KR20160145651A - 광대역 청진용 디바이스 - Google Patents

광대역 청진용 디바이스 Download PDF

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KR20160145651A
KR20160145651A KR1020167031095A KR20167031095A KR20160145651A KR 20160145651 A KR20160145651 A KR 20160145651A KR 1020167031095 A KR1020167031095 A KR 1020167031095A KR 20167031095 A KR20167031095 A KR 20167031095A KR 20160145651 A KR20160145651 A KR 20160145651A
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proximal end
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KR1020167031095A
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라이언 콥트
조셉 3세 부테라
로버트 제이 3세 서머스
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본지오비 어커스틱스 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 인체의 청진을 위한 디바이스에 관한 것이다. 디바이스의 실시예는 인체의 사전 결정된 부분에 대해 작업 배향으로 배치하기 위해 치수화되고 구성된 하우징을 포함한다. 하우징은 그 안에 배치된 다수의 챔버들을 포함한다. 다수의 챔버들은 적어도 하우징이 작업 배향으로 배치될 때 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성된다. 하우징은 적어도 부분적으로 챔버들 중 대응하는 챔버에 배치된 적어도 하나의 트랜스듀서를 또한 포함한다. 트랜스듀서는 음향 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 동심 구조물은 저주파수 신호를 추가로 수신하고 처리하기 위해 하우징 주변에 형성된다.

Description

광대역 청진용 디바이스{DEVICE FOR WIDE-BAND AUSCULTATION}
우선권 주장
본 출원은 2014년 4월 16일 출원된 미국 특허 가출원 제61/980,302호에 대해 우선권을 주장하는 2014년 9월 3일 출원되어 현재 계류중인 미국 특허 출원 제14/476,134호의 일부 계속 출원이다. 상기 출원의 각각은 그 전체에 있어서 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 인체의 청진을 위한 디바이스에 관한 것이다. 디바이스의 실시예는 인체의 사전 결정된 부분에 대해 작업 배향(operative orientation)으로 배치를 위해 치수화되고 구성된 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 그 안에 배치된 다수의 챔버들을 가지며, 하우징은 또한 동심 구조물(concentric structure)에 의해 둘러싸인다.
인체의 내부음을 듣기 위한 청진(auscultation) 또는 용어는 의료 분야와 같은 많은 학문에 매우 중요하다. 예를 들어, 환자의 인체와 같은 인체의 청진은 환자에 영향을 미칠 수 있는 질병의 진단에서 의료 전문가를 돕는다. 이러한 것은 전통적으로 환자의 심장박동과 관련되는 것과 같은, 좁은 범위의 저주파 음향 신호를 듣도록 와이드 벨(wide bell) 및/또는 다이아프램을 사용할 수 있는 청진기로 달성될 수 있다. 그러나, 이러한, 접근 방식은 보다 높은 주파수 신호와 관련된 음향 심호를 수신하는 것과 같은 많은 다른 진단 목적에 기본적으로 부적절하다.
따라서, 본 기술분야에서 요구되는 것은 고주파수 음향을 포함하지만 이에 한정되지 않는 주파수의 보다 넓은 대역에 있는 음향 신호를 수신하도록 구성된 디바이스이다. 이러한 음향 신호는 삼킴(swallowing), 호흡, 및 혈류와 같이, 진단에 유용한 인체의 다른 기능들과 관련된 주파수를 포함하고, 전통적인 청진기 디바이스들의 능력 밖에 있다.
또한, 본 기술분야에서 요구되는 것은 이러한 디바이스를 통합하는 시스템이다. 이러한 시스템은 환자의 진단 및/또는 의료 전문가에 의해 수행되는 다른 의료 처치를 용이하게 하도록 상기 디바이스를 통합할 수 있다. 디바이스에 의해 수신된 음향 신호를 이용하게 되는 이러한 시스템은 예를 들어 내장, 관절, 폐장, 혈류, 또는 삼킴의 장애의 검출을 돕도록 상기 신호를 처리한다.
