JPH11505437A - 聴診器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 マイクロフォン（１）と、増幅装置（２、３、５）とユーザーのためのスピーカ（６）を含み、さらに調整可能なフィルタ回路（４）を含む電子式聴診器。フィルタ回路（４）はバンドパス効果を有し、その中心周波数とバンド幅は、可聴範囲に渡ってユーザーによって自由に調整することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 聴診器 技術分野 本発明は聴診器、即ち生体の内臓、好ましくは人間の心臓、呼吸器または循環 器からの音を聴き取るための装置に関し、特に診断目的の為により詳細な方法で その音の分析を可能とする物に関する。この装置は、例えば通常の聴診器を用い た場合に可能なものよりさらに詳細でかつ特別な音に関する情報を提供すること によって、例えば医者が正確に診断する可能性を高めるように意図されたもので あり、さらにこの装置は、捕らえた音の異なる特性を記録し、処理しかつ表示す るオプション機能を提供する。 背景技術 既に種々のタイプの”電子式聴診器”が知られている：国際出願ＷＯ８７／０ ０１４５号（＝ＳＥ４５２９４６号）によって、子供の首に取り付けるマイクロ フォンを備えた、子供の循環器をモニタするための手段が周知である。各マイク ロフォンの後段には、プリアンプと、バンドパスフィルタと、増幅および信号処 理装置とが設けられている。しかしながら音を聴き取るための真のスピーカは含 まれておらず、その代わりにある特定の期間にあるタイプの音が発生しない場合 に信号を発生する各種の警報装置が設けられている。バンドパスフィルタの機能 は、関係の無い周波数を取り除くことであり、また小さな子供からの循環器音を モニタする場合、これに関係がありしかも永久的に設定された通過範囲は３００ 〜１０００Hzである。この周知の装置では、従って、１個の信号機能に対して特 別に設計され、本発明の目的である、総合的な分析タイプとしては使用すること ができない。 米国特許第４２２０１６０号において、その他の記録装置と同様に、マイクロ フォンと処理された音を聴くためのスピーカに接続された増幅および処理装置と を含む電子聴診器が周知である。このシステムは、例えば非常に低い周波数（２ ５〜７５Hz）を、より聴きやすくかつ例えば電話線によって送信し易い２５０Hz 以上の周波数にシフトするように、音を転換すなわち変換するシステムである。 マイクロフォンプリアンプの直後に、非常に低い周波数（０．５〜２０Hzの範囲 における調整可能な限界周波数）を除去するための高域フィルタが挿入されてい る。この結果、再生された音の周波数はシフトされているので、聴き手によって 再解釈される必要がある。 米国特許第４７３１８４９号において、ヘッドセット／スピーカへの最終増幅 の前段に、マイクロフォンと、プリアンプと、自動利得制御装置とバンドパスフ ィルタを有する電子式聴診器が周知である。この場合、バンドパスフィルタ部分 は、１０個の並列なバンドパスフィルタを備えるが、しかしこれらの全フィルタ は、ほぼ同じバンド幅の１０個の選択され／予め設定された周波数範囲を同時に 通過させるように動作する。各フィルタからの出力は、希望すれば０に減衰させ る事が可能であり、その結果、それぞれ別個にあるいは組み合わせて使用する事 が可能な、１０個の固定された選択可能な範囲を得ることが出来る。この装置で は以上の様にして、聴き取り範囲の選択に関してあるオプションを提供するが、 しかしこの点に関して決して限定されたシステムではない。このバンド幅は各対 応するフィルタに対して永久的なものである。 ドイツ公開公報ＤＥ４１００６０７号に、聴き取り周波数範囲を変更するため のほぼ同じオプションが提示されており、この公報は また、切替え接続が可能で、しかも特にバンドパス特性に関して異なるフィルタ 特性を有する、電子式聴診器を示している。 