JP7175974B2 - 聴診器 - Google Patents

Description

関連出願

本願は、２０１７年１０月１０日付で出願された米国仮出願第６２／５７０，３０２号および２０１８年３月２０日付で出願された米国仮出願第６２／６４５，５５３号の優先権主張を伴うものである。その開示内容は、そのまま上記本願の一部を構成するものである。

背景技術

聴診器は、人間や動物の心臓、肺臓、胃などから送られる体内の音を増幅するために、診断の手段として使用されるものである。聴診器を使用して、聴取者は、正常および異常な呼吸音、心臓音、胸膜音、動脈音、静脈音、子宮音、胎児音および腸音を聞くことができる。ほとんどの聴診器は、イヤーチップ、耳管、管、ヘッドセット、ステム、チェストピース、ダイアフラム、およびベルの部分を有する。体からの音は受動的に増幅され、ベルまたはダイアフラムを介して風量に伝達される。ダイアフラムの機構は、ほとんどの診断用途に好ましい。

ダイアフラムは通常、平坦な又は曲線状に形成されたプラスティック材の薄い構造材料であり、動きが可能になるように軸方向にコンプライアンスのある手段を有する。ダイアフラムが患者の肉体に押し付けられると、ダイアフラムは、体によって生成される圧力により動かされる。ダイヤフラムは、空気管に通じる小さな穴を有する密閉または拘束空気量に空気密封される。ダイアフラムの動きによって、拘束空気のボリュームが変化し、したがって、空気管に入る出口孔で音響信号が発生する。得られた音響信号は、チューブアセンブリを介して聴診器の使用者の耳に送られる。

聴診器が患者間で感染性病原体を伝達し、医療関連感染の感染源であることを示す多くの研究がある（１ｈｔｔｐｓ；／ｗｗｗ．ｎｅｗｓ－ｍｅｄｉｃａｌ．ｎｅｔ／ｎｅｗｓ／２０１７０５１１／Ｎｅｗ－ｓｔｕｄｙ－ｌｅｖｅｒｓ－８０２５－ｏｆ－ｓｔｏｃｏｐｅ－ａｓ－ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ－ｗｉｔｈ－ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ－ｂａｃｔｅｒｉａ．ａｓｐｘ（平成３０年３月１日アクセス）（「試験した聴診器の８０％が高濃度のバクテリアにより汚染されている」ことが明かされたＡｍｅｒｉｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌにより実施された試験に関する）。多くは、一回の身体検査の後の聴診器の汚染レベルが実質的であることを示す。医療従事者は患者と接触した後、手を洗うか、さもなければ消毒するように義務付けられているが、現在のところ、毎回の使用後に聴診器を消毒することを要求するガイドラインはない。ダイアフラムは、患者と最も多く接触を維持する聴診器の部分である。したがって、銅および銅合金など、本質的に抗菌性であることが知られている材料から聴診器ダイアフラムを構成し、その音響変換特性を保持することが有用である。

発明の概要

第１の実施形態において本発明は、本体と、ダイヤフラムと、軸方向にコンプライアンスのある一体型環状サスペンションとを備えた聴診器である。軸方向にコンプライアンスのある環状サスペンションは、ダイヤフラムの周囲および本体の内側周囲の内部に嵌合する。好ましい実施形態において、環状サスペンションを有する網状発泡体プレッシャーパッドが本体の内径または外径にシールされる。さらなる実施形態では、ダイアフラムは、抗菌特性を提供するために、好ましくは銅からなる非常に薄い箔から構成される。

第２の実施形態において本発明は、本体と、聴診器本体内に吊るされた非圧縮性送液を含む可撓性エンクロージャからなるダイヤフラムとを備える聴診器である。好ましい実施形態では、環状サスペンションを有する網状発泡体プレッシャーパッドが本体の内径または外径にシールされる。さらなる実施形態において、抗菌特性を提供するために、ダイアフラムは、好ましくは銅からなる、吊るされた可撓性エンクロージャの上端を覆うキャップを有する。

