子音を同時に提供できる。これらのヘッドホン出力の実施形態は、本開示における使用に加えて、周囲雑音が極端に大きいシナリオといった他の用途においても利用できる。上記出力は、周囲音を少なくとも３０デシベル低減するよう設計された、耳を覆うマフを含むことができる。ヘッドホン出力は、１つ以上のインイヤー「バッド（ｂｕｄ）」を含むことができる。バッドは、発泡体イヤーチップ及び完全密閉システムを用いて、２０デシベル以上の更なる周囲雑音排除を提供できる。バッドは、オーディオ再生用のスピーカーを含むことができる。出力は、電子音声通信入力、例えば有線オーディオ接続又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、２．４ＧＨｚ等の無線オーディオ受信機も含むことができる。出力は、シチュエーショナル・アウェアネスマイクロフォン入力も含むことができる。シチュエーショナル・アウェアネスマイクロフォン入力の一実施形態は、各耳を覆うカップの外側に設置された少なくとも１つのマイクロフォンを含むことができ、各マイクロフォンは、装着者の顔に関して前方を向くよう位置決めできる。各マイクロフォンは、ヒトの耳の機械的フィルタリングを模倣するよう設計されたマニホルド内に内包されてよく、各マイクロフォンの出力は前置増幅器に供給できる。ヘッドホン出力は、ＤＳＰ及び増幅も含むことができる。ＤＳＰは、電子音又は音声通信及び前置増幅されたシチュエーショナル・アウェアネスを受信できる。ＤＳＰは、音声通信に関するスピーチ明瞭度の向上をもたらし、マイクロフォン信号における方向及び状況（例えば外界）の自然でリアルな再現を生成するようプログラムされる。ＤＳＰからの出力信号を、インイヤーバッドのスピーカーを駆動する増幅器へと供給できる。インイヤーバッドは、イヤーカップの内部に係留でき、これにより、外部ワイヤがイヤーカップを出る必要がなくなり、装着者の頭部に対するマフの密閉を損なわない。（バッド内のスピーカーに信号を搬送できる）係留ワイヤは、バネ負荷式又はラチェット式巻取リールによって管理できる。巻取リールを含めることにより、著しく長い係留ワイヤを使用できるようになる。係留ワイヤが長いほど、ユーザの耳の中へのバッドの配置を容易にすることができる。そして、マフをユーザの頭部に配置位置決めしたら、ワイヤのいずれの余分の長さを自動的に（又はボタンの押下時に）巻き取ることができる。これにより、イヤーカップ内の余分のワイヤを束ねる必要を排除でき、システムを装着しやすくなる。また、余分のワイヤの束を排除することにより、ユーザに優れた快適性を提供できる。ＤＳＰは多様な方法でプログラムでき、例えば米国特許第８，１６０，２７４号明細書及び／又は第９，２６４，００４号明細書に記載されるように、ヒトのスピーチを含む入ってくる音信号の明瞭度を効果的に、測定できる程度に上昇させることを特に目的として、信号に影響を与えることができる。このタイプの方法を使用することのいくつかの利益としては：実世界の音響環境の自然でリアルな表現を可能とする、優れた周波数応答制御；他の環境音のいかなる損失又はアーチファクトもなしに著しく大きい過渡音を安全なレベルに制限できること（例えば、ある人物が話しており、近くで発砲が起こった場合、当該人物の声を一貫したレベルのままとして知覚しながら、発砲を安全なレベルに制限できる）；及び／又は上述のマイクロフォンマニホルドと連結された場合、この処理が、全ての軸上において、環境音の方向の完璧な再現を達成できることが挙げられる。ＤＳＰからの出力信号は、本システムの異なる実施形態のための多数の異なる方法で結合できる。例えばＤＳＰは、ユーザに、音声通信とシチュエーショナル・アウェアネスとの間の混合を継続的に調整できるレベル制御を提供できる。また、音声通信は、シチュエーショナル・アウェアネスのミュートにより常に可能となり得る。続いて、例えば一方の又は両方のイヤーマフの外側部分に配置されたモーメンタリスイッチを用いて、シチュエーショナル・アウェアネスをオンにすることができる。これにより、環境内の人物と通信するためのプッシュツートークタイプの特徴を実現できる。更にＤＳＰは、シチュエーショナル・アウェアネスマイクロフォンの自動的なミュート及びミュート解除のための閾値を用いてプログラムされながら、デフォルトで、音声通信及びシチュエーショナル・アウェアネスの両方をオンにできる。更に別の例として、音声通信入力を、例えば音楽等のエンターテインメントを送達するよう設計された追加の有線若しくは無線オーディオ入力と結合できる、又は上記追加の有線若しくは無線オーディオ入力で置換できる。これら２つを単一のチャネルへと結合する場合、ＤＳＰを、とりわけ声に関する優れたスピーチ明瞭度及びエンターテインメントに関するデジタルオーディオ強化を提供するための、複数のモードのためにプログラムできる。これら２つが別個のチャネルのままである場合、ＤＳＰはこれらを、それぞれの目的のために別個に処理できる。