しかしながら、周知の何れの装置も、診断の準備をしようとする医者に対して 、どの周波数範囲を使用すべきかの選択に対する完全で自由なオプション、すな わちその音を聴き取るかあるいは他の方法で記録すべきかに係わらず、音スペク トルのどの部分が分析の基本を形成するかを、自由にしかも速やかに決定する可 能性を与える物では無い。 本発明は、この様な可能性を提供するものであると理解され、かつこれは請求 の範囲１に定義した装置を提供することによって、本発明によって達成される。 本発明のその他の実施例は添付の従属項に定義されている。 本発明の詳細を、例示的な実施例と添付図面を参照して以下に記載する。 図面の簡単な説明 図１は、自動利得制御ユニットを含む本発明の１実施例のブロック図であり、 図２は、音信号のデジタル処理のための装置を含む実施例をブロック図の形で 示し、さらに 図３は、本発明の装置の例示的な実施例を示す詳細ブロック図である。 発明を実施するための最良の形態 図１は、本発明にかかる装置の比較的単純な構成を示すブロック図である。マ イクロフォン１は、モニタすべき身体音のタイプに関係する身体の適切な場所に 取り付けるに適したタイプのものである 。種々のタイプのマイクロフォンが重要であるが、しかしながらマイクロフォン のタイプそれ自身は本発明の如何なる部分をも構成しない。マイクロフォン１に よって捕獲された信号は、マイクロフォンプリアンプ２に送られる。このマイク ロフォンプリアンプ２は、信号が弱い場合、その多くの部分がノイズによる劣化 にさらされると言う事実に対して、マイクロフォンとプリアンプ間の伝送路を短 くするためにマイクロフォン内に一緒に形成するか、あるいはプリアンプ２を後 段のユニットと物理的に一緒に形成するかの、何れであってもよい。多くの応用 例において、プリアンプの後段に自動利得制御ユニット３を備えることによって 、分析すべき音において均一なレベルを確保することにより、より感度を向上す ることが可能である。しかしながら、このようなユニットは本発明に必ずしも必 要ではない。 本発明の中心的な特徴は、参照番号４で示す調整可能なフィルタ回路に関して 見いだされる。フィルタ回路４の特別な性質は後述する。しかしながら、フィル タ回路４は、ある周波数帯を透過するように構成されている。この周波数帯は、 可聴範囲２０Hz〜２０ｋHz内が最も多く、しかしながら同様に通常の２０ｋHzの 限界を越えてさらに同様に２０Hz以下の拡張された音の周波数範囲において、さ らに分析を行うことも重要である。フィルタされた信号はさらに、音周波数増幅 器５に伝送される。この増幅器５はスピーカ６、あるいはより適した物としてヘ ッドセット（図３参照）、に電力を供給するように構成されている。マイクロフ ォンが電源供給を必要とするタイプのものである場合、全ユニット２〜５、ある いは１〜５は共通電源７から電力が供給される。 図２は、本発明の異なる実施例にかかる装置を示す。図１の装置に対する相違 点は、まず、既に可能性として述べたことであるが自 動利得制御ユニット３を省略した事であり、次にはプリアンプからの信号をアナ ログ／デジタル変換するために、あるいはメインアンプ５からの信号の変換のた めに、例えばフィルタリングの実行後に、変換装置８を追加したことである。変 換装置８によって送出されたサンプルされかつデジタル化された信号は、デジタ ル処理装置９に伝送され、あるいは勿論ここに、回路４で基本的に実行されたも のと同じタイプのフィルタリングを実行する、デジタルフィルタを備えることも 可能である。残りの回路に関しては、図１に示したものと同じタイプである。 図３は、依然ブロック図の形式ではあるが、図１および図２に示した構成の組 み合わせである、１個の回路の詳細を示している。自動利得制御ユニット３およ びデジタル装置８、９の両者が含まれ、さらに出力回路１５が含まれている。こ の出力回路１５は、スピーカ６への信号に相当する信号をヘッドセット１６また は補助装置１７（プリンター、スクリーンディスプレイ装置等）に送信する。