図面の簡単な説明

図１は、本発明の環状のシールされた発泡サスペンションを備えた簡単な平面／カップダイアフラムの内側部分の例示的な実施形態の分解斜視図である。

図２は、本発明の環状のシールされた発泡サスペンションを有する簡単な平面／カップダイアフラムの外側部分の例示的な実施形態の分解斜視図である。

図３は、軸方向ゴムベローズサスペンションを備えた簡単な平面／カップダイヤフラムの例示的な実施形態の側面分解図である。

図４は、一体型環状外側サスペンションおよび網状発泡プレッシャーパッドを備えた平面ダイヤフラムの例示的な実施形態の斜視分解図である。

図５は、ダイヤフラムが取り外された状態において、一体型環状外側サスペンションと、網状発泡プレッシャーパッドとを備えた、平面ダイヤフラムの例示的な実施形態の斜視図である。

図６は、ダイヤフラムが取り付けられた状態において、一体型環状外側サスペンションと、網状発泡プレッシャーパッドとを備えた、平面ダイヤフラムの例示的な実施形態の斜視図である。

図７は、平面ダイヤフラムの環状ベローサスペンションの斜視図である。

図８は、環状ベローサスペンションおよび内部プッシュパッドを備えた平面ダイヤフラムの例示的な実施形態の分解斜視図である。

図９は、環状ベローサスペンションおよび内部プッシュパッドを備えた平面ダイヤフラムの例示的な実施形態の側面斜視図である。

図１０は、吊るされた非圧縮性液体を含むシールされた可撓性エンクロージャを有する使用されていない状態の聴診器ヘッドの断面図である。

図１１は、ダイアフラムが患者の皮膚に適用されたときの図１０の聴診器ヘッドの断面図である。

図１２は、使用されていない状態で、プレッシャーパッドによって聴診器本体の上方に吊り下げられた非圧縮性液体を含むシールされた可撓性エンクロージャを有する聴診器ヘッドの断面図である。

図１３は、ダイアフラムが患者の皮膚に適用されたときにプレッシャーパッドによって聴診器本体の上方に吊り下げられた非圧縮性液体を含むシールされた可撓性エンクロージャを有する聴診器ヘッドの断面図である。

図１４Ａは、追加の抗菌性キャップを有する図１２の聴診器ヘッドの断面図である。

図１４Ｂは、追加の抗菌性キャップを有する図１０の聴診器ヘッドの断面図である。

図１４Ｃは、追加の抗菌性キャップを有する使用時の図１３の聴診器ヘッドの断面図である。

図１４Ｄは、追加の抗菌性キャップを有する使用時の図１１の聴診器ヘッドの断面図である。

図１５Ａは、従来技術の聴診器に使用される粘弾性環状サスペンション内部のダイアフラムの第１バージョンの上面図である。

図１５Ｂは、従来技術の聴診器に使用されるリングの上面図である。

図１５Ｃは、従来技術の聴診器に使用されるダイアフラムの第２バージョンの上面図である。

詳細な説明

図１５Ａないし図１５Ｃを参照すると、従来技術の典型的な聴診器が示されており、聴診器のダイアフラムは、対応するねじ閉鎖部を有するリング１２によって聴診器本体に保持されている。リング１２内に嵌合できる２つの異なるダイヤフラムが示されている。ダイヤフラム１０の動きは、その堅い軸方向外側サスペンションによって制限される。それは本質的に、より大きなダイアフラム表面１０を聴診器本体に接続する短くて硬い管である。ダイアフラム１４は、体の振動に合わせて動く力を向上する手段として、粘弾性円環状サスペンション１６を使用する。ダイヤフラム１０及び１２は、抗菌特性を有する聴診器を構成するために銅でできていもよい。しかしながら、ダイヤフラム１０は、銅または銅メッキされた押さえリングを必要とし、より硬い銅でできている場合、聴診器本体へのその硬い短管接続のために、動きおよび出力が制限される。ダイヤフラム１２はまた、銅ではなく、細菌および他の感染性生物に対して有害ではない粘弾性サスペンションのため機能しない。