본 발명은 환자의 인체와 같은 인체의 청진을 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예는 인체의 사전 결정된 부분에 대해 작업 배향으로 배치를 위해 치수화되고 구성된 하우징을 포함한다. 이러한 인체의 사전 경정된 부분의 예들은 인후부(throat) 또는 폐장에 대응하는 부분을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
적어도 하우징이 작업 배향으로 배치될 때 음향 신호을 수신하도록 총체적으로 구성된 다수의 챔버들이 하우징 내에 포함된다. 음향 신호는 인체에 의해 생성되고, 다양한 인체 변화(bodily process) 및 조건 등과 상관할 수 있다. 이러한 신호를 수신하는 것은 진단 및 다른 의료 처치를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 다수의 챔버들은 인체에 의해 생성된 음향 신호가 검출을 위해 디바이스에 들어가도록 협동적으로 구성되고 및/또는 형상화된다.
추가적으로, 적어도 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 다수의 챔버들 중 하나 내에 배치된다. 트랜스듀서는 디바이스에 의해 수신된 오디오 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 단지 예의 방식에 의해, 트랜스듀서는 마이크로폰을 포함할 수 있다. 전기 신호는 그런 다음 본 명세서에서 추가적으로 설명되는 바와 같이 진단 시스템의 다른 요소들에 전송될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 근위 및 원위 단부들을 추가로 포함하며, 근위 단부는 개구를 한정하도록 구성된다. 개구는 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된다.
또한, 다수의 챔버들은 개구에 대해 음향 수신 관계(sound receiving relationship)로 있는 음향 포착 챔버(acoustic capture chamber)를 포함한다. 따라서, 음향 수신 관계는 개구로부터 적어도 음향 포착 챔버로의 음향 신호의 통행을 허용한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 것은 음향 포착 챔버 내로의 음향 신호의 진입을 허용하는 개구를 통해 달성된다.
음향 포착 챔버의 형상이 본 발명의 다양한 실시예들 중에서 변할 수 있다는 것을 예측하여야 한다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 음향 포착 챔버의 원위 단부의 지름은 근위 단부의 지름보다 작거나 같다. 한쪽 단부가 반대편 단부보다 작은 지름을 가지는 이러한 구성을 가지는 기하학적 형상의 예는 직원뿔(right circular cone)의 절두체(frustum)이다. 따라서, 음향 포착 챔버의 다양한 실시예들은 이러한 구성을 포함할 수 있다. 그러나, 음향 챔버는 본 발명에 따라서 이러한 것을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 형상을 포함할 수 있다.
덧붙여, 다수의 챔버들은 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치된 주 공명 챔버(primary resonance chamber)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 주 공명 챔버 내에 배치된다. 아울러, 바람직한 실시예에서, 트랜스듀서는 주 공명 챔버에서 가동 가능하게 배치된다.
또한, 주 공명 챔버의 바람직한 실시예는 주 공명 챔버 내에 가동 가능하게 배치된 공명 조절 부재(resonance adjustment member)를 포함하다. 주 공명 챔버 내에서 움직이는 것에 의한 것과 같은 공명 조절 부재의 조절은 디바이스의 음향 특성의 변화를 촉진한다. 또한, 바람직한 실시예에서, 이러한 조절은 디바이스의 사용 동안 수행될 수 있다.
바람직한 실시예는 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치되는 2차 공명 챔버(secondary resonance chamber)를 추가로 포함한다. 2차 공명 챔버는 디바이스가 수신하거나 또는 디바이스에 가장 민감한 음향 신호의 범위를 조절하는 것에 의한 것과 같은 디바이스의 "튜닝(tuning)"을 용이하게 한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 것은 2차 공명 챔버의, 볼륨과 같은 물리적 파라미터를 변경하는 것에 의해 달성된다. 또한, 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 2차 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치된다. 따라서, 트랜스듀서의 움직임은 디바이스의 공명 특성을 변경하는 것에 의한 것과 같이 디바이스의 "튜닝"을 용이하게 한다.
본 발명은 또한 신호 처리 시스템에 관한 것이다. 시스템의 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 디바이스는 디바이스로부터 수신된 전기 신호를 처리하도록 총체적으로 구성된 다수의 구성요소들과 통신한다. 전기 신호는 인체로부터 디바이스에 의해 수신된 음향 신호에 대응한다. 바람직한 실시예에서 다수의 구성요소들은 증폭 구성요소(amplification component), 디지털 신호 처리 구성요소(digital signal processing component), 분석 구성요소(analysis component), 패턴 인식 구성요소(pattern recognition component), 및 적어도 하나의 출력 구성요소(output component)를 포함한다.