プ リアンプ２からのオリジナル信号をデジタル化することに関して、あるいはメイ ンアンプ５からのフィルタされた信号をデジタル化することに関して、自由にス イッチするためのスイッチ１８が挿入されている。しかしながら、図面中で最も 重要な特性は、可調整フィルタ回路４に最も密接に関連するユニットである。 フィルタ回路４は、中心周波数および通過帯域のバンド幅の両者が、自由にか つ希望どおりに調整可能なバンドパスフィルタである。Ｑファクターモジュール １４がバンド幅に対処し、さらにこのモジュールはスイッチによって選択される 永久的なＱファクター値を持つタイプの物であり、あるいはこのＱファクターモ ジュールは無限可変調整器の機能を有するタイプのものであり、その結果、全て のバンド幅を選択することが可能である。可調整フィルタ回路４は 通過帯域中心周波数を外部供給周波数によって調整可能なタイプのものである。 この周波数は、発振器１１から供給され、さらにこの発振器周波数は、多くの中 心周波数を発振器１１にセットする周波数モジュール１０によって決定される。 発振器周波数をさらに変更することは、発振器１１に接続された電位差計（図示 せず）の無限可変調整によって達成される。 医者が現在使用中の中心周波数およびバンド幅の両者を見ることができること が好ましく、従ってさらにディスプレイ１２をフィルタ回路４に接続して配置す ることが好ましい。このディスプレイ１２は、周波数を制御してディスプレイを 駆動するためのユニット１３によって駆動される。 従って、本発明にかかる装置の効果は、ユーザー自身が、バンドパスフィルタ の中心周波数およびバンド幅を調整することにより、可聴画像(audible picture )内で彼が聴きたいと思う周波数を正確に決定することが可能な事である。フィ ルタリングの前後でのマイクロフォンからの信号の増幅と組み合わせることによ って、ユーザーが細部において豊富でかつ非常に良いスピーカからの音画像(sou nd picture)を得る事が可能となる。このバンドを別個に調査するために周波数 を調整しさらにある周波数バンドを検索する技術は、類似の技術が例えば無線技 術の分野で既に使用されているため、それ自身では新規では無いことに注意する 必要がある。しかしながら、この技術が聴診器において使用された場合、ユーザ ー例えば医者が、可聴スペクトルのどの部分が分析／診断において使用されてい るかに関して完全に制御することができる点において、新規である。 これに関連して、例えばいわゆる第１および第２の心臓音の典型的な音の周波 数範囲は２０〜１５０Hzであり、一方循環器からの音 は２００〜７５０Hzの範囲であり、僧帽／大動脈の血液逆流は１７０〜９００Hz の範囲に聞こえ、僧帽狭窄は２５〜８０Hzの範囲に聞こえることを理解すべきで ある。このように、ある現象を聴き取る場合、関係の無い周波数を取り除くこと ができればそれは非常に好ましい事であり、さらに本発明がこのような新しい可 能性を提供するものであることは明白である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年２月７日 【補正内容】 明細書 ページ２： このシステムは、例えば非常に低い周波数（２５〜７５Hz）を、より聴きやすく かつ例えば電話線によって送信し易い２５０Hz以上の周波数にシフトするように 、音を転換すなわち変換するシステムである。マイクロフォンプリアンプの直後 に、非常に低い周波数（０．５〜２０Hzの範囲における調整可能な限界周波数） を除去するための高域フィルタが挿入されている。この結果、再生された音の周 波数はシフトされているので、聴き手によって再解釈される必要がある。 米国特許第４７３１８４９号において、ヘッドセット／スピーカへの最終増幅 の前段に、マイクロフォンと、プリアンプと、自動利得制御装置とバンドパスフ ィルタを有する電子式聴診器が周知である。