上述した本発明の好ましい実施形態に対して、多くの修正、変形、及び細部の変更を行うことができるため、以上の説明中の全ての事柄、及び添付の図面に示した全ての事柄は、限定的な意味ではなく例示的なものとして解釈されることを意図している。従って本発明の範囲は、添付の請求項及びその法律上の均等物によって定義されるものとする。

１００ システム
１１０ マイクロフォンエンクロージャ、音響捕捉デバイス、内部聴診デバイス、デバイス、内部デバイス
１１５、１２５ 一次開口
１１７、１２７、３３０ トランスデューサ
１２０ マイクロフォン、外部聴診デバイス、デバイス、外部デバイス、聴診デバイス
１３０ マイクロフォン前置増幅器
１４０ デジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ
１５０ ヘッドホンデバイス
１６０ 時間・周波数分析、アナライザ
１７０ パターン認識エンジン、パターン認識
１８０ ディスプレイ
２００ 方法
３００ デバイス
３１０ 外側モールディング
３２０ 開口

Claims (30)

1. 身体の聴診のためのシステムであって、
   前記システムは：
   外側モールディングを備える内部聴診デバイスであって、前記外側モールディングは近位端及び遠位端を備え、前記近位端は、前記外側モールディングを第１の動作配向に配置したときの、体腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成された、開口を含み、また前記外側モールディングは、前記外側モールディング内に配置された少なくとも１つのチャンバを含み、前記少なくとも１つのチャンバは集合的に、少なくとも前記外側モールディングを前記第１の動作配向に配置したときに、第１の音響信号を受信する構造である、内部聴診デバイス；
   前記少なくとも１つのチャンバのうちの対応する１つの中に少なくとも部分的に配置され、前記第１の音響信号を第１の電気信号に変換する構造の、少なくとも１つのトランスデューサ；
   身体の外部で使用するために配置された外部聴診デバイスであって、前記外部聴診デバイスは、少なくとも前記外部聴診デバイスを第２の動作配向に配置したときに、第２の音響信号を受信する構造であり、また前記外部聴診デバイスは、前記第２の音響信号を第２の電気信号に変換する構造化の少なくとも１つの外部トランスデューサを備える、外部聴診デバイス；並びに
   前記内部聴診デバイス及び前記外部聴診デバイスに通信可能に取り付けられた外部計算デバイスであって、前記外部計算デバイスは、前記第１の電気信号及び前記第２の電気信号のうちの少なくとも一方を処理するためのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を備える、外部計算デバイス
   を備える、身体の聴診のためのシステム。
2. 前記内部聴診デバイス及び前記外部聴診デバイスのうちの少なくとも一方は、音響減衰材料を含む層を備える、請求項１に記載のシステム。
3. 前記開口は、耳腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記開口は、鼻腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成される、請求項１に記載のシステム。
5. マイクロフォン前置増幅器、時間・周波数分析、パターン認識プロセッサ、及びオーディオ出力のうちの少なくとも１つを更に備える、請求項１に記載のシステム。
6. ハンドヘルドデバイスを更に備え、前記ハンドヘルドデバイスは前記ＤＳＰを収容する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ハンドヘルドデバイスは、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を更に備える、請求項６に記載のシステム。
8. 前記ハンドヘルドデバイスは、スクリーンディスプレイを更に備える、請求項１に記載のシステム。
9. 身体を聴診する方法であって、
   前記方法は：
   体腔内に配置するための外側モールディングを有するアセンブリを構成するステップ；
   前記外側モールディングを、近位端及び遠位端を有するように構成するステップであって、前記近位端は、前記外側モールディングをある動作配向に配置したときの、体腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成された、開口を含む、ステップ；
   前記外側モールディングを、前記外側モールディング内に配置された少なくとも１つのチャンバを含むよう構成するステップであって、前記少なくとも１つのチャンバは集合的に、少なくとも前記外側モールディングを前記動作配向に配置したときに、音響信号を受信する構造である、ステップ；並びに