본 발명의 따른 또 다른 바람직한 실시예는 500 Hz 이하의 주파수들을 포함하는 저주파수 신호를 포함하는 인체의 청진을 위한 디바이스에 관한 것이다. 따라서, 이 실시예에서 디바이스는 하우징뿐만 아니라 동심 구조물을 포함할 수 있다.
하우징은, 하우징의 근위 단부가 청진을 위해 환자의 인체와 같은 공명체(resonating body)에 기대어 배치될 때와 같이, 적어도 하우징이 작업 배향으로 배치될 때 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성된 다수의 챔버들을 포함할 수 있다. 다수의 챔버들은 음향 포착 챔버와 주 공명 챔버를 포함할 수 있으며, 일부 실시예들에서 2차 공명 챔버를 추가로 포함할 수 있다. 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 주 공명 챔버 및/또는 2차 공명 챔버에 배치될 수 있다. 음향 포착 챔버는 하우징의 개구에 대해 음향 수신 관계로 배치되고, 500 Hz 이상과 같은 고주파수의 음향 신호를 수신하도록 구성된다.
동심 구조물은 하우징의 근위 단부에 대해 포위 관계(surrounding relation)로 원주 방향으로 형성된다. 동심 구조물의 근위 단부는 하우징의 근위 단부와 동일 평면에 놓이거나 또는 평행할 수 있다. 동심 구조물의 외부는 종 형상을 형성할 수 있어서, 그 근위 단부를 따르는 동심 구조물의 개구는 그 안에 있는 실질적으로 중공인 개구로 연장하는 한편, 원위 부분은 하우징의 외부와 포위 및 인접 관계로 실질적으로 평탄한 프로파일을 형성할 수 있다.
하우징은 하우징의 외부 사이에, 그러나 음향 포착 챔버의 내부 개구로 내향하여 도달하는 동심 구조물의 캐노피(canopy) 내에 형성된 보어와 같은 저주파수 수신기를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 저주파수 수신기 또는 보어는 음향 포착 챔버 및/또는 트랜스듀서를 수용하는 주 또는 2차 공명 챔버에서 저주파수 음향을 수신하도록 구성된다. 트랜스듀서는 그런 다음 하우징의 개구로부터 수신된 고주파수 신호뿐만 아니라 동심 구조물의 개구로부터의 저주파수 신호 모두를 추후 처리를 위하여 전기 입력 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점들은 도면뿐만 아니라 상세한 설명이 고려될 때 명확해질 것이다.
본 발명의 특성의 더욱 완전한 이해를 위해, 참조는 첨부 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여야만 한다:
도 1은 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 개략 측면도.
도 2는 도 1의 실시예의 개략 저면도.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 예시적인 실시예의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 개략 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 개략 측면도.
도 6은 도 5의 실시예의 개략 측면도.
도 7은 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 개략 측면도.
도 8은 고주파수 및 저주파수 음향 신호들을 모두 수신할 수 있는 본 발명에 따른 다른 디바이스의 개략도.
도 9는 본 발명에 따른 디바이스의 예시적인 실시예의 개략도.
도 10은 도 8의 실시예의 개략 저면도.
동일한 도면부호들은 몇몇 도면에서 동일한 부분을 지시한다.
첨부 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명은 인체의 청진을 위한 디바이스 및 시스템에 관한 것이다. 상기된 바와 같이, 청진은 의료 진단을 위하여, 그러나 이에 한정되지 않는 것과 같은, 인체에 의해 생성된 음향 신호를 포착하는 실행에 관한 것이다. 따라서, 인체는 인체, 즉 환자일 수 있지만, 또한 음향 신호의 임의의 다른 적절한 소스일 수 있다는 것이 예측되어야 한다.
도 1에 도시된 바와 같은 예시적인 실시예에에 따라서, 디바이스(1)는 하우징(50)을 포함한다. 하우징(50)은 인체의 사전 결정된 부분에 대하여 작업 배향으로 배치를 위해 치수화되고 구성된다. 예를 들어, 하우징(50)은 환자의 호흡 및/또는 삼킴과 관련된 음향 신호를 모니터링하는 목적을 위한 것과 같이 환자의 인후부에 대응하는 인체의 부분에 대해 및/또는 부분에 기대어 배치될 수 있다.