この場合、バンドパスフィルタ部分 は、１０個の並列なバンドパスフィルタを備えるが、しかしこれらの全フィルタ は、ほぼ同じバンド幅の１０個の選択され／予め設定された周波数範囲を同時に 通過指せるように動作する。各フィルタからの出力は、希望すれば０に減衰させ る事が可能であり、その結果、それぞれ別個にあるいは組み合わせて使用する事 が可能な、１０個の固定された選択可能な範囲を得ることが出来る。この装置で は以上の様にして、聴き取り範囲の選択に関してあるオプションを提供するが、 しかしこの点に関して決して限定されたシステムではない。このバンド幅は各対 応するフィルタに対して永久的なものである。 ドイツ公開公報ＤＥ４１００６０７号に、聴き取り周波数範囲を変更するため のほぼ同じオプションが提示されており、この公報はまた、切替え接続が可能で 、しかも特にバンドパス特性に関して異なるフィルタ特性を有する、電子式聴診 器を示している。 しかしながら、周知の何れの装置も、診断の準備をしようとする医者に対して 、どの周波数範囲を使用すべきかの選択に対する完全で自由なオプション、すな わちその音を聴き取るかあるいは他の方法で記録すべきかに係わらず、音スペク トルのどの部分が分析の基本を形成するかを、自由にしかも速やかに決定する可 能性を与える物では無い。 本発明は、この様な可能性を提供するものであると理解され、かつこれは請求 の範囲１に定義した装置を提供することによって、本発明によって達成される。 ページ４： しかしながら、フィルタ回路４は、ある周波数帯を透過するように構成されて いる。この周波数帯は、可聴範囲２０Hz〜２０ｋHz内が最も多く、しかしながら 同様に通常の２０ｋHzの限界を越えてさらに同様に２０Hz以下の拡張された音の 周波数範囲において、さらに分析を行うことも重要である。フィルタされた信号 はさらに、音周波数増幅器５に伝送される。この増幅器５はスピーカ６、あるい はより適した物としてヘッドセット（図３参照）、に電力を供給するように構成 されている。マイクロフォンが電源供給を必要とするタイプのものである場合、 全ユニット２〜５、あるいは１〜５は共通電源７から電力が供給される。 図２は、本発明の異なる実施例にかかる装置を示す。図１の装置に対する相違 点は、まず、既に可能性として述べたことであるが自動利得制御ユニット３を省 略した事であり、次にはプリアンプからの信号をアナログ／デジタル変換するた めに、あるいはメインアンプ５からの信号の変換のために、例えばフィルタリン グの実行後に、変換装置８を追加したことである。変換装置８によって送出され たサンプルされかつデジタル化された信号は、デジタル処理装置９に伝送され、 あるいは勿論ここに、回路４で基本的に実行されたものと同じタイプのフィルタ リングを実行する、デジタルフィルタを備えることも可能である。残りの回路に 関しては、図１に示したものと同じタイプである。 図３は、依然ブロック図の形式ではあるが、図１および図２に示した構成の組 み合わせである、１個の回路の詳細を示している。自動利得制御ユニット３およ びデジタル装置８、９の両者が含まれ、さらに出力回路１５が含まれている。こ の出力回路１５は、スピーカ６への信号に相当する信号をヘッドセット１６また は補助装置１７（プリンター、スクリーンディスプレイ装置等）に送信する。プ リアンプ２からのオリジナル信号をデジタル化することに関して、あるいはメイ ンアンプ５からのフィルタされた信号をデジタル化することに関して、自由にス イッチするためのスイッチ１８が挿入されている。しかしながら、図面中で最も 重要な特性は、可調整フィルタ回路４に最も密接に関連するユニットである。 フィルタ回路４は、中心周波数および通過帯域のバンド幅の両者が、自由にか つ希望どおりに調整可能なバンドパスフィルタである。 請求の範囲 １．身体表面と直接接触するためのマイクロフォン（１）と、マイクロフォン （１）の後段に接続された調整可能な電子バンドパスフィルタ（４）と、さらに 音周波数増幅器（５）およびフィルタされた音を再生するためのスピーカ手段（ ６）を含む聴き取り／モニタ装置とを具備する聴診器において、前記電子バンド パスフィルタ（４）は通過帯域の中心周波数およびバンド幅に関して少なくとも 周波数範囲２０Hz〜２０ｋHz内で自由に調整可能であることを特徴とする、聴診 器。 ２．前記マイクロフォン（１）と前記バンドパスフィルタ（４）間に接続され たプリアンプ（２）を特徴とする、請求項１に記載の聴診器。 ３．前記マイクロフォン（１）からの信号を可変増幅するために前記プリアン プ（２）に接続された自動利得制御ユニット（３）を特徴とする、請求項２に記 載の聴診器。 ４．各対応範囲内で中心周波数およびバンド幅を自由に調整するために周波数 範囲を固定しうる事を特徴とする、請求項１、２または３の何れか１項記載の聴 診器。 ５．予め調整された中心周波数とＱファクターを有するバンドパス範囲を容易 に選択するための、クイック選択スイッチを特徴とする、請求項１、２または３ の何れか１項記載の聴診器。 ６．Ｑファクターを調整しそれによって通過帯域のバンド幅を調整するバンド パスフィルタ（４）に接続された無限可変調整器（１４）を特徴とする、請求項 １〜３の何れか１項記載の聴診器。 ７．前記バンドパスフィルタ（４）は、中心周波数とバンド幅の設定値を示す ディスプレイ（１２）を含むことを特徴とする、請求 項１〜６の何れか１項記載の聴診器。 ８．前記マイクロフォン（１）は、このマイクロフォンを身体の外部でまたは 身体内で身体表面上に位置させるための身体表面位置決め手段を備えることを特 徴とする、請求項１〜７の何れか１項記載の聴診器。 ９．前記マイクロフォン（１）からの信号をデジタル処理のためにデジタル化 するためのデジタル手段（８）をさらに含む事を特徴とする、請求項１〜９の何 れか１項記載の聴診器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ， ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．身体表面と直接接触するためのマイクロフォン（１）と、マイクロフォン （１）の後段に接続された電子バンドパスフィルタ（４）と、さらに音周波数増 幅器（５）およびフィルタされた音を再生するためのスピーカ手段（６）を含む 聴き取り／モニタ装置とを具備する聴診器において、前記電子バンドパスフィル タ（４）は通過帯域の中心周波数およびバンド幅に関して少なくとも周波数範囲 ２０Hz〜２０ｋHz内で自由に調整可能であることを特徴とする、聴診器。 ２．前記マイクロフォン（１）と前記バンドパスフィルタ（４）間に接続され たプリアンプ（２）を特徴とする、請求項１に記載の聴診器。 ３．前記マイクロフォン（１）からの信号を可変増幅するために前記プリアン プ（２）に接続された自動利得制御ユニット（３）を特徴とする、請求項２に記 載の聴診器。 ４．各対応範囲内で中心周波数およびバンド幅を自由に調整するために周波数 範囲を固定しうる事を特徴とする、請求項１、２または３の何れか１項記載の聴 診器。 ５．選択された中心周波数とＱファクターを有するバンドパス範囲に予め設定 するためのクイック選択スイッチを特徴とする、請求項１、２または３の何れか １項記載の聴診器。 ６．Ｑファクターを調整しそれによって通過帯域のバンド幅を調整するバンド パスフィルタ（４）に接続された無限可変調整器（１４）を特徴とする、請求項 １〜３の何れか１項記載の聴診器。 ７．前記バンドパスフィルタ（４）は、中心周波数とバンド幅の設定値を示す ディスプレイ（１２）を含むことを特徴とする、請求 項１〜６の何れか１項記載の聴診器。 ９．前記マイクロフォン（１）は、このマイクロフォンを身体の外部でまたは 身体内で身体表面上に位置させるための身体表面位置決め手段を備えることを特 徴とする、請求項１〜７の何れか１項記載の聴診器。 １０．前記マイクロフォン（１）からの信号をデジタル処理のためにデジタル 化するためのデジタル手段（８）をさらに含む事を特徴とする、請求項１〜９の 何れか１項記載の聴診器。