   前記アセンブリを、少なくとも１つのトランスデューサを有するように構成するステップであって、前記少なくとも１つのトランスデューサは、前記少なくとも１つのチャンバのうちの対応する１つの中に少なくとも部分的に配置され、前記音響信号を電気信号に変換する構造である、ステップ
   を含む、身体を聴診する方法。
10. 前記外側モールディングを、音響減衰材料から構成されるように構成するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記アセンブリは、耳腔内に配置するために構成される、請求項９に記載の方法。
12. 前記アセンブリは、鼻腔内に配置するために構成される、請求項９に記載の方法。
13. 外部計算デバイスにより前記音響信号をデジタル処理するステップを更に含み、前記外部計算デバイスは、前記少なくとも１つのトランスデューサに通信可能に取り付けられたデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を備える、請求項９に記載の方法。
14. 前記音響信号を前置増幅するステップ、パターン認識のために前記音響信号をデジタル処理するステップ、持続時間及び周波数に従って前記音響信号を分析するステップ、並びに前記音響信号をオーディオデバイスに出力するステップのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ＤＳＰをハンドヘルドデバイス内に収容するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記ハンドヘルドデバイスは、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を更に備える、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ハンドヘルドデバイスは、スクリーンディスプレイを更に備える、請求項１６に記載の方法。
18. 身体の外部で使用するために配置される外部聴診デバイスを構成するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
19. 前記外部聴診デバイスを前記外部計算デバイスに通信可能に取り付けるステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
20. 身体の聴診のためのデバイスであって、
    前記デバイスは：
    外側モールディングを備える内部聴診デバイスであって、前記外側モールディングは近位端及び遠位端を備え、前記近位端は、前記外側モールディングをある動作配向に配置したときの、体腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成された、開口を含み、また前記外側モールディングは、前記外側モールディング内に配置された少なくとも１つのチャンバを含み、前記少なくとも１つのチャンバは集合的に、少なくとも前記外側モールディングを前記第１の動作配向に配置したときに、音響信号を受信する構造である、内部聴診デバイス；並びに
    前記少なくとも１つのチャンバのうちの対応する１つの中に少なくとも部分的に配置され、前記音響信号を電気信号に変換する構造の、少なくとも１つのトランスデューサ
    を備える、デバイス。
21. 前記外側モールディングは、音響減衰材料で構成される、請求項２０に記載のデバイス。
22. 前記開口は、耳腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成される、請求項２０に記載のデバイス。
23. 前記開口は、鼻腔内の音響エンゲージメントのために寸法設定及び構成される、請求項２０に記載のデバイス。
24. 外部計算デバイスを更に備え、前記外部計算デバイスは、前記少なくとも１つのトランスデューサに通信可能に取り付けられ、前記外部計算デバイスはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を備える、請求項２０に記載のデバイス。
25. マイクロフォン前置増幅器、時間・周波数分析、パターン認識プロセッサ、及びオーディオ出力のうちの少なくとも１つを更に備える、請求項２４に記載のデバイス。
26. ハンドヘルドデバイスを更に備え、前記ハンドヘルドデバイスは前記ＤＳＰを収容する、請求項２４に記載のデバイス。
27. 前記ハンドヘルドデバイスは、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を更に備える、請求項２６に記載のデバイス。
28. 前記ハンドヘルドデバイスは、スクリーンディスプレイを更に備える、請求項２６に記載のデバイス。
29. 外部聴診デバイスを更に備え、前記外部聴診デバイスは、身体の外部で使用するために配置される、請求項２０に記載のデバイス。
30. 前記外部聴診デバイスは、前記外部計算デバイスに通信可能に取り付けられる、請求項２９に記載のデバイス。

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