따라서, 하우징(50)은 하우징 내에 배치된 다수의 챔버(10, 30, 40)들을 포함한다. 챔버들은 인체에 의해 생성된 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성된다. 바람직한 실시예에서, 챔버(10, 30, 40)들은 음향 신호를 수신하는 것이 하우징(50)이 공명하도록 총체적으로 구성된다. 또한, 바람직한 실시예에서, 챔버(10, 30, 40)들은 하우징(50)이 일정 주파수에서 및/또는 약 20 헤르츠 내지 약 2,000 헤르츠의 범위 내에서 공명하도록 총체적으로 구성된다. 아울러, 바람직한 실시예에서, 하우징(50)은 특정 공명 특성을 위해 선택된 구성의 재료를 포함한다.
도 1을 더욱 참조하여, 하우징(50)은 근위 단부(50')와 원위 단부(50")를 포함한다. 근위 단부(50')는 목 부분, 인후부, 가슴 부분, 및/또는 임의의 다른 필요하거나 또는 적절한 부분과 같은 인체의 사전 결정된 부분에 대하여 작업 배향으로의 배치를 위해 구성된다. 근위 단부(50')의 이러한 배치는 하우징(50)과 인체가 서로 당면하는 결합을 한정하도록 인체와 하우징(50)의 결합을 포함한다.
또한, 근위 단부(50')는 개구(55)를 포함하도록 구성된다. 개구(55)는 하우징(50)이 작업 배향으로 있을 때 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된다. 인체와 개구(55)의 결합은 인체에 의해 생성된 음향 신호가 개구(55)를 통하여 하우징(50) 내로 보내지도록 인체에 아주 근접한 개구(55)의 배치를 포함한다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예들은 예를 들어 인체의 사전 결정된 부분의 크기 및 위치에 의해 결정될 수 있는 바와 같은 인체의 가변적인 사전 결정된 부분들과 결합하는데 적절한 개구(55)들의 가변 구성 및/또는 치수를 포함할 수 있다.
도 1의 실시예의 챔버(10, 30, 40)들은 음향 포착 챔버(10)를 포함한다. 음향 포착 챔버(10)는 개구(55)에 대해 음향 수신 관계로 배치된다. 따라서, 개구(55)는 음향 포착 챔버(10) 내로의 음향 신호의 통행을 용이하게 한다.
도 2는 개구(55)를 향하는 시야로부터 본 바와 같은 도 1의 실시예를 도시한다. 음향 포착 챔버는 근위 단부(10')와 원위 단부(10")를 포함한다. 또한, 가변 구성을 포함하는 음향 포착 챔버(10)의 다양한 실시예들이 고려된다. 도 2로부터 명백한 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 음향 포착 챔버(10)의 원위 단부(10")는 근위 단부(10')의 지름보다 작은 지름을 포함한다. 도 4는 음향 포착 챔버(10)의 원위 단부(10")가 근위 단부(10')의 지름과 같은 지름을 포함하는 바람직한 실시예를 도시한다.
도 1을 더욱 참조하여, 디바이스(1)의 바람직한 실시예는 주 공명 챔버(30)를 포함한다. 주 공명 챔버(30)는 음향 포착 챔버(10)에 대해 음향 수신 관계로 배치된다. 따라서, 인체에 의해 생성된 음향 신호는 음향 포착 챔버(10)에 의해 포착 및/또는 수신되고, 주 공명 챔버(30)에 의해 수신된다.