銅および銅合金の抗菌特性を利用するために、患者と接触しない吊るすための要素でダイアフラムを吊ることが重要になり、銅ダイアフラムの下および外周にある軸方向にコンプライアンスのある素子が、この要件を満たすための好ましい実施形態である。サスペンションのコンプライアンスが良いほど、出力がより多くなると思われる。さらに、ダイアフラムの後ろのバックチャンバーは、いかなるサスペンション要素を含む、その全ての内部境界において空気封止される必要がある。バックチャンバーのボリュームが小さいほど、より高周波の出力が期待される（動電型「コンプレッションドライバー」スピーカーの場合と同様）。

バックチャンバーは、小さな出口ポートが取り付けられている必要があり、そのポートはエアチューブに接続されている。これらのチューブは、ダイアフラムの動きによって生成された音響信号を使用者の耳に伝えるものである。

また、ダイヤフラムのサイズに対して、ダイヤフラムが大きく、送り出口が小さいほど感度が高くなる。ダイアフラム面積と送り出口面積との比率は、以下、聴診器の「圧縮比」と呼ぶ。

高度な設計は、単一の主出口ポートにマニホルドされる複数の小さな供給出口を（バックチャンバ内に）備え、聴診器の高周波出力の滑らかさを改善する。単一の供給出口では、（調和的に関連する）出力における一連のディップ及びバンプが発生する。

本明細書において、これらの前述の設計要件を満たすいくつかの実施形態が開示される。

図２を参照すると、第１の設計では、簡単な平面状またはカップ形状のダイアフラム１８は、環状の独立気泡発泡サスペンションを有し、発泡サスペンションの発泡体２２は、発泡サスペンションの内径または外径に非常にコンプライアンスのあるコーティングを有する聴診器本体２４内にシールされる。発泡サスペンションは、軸方向に順応するものである。

図３を参照すると、第２の設計では、図２の簡単な平面またはカップ形状のダイアフラム２６は、聴診器本体３０内にシールされた軸方向にコンプライアンスのあるゴムベローズサスペンション２８を使用する。

図４ないし図６を参照すると、第３の設計では、一体型環状外側サスペンションおよび網状発泡体プレッシャーパッド３６を有する平面ダイヤフラム３２は、コンプライアンスのある粘弾性コーティングを有する聴診器ヘッド４２の内径または外径に内にシールされる環状サスペンション３８を有する。「プッシュパッド」３６は網状発泡体でできている。フリーエアプッシュパッド３６は、ダイアフラムを患者の皮膚に押し付けることにより、薄い箔のダイアフラム３２の有効領域を拡張するものである。網状発泡体は、コンプライアンスのある要素として機能し、音が妨げられずに通過することができるように、オープンセルを有するエラストマーであるため、プレッシャーパッドには好ましい。独立気泡発泡体は順応性があるが、「窓」が閉まっているため音が遮断される。

図７ないし図９を参照すると、第４の実施形態において、聴診器ヘッド５８内部の一体型環状サスペンション５０および内部プッシュパッド５２（網状発泡体）を有する平面ダイヤフラム４８は、ダイヤフラムの軸方向の動きの自由を可能にする円周状の環状の波形を有する成形箔（または他の材料）ダイヤフラム４８を有する。これは、ラウドスピーカーダイアフラムのサスペンションに類似するものである。ダイアフラム４８が非常に薄い箔（銅または他）からなる場合、プッシュパッド５２は、患者の皮膚に押し付けることによってダイアフラム表面全体の動きを改善する。

好ましい実施形態では、本発明の聴診器において、聴診器本体３０はアルミニウム又は他の適切な軽量金属又は金属合金のディスクであり、聴診器本体３０の後部の音響ポートが放射状に出力ポートに供給する。聴診器本体３０は、約３．２インチ（約８．１センチメートル）の外径であり、ダイアフラム３２の外径は約２．６インチ（約６．６センチメートル）である。プッシュパッド３６の好ましい発泡サスペンションは、独立気泡の非常にコンプライアンスのある発泡ゴムである。プッシュパッド３６は、ブラシで塗布された実質的に粘弾性のあるコーティングで環状サスペンション３８の内径にエアシールさる。好ましくは、環状サスペンション３８は、最初に聴診器本体３０に結合され、次に、粘弾性コーティングで内径がコーティングされる。最後のステップは、環状サスペンション３８の上部に接着剤を塗布し、次にダイヤフラム３２を押し下げ、それにより、聴診器本体３０に中心に保つようにスポット接着されているプッシュパッド３６と共に、ダイヤフラム３２を接着剤／サスペンション３８に圧縮する。