또한, 하우징(50)의 공명 특성의 조절이 달성될 수 있다. 이러한 것은 심지어 디바이스(1)의 사용 동안 달성될 수 있다. 예를 들어, 챔버(10, 30, 40)들의 내부 치수의 변화는 적어도 한 실시예에서 하우징(50)이 공명하는 주파수 및/또는 주파수들의 변경을 용이하게 한다. 또한, 도 5 및 도 6의 바람직한 실시예에 도시된 바와 같이, 공명 조절 부재(60)는 적어도 부분적으로 주 공명 챔버(30) 내에서 가동 가능하게 배치된다. 도 5 및 도 6은 주 공명 챔버(30) 내에서 공명 조절 부재(60)의 2개의 가능한 위치들을 설명하지만, 단지 예로서 간주되어야 하고 제한으로서 해석되지 않아야 한다. 따라서, 주 공명 챔버(30) 내에서 공명 조절 부재(60)의 슬라이딩, 신축(telescoping) 및/또는 임의의 다른 적절한 방법에 의한 것과 같은 움직임은 하우징(50)의 공명 특성의 변화를 촉진하고, 따라서 디바이스가 수신하거나 또는 디바이스가 대부분 조정되는 음향 신호에서의 변화를 촉진할 수 있다.
도 1의 실시예는 음향 포착 챔버(10)에 대해 음향 수신 관계로 배치된 2차 공명 챔버(40)를 추가로 포함한다. 2차 공명 챔버(40)는 디바이스(1)의 "튜닝"을 용이하게 하고, 이러한 것은 디바이스(1)가 수신하거나 또는 대부분 민감한 음향 신호의 범위의 조절로서 이해되어야 한다. 이러한 것은 예를 들어 2차 공명 챔버(40)의 치수를 변화시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 또한, 2차 공명 챔버(40)의 근위 단부(40')는 음향 포착 챔버(10)의 원위 단부(10")와 소통한다. 추가적으로, 2차 공명 챔버의 원위 단부(40")는 주 공명 챔버(30)의 근위 단부(30')와 소통한다.
디바이스(1)의 다양한 실시예들에서, 음향 포착 챔버(10)와 2차 공명 챔버(40)는 유체 소통한다. 따라서, 음향 포착 챔버의 원위 단부(10")와 2차 공명 챔버의 근위 단부(40')는 유체, 예를 들어 공기가 2개의 챔버(10, 40)들 사이에서 보내지도록 대응하여 구성된다. 이러한 것은 챔버(10, 40)들 사이에서 음향 신호의 소통을 용이하게 할 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같은 디바이스(1)의 바람직한 실시예는 적어도 하나의 트랜스듀서(20)를 추가로 포함하거나, 또는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 트랜스듀서(20, 22)를 추가로 포함한다. 트랜스듀서(20, 22)의 예는 마이크로폰을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 도 1에 도시된 바와 같은 트랜스듀서(20, 22)는 음향 신호를 적어도 하나의 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 전기 신호는 그런 다음 진단을 용이하게 하도록 처리될 수 있다.
아울러, 도 1을 더욱 참조하여, 트랜스듀서(20)는 적어도 부분적으로 주 공명 챔버(30) 내에 배치된다. 그러나, 트랜스듀서(20)는 주 공명 챔버 내에 위치하는 것으로 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따라서 다양한 실시예들이 적어도 부분적으로 챔버(10, 30, 40)들 중 대응하는 챔버에 배치되는 트랜스듀서를 포함하는 것이 고려된다.
또한, 여전히 다른 실시예들은 다수의 트랜스듀서들을 포함하고, 트랜스듀서들 각각은 적어도 부분적으로 다수의 챔버(10, 30, 40)들 중 대응하는 챔버들에 배치된다. 예를 들어, 도 7을 참조하여, 적어도 하나의 트랜스듀서, 그러나 바람직하게 다수의 트랜스듀서(20, 22)들은 하우징(50) 내에 배치된다. 특히, 제1 트랜스듀서(20)는 바람직하게 적어도 부분적으로 주 공명 챔버(30) 내에 배치되고, 제2 트랜스듀서(22)는 바람직하게 적어도 부분적으로 2차 공명 챔버(40) 내에 배치된다. 또한, 트랜스듀서(20, 22)들은 적어도 부분적으로 그 각각의 챔버 내에서 가동 가능하게 배치될 수 있다. 따라서, 트랜스듀서들은 그 각각의 챔버 또는 챔버들 내에서 독립적으로 및/또는 총체적으로 움직일 수 있다. 이러한 것은 하우징(50)의 공명 특성의 변경을 용이하게 하고 및/또는 적어도 하나의 전기 신호로의 변환을 위하여 트랜스듀서(20, 22)들에 의해 수신된 음향 신호의 주파수를 변경한다.
도 3을 지금 참조하여, 본 발명에 따른 시스템(2)의 실시예가 제공된다. 시스템(2)은 인체의 청진을 위한 디바이스(1)를 포함한다. 디바이스(1)가 도 1의 실시예일 수 있지만, 본 발명과 일치하는 디바이스(1)의 임의의 실시예일 수 있다는 것이 예측되어야 한다. 도 3에 도시된 바와 같은 시스템(2)의 바람직한 실시예에서, 디바이스(1)는 다수의 구성요소(100, 200, 300, 400, 500, 510)들과 통신한다. 구성요소들은 처리 구성요소(200), 분석 구성요소(300), 패턴 인식 구성요소(400), 및 적어도 하나의 출력 구성요소(500, 510)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 출력 구성요소들은 디스플레이 구성요소(500)와 오디오 출력 구성요소(510)를 포함할 수 있다. 또한, 시스템(2)은 동적 범위 제어 및 평형화(Dynamic Range Control and Egualization)를 사용하여 전자 신호를 처리하도록 구성될 수 있다.
증폭 구성요소(100)는 디바이스(1)로부터 수신된 전기 신호를 증폭시키도록 구성된다. 증폭 구성요소의 예는 마이크로폰 전치증폭기(preamplifier)이다.
처리 구성요소(200)는 증폭 구성요소(200)로부터 수신된 증폭 신호를 처리하도록 구성된다. 처리 구성요소(200)는 디지털 신호 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 처리 구성요소(200)는 추가의 분석을 용이하게 하기 위하여 증폭 신호를 처리하도록 구성된다. 추가적으로, 처리 구성요소(200)는 전후 AGC 필터링(pre-post AGC filtering), 오디오 주파수 동적 범위 제어 및/또는 평형화를 통합하도록 구성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 오디오 출력 구성요소(510)는 처리 구성요소(200)와 통신한다. 따라서, 오디오 출력 구성요소(510)는 의료 전문가가 처리된 신호를 청취하는 것을 용이하게 하도록 구성된다. 오디오 출력 구성요소(510)의 하나의 예는 헤드폰을 포함한다.
분석 구성요소(300)는 처리 구성요소(200)로부터 처리된 신호를 수신한다. 분석 구성요소(300)는 분석된 신호를 생성하도록 구성된다. 따라서, 분석 구성요소(300)는 분석된 신호를 생성하도록 예를 들어 고속 푸리에 변환 분석(Fast Fourier Transform analysis)을 수행할 수 있다.
분석된 신호는 그런 다음 주파수, 세기 또는 시간 영역(time domain)의 임의의 조합에 속하는 것들과 같은 분석된 신호에서의 패턴을 인식하도록 구성된 패턴 인식 구성요소(400)로 전송된다. 또한, 패턴 인식 구성요소(400)는 분석된 신호에서의 검출된 패턴을 잠재적 진단(potential diagnosis) 및/또는 질병(medical condition)과 매칭시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 패턴 인식 구성요소(400)는 대응하는 검출 패턴 또는 패턴에 따라서 잠재적 진단 및/또는 질병을 출력하도록 구성된다. 분석된 신호는 또한 디스플레이 구성요소(500)로 전송된다. 디스플레이 구성요소(500)의 예들은 분광 사진(spectrogram)의 출력을 위하여 구성된 시각적 디스플레이 디바이스를 포함한다. 다양한 실시예들에서 디스플레이 구성요소(500)는 또한 시스템(2)에 의해 검출된 및/또는 진단 공정을 용이하게 하거나 또는 도울 수 있는, 쟁점을 강조하도록 또한 구성될 수 있다.
상기 디바이스 실시예가 500 Hz 이상의 주파수에 대해 유효하지만, 다른 추가의 실시예에서, 더욱 낮은 주파수 음향, 즉 500 Hz 이하의 낮은 주파수 음향을 포착하는 것이 필요할 수 있다. 그리하여, 본 발명은 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 500 Hz 이상 및 이하의 주파수를 동시에 포함하는 넓은 범위의 주파수를 청진할 수 있는, 인체의 청진을 위한 디바이스를 또한 고려한다. 도 8을 참조하여, 인체의 청진을 위한 디바이스(800)는 하우징(50)과 동심 구조물(800)을 포함할 수 있다.