プッシュパッド３６は、サスペンションリング３８よりも厚いため、ダイヤフラム３２をぴんと張って保持する。プッシュパッド３６は、複数のスペースを有する網目状に形成され、独立気泡はないため、ダイヤフラム３２に対して均等に跳ね上がるが、聴診器本体３０の中央ポートへの完全な気流および音響発生が可能である。好ましい実施形態において、バックチャンバーの主な境界に沿ったダイヤフラムと本体の間隔が重要であり、間隔が小さいほど聴診器の性能が良好になる。さらに、薄い箔ダイアフラム３２自体では皮膚に均一に触れることができず、その結果、内部圧力波がダイアフラムを均一に動かすため、プッシュパッド３６は本発明にとって重要である。

薄い箔ダイアフラムは、剛性の三次元構造であるため皮膚の凸凹に適合しないため、（例えば、皮膚に接触する球状の表面を備えた典型的な「カップ」ダイアフラムなどの）剛性ダイアフラムとして優れていることに留意することが重要である。

別の実施形態において、箔ダイアフラムが接合された聴診器本体の隆起した外側隆起部からなる（コンプライアンスのある外側サスペンションではなく）固体の環状外側サスペンションを有する銅／銅合金の薄箔ダイアフラムは、聴診器の抗菌特性を有するダイアフラムとしても機能する。

図１０を参照すると、別の実施形態では、ダイヤフラムは、非透過性膜４００によって完全にシールされた非圧縮性液体３００（例えば、水または生理食塩水）を含む吊るされた可撓性エンクロージャ２００を備える。好ましい実施形態において、膜４００は、エラストマーまたはゴムのような可撓性材料で構成される。ダイアフラムは、本体５００とダイアフラムとの間に空洞６００を形成する固体本体５００内に吊るされる。空洞６００は、ダイヤフラムが患者の皮膚７００に押し付けられたときに、ダイヤフラムが空洞６００内に自由に下方に下向きに曲がることを可能にする。

図１１に示すように、聴診器が患者の皮膚７００に押し付けられると、体圧がダイアフラムに加えられ、シールされた可撓性エンクロージャ２００が空洞６００を満たし、空洞６００内の空気量を減少させ、その結果、より高い周波数の出力が生成され、空洞６００の下部の出口ポータル８００を介して聴覚管アセンブリに送られる。

図１２に示すように、別の実施形態において、ダイヤフラムは、本体の内径または外径にシールされた環状サスペンションを有するプレッシャーパッド９００によって聴診器本体５００の上方に吊るされた非圧縮性液体３００を含む同様にシールされた可撓性エンクロージャ２００（図２および３を参照）を備える。好ましい実施形態において、プレッシャーパッド９００は、「スコットフォーム（Ｓｃｏｔｔｆｏａｍ）」または当技術分野で知られている他の網状発泡体製品などの網状発泡体から構成される。フリーエアプレッシャーパッド９００は、聴診器本体５００とシールされた可撓性エンクロージャ２００との間の空洞を実質的に満たす。プレッシャーパッド９００は、複数のスペースで網状に形成され、独立気泡がないため、シールされた可撓性エンクロージャ２００に対して均等に跳ね上がり、聴診器本体５００の下部の出口ポータル８００に実質的に妨げられない気流および音波の発生を可能にする。

図１３に示すように、シールされた可撓性のエンクロージャ２００に体圧が加えられると、シールされた可撓性エンクロージャ２００内の非圧縮性液体３００がプレッシャーパッド９００に自然に押し付けられることになり、プレッシャーパッド９００によって消費される空気の量が最小になり、その結果、より高い出力が得られる。

図１０および図１２の両方において、聴診器本体５００は、あらゆる固体の剛性材料（例えば、金属、プラスチックなど）のディスクを備え、聴診器本体の背面にあるサウンドポート８００が、放射状に出力ポートに供給する。

図１４Ａないし図１４Ｄに示すように、銅または他の剛性材料の「キャップ」１０００は、シールされた可撓性エンクロージャ２００の中心１１００の小さな領域に結合され得る。これは、当技術分野で公知のあらゆる形態の接着剤結合または他の取り付け手段によって達成される。この中心に配置された取り付け部１１００は、キャップ１０００がその垂直軸上で自由に「揺動」することを可能にする。シールされた可撓性エンクロージャ２００が患者の皮膚７００に押し付けられると、コンプライアンスのあるシールされた可撓性エンクロージャ２００がキャップ１０００の下側に適合し、その結果、キャップとの低インピーダンス接触が生じる。キャップ自体は、強制部材となり、身体の圧力波によって直接駆動される。

さらに、両方の実施形態における液体ベースの可撓性エンクロージャ２００の使用は、形質導入における検証可能な改善を示した。図１４のＣないしＤに示すように皮膚に押し付けられると、可撓性エンクロージャ２００は本質的に、構造の点で身体の延長部となり、より効率的に圧力波を受信できるように、その皮膚界面を介して身体と密接な流体力学的接続を形成する。その結果、人体と聴診器との間の音響インピーダンス整合は、従来技術で知られているその機械的対応物よりも大幅に改善される。

本発明の原理の理解を促進するために、図面に示された好ましい実施形態を参照し、これらの実施形態を説明するための具体的な用語を使用した。しかしながら、この具体的な用語は、本発明の範囲の限定を意図するものではなく、本発明は、当業者が通常想到する全ての実施形態を包含するものと解釈されるべきである。本明細書に示され、説明される特定の実施は、本発明の例示的な実施例であり、本発明の範囲をいかなる方法で制限することを意図するものではない。簡潔にするために、当該方法の従来の態様（および当該方法の個々の動作構成要素の構成要素）については、詳細に説明されない場合がある。さらに、提示された様々な図に示される接続線またはコネクタは、様々な要素間の例示的な機能的関係および／または物理的または論理的結合を表すことを意図している。多くの代替手段または追加的な機能的関係、物理的接続、または論理的接続が、実際のデバイス内に存在する可能背性があることに注意するべきである。さらに、要素が「必須」または「重要」として具体的に記載されていない限り、本発明の実施に必須の項目または構成要素はない。当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、多数の修正および改造が容易に明らかであろう。

Claims (7)

1. ａ． 本体と、
   ｂ． ダイアフラムと、
   ｃ． コンプライアンスのある環状サスペンションと、
   ｄ． 網状発泡プレッシャーパッドと、
   を備え、
   前記環状サスペンションは、前記網状発泡プレッシャーパッドを囲み、前記ダイアフラムと前記本体の間であって前記本体の内側周囲の内部に配置されている、ことを特徴とする聴診器。
2. 前記ダイアフラムは、平面である、請求項１に記載の聴診器。
3. 前記ダイアフラムは、銅からなる、請求項１に記載の聴診器。
4. 前記ダイアフラムは、周方向の環状の波形を有する非常に薄い箔で構成されている、請求項１に記載の聴診器。
5. 前記薄い箔は、銅からなる、請求項４に記載の聴診器。
6. 前記プレッシャーパッドは、コンプライアンスのある粘弾性コーティングを有する、請求項１に記載の聴診器。
7. ａ． 本体と、
   ｂ． ダイアフラムと、
   ｃ． コンプライアンスのある環状サスペンションと、
   ｄ． 網状発泡プレッシャーパッドと、
   を備え、
   前 記環状サスペンションは、発泡体からなり、前記網状発泡プレッシャーパッドを囲み、前記ダイアフラムと前記本体の間であって前記本体の内側周囲の内部に配置され、
   前記ダイアフラムは、周方向の環状の波形を有する銅からなる非常に薄い箔である、ことを特徴とする聴診器。

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