하우징(50)은 도 1 내지 도 7에 따라서 상기된 바와 같은 청진을 위한 디바이스를 위한 실시예들을 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러므로, 하우징(50)은 근위 단부(50')와 원위 단부(50")를 포함할 수 있다. 하우징(50)의 근위 단부(50')는 하우징(50)이 인체에 대해 작업 배향으로 배치될 때 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된 개구(55)를 포함한다. 인체는 청진을 위하여 내부 음향을 공명시키는 인간 또는 포유류의 몸을 포함할 수 있으며, 작업 배향은 인체의 일부에 직접적인 인접 관계로 하우징의 근위 단부(50')를 배치하는 것을 포함할 수 있다.
하우징(50)은 그 안에 배치되는 다수의 챔버들을 추가로 포함할 수 있으며, 챔버들은 적어도 하우징(50)이 작업 배향으로 배치될 때 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성된다. 적어도 하나의 트랜스듀서(20)는 적어도 부분적으로 챔버들 중 대응하는 챔버에 배치되고, 하우징(50)의 개구(55)로부터 수신된 음향 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성된다.
다수의 챔버들은 음향 포착 챔버(10)와 주 공명 챔버(30)를 포함할 수 있다. 또한 도 1 내지 도 7의 상기 실시예들에서 예시된 바와 같은 추가의 2차 공명 챔버(40)가 또한 포함될 수 있다. 트랜스듀서(20)는 바람직하게 도면부호 95와 같은 통신 케이블을 삽입하기 위한 노치(90)를 또한 포함할 수 있는 주 공명 챔버(30)에 배치된다. 그러나, 트랜스듀서(20)는 2차 공명 챔버(40)와 같은 또 다른 챔버에 또한 배치될 수 있다. 트랜스듀서(20)는 마이크로폰 또는 음향 음파를 포착하여 전기 입력 신호로 변환할 수 있는 적절한 회로들 또는 디바이스들의 임의의 다른 조합을 포함할 수 있다. 음향 포착 챔버(10)는 챔버의 원위 단부가 근위 단부의 지름보다 작은 지름을 포함하도록 원뿔형 프로파일을 포함할 수 있다. 음향 포착 챔버(10)는 하우징(50)의 개구(55)에 대해 음향 수신 관계로 배치된다. 예를 들어, 하우징(50)의 개구(55)는 도 8에 도시된 바와 같이 음향 포착 챔버(55) 내로 개방될 수 있다. 음향 포착 챔버의 형상, 치수, 프로파일 및 다른 구성은 500 Hz 주파수 이상의 음향 신호를 수신하도록 구성되고 의도된다.
동심 구조물(800)은 500 Hz 이하의 주파수와 같은 저주파수 신호를 포착하기 위하여, 하우징(50)의 근위 단부(50')에 대해 포위 관계로 원주 방향으로 형성된다. 동심 구조물(800)은 근위 단부(801) 및 원위 단부(802)를 포함할 수 있으며, 근위 단부(801)는 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된 개구(855)를 포함한다. 동심 구조물(800)의 개구(855)는 공명체의 저주파수 신호를 수신하도록 구성된다. 적어도 하나의 실시예에서, 동심 구조물(800)의 근위 단부(801)는 하우징(50)의 근위 단부(50')와 평행할 수 있다. 동심 구조물(800)의 원위 단부(802)는 하우징(50)의 외부에 대해 인접 관계로 원주 방향으로 형성될 수 있다. 동심 구조물(801)의 외부(803)는 부분적인 반 돔형, 종 형상, 또는 볼록 형상을 형성할 수 있는 반면에, 원위 부분(802)은 실질적으로 평탄한 프로파일을 형성할 수 있다.
트랜스듀서(20)에서 동심 구조물(800)로부터 저주파수 신호를 수신하기 위하여, 하우징(50)은 음향 포착 챔버(55)와 동심 구조물(800) 사이에서 음향 통신 관계(sound communication relation)로 있는 저주파수 수신기(810)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 저주파수 수신기(810)는 도 8 및 도 10에 따라서 동심 구조물(800)의 개구(855)로부터 음파를 수신하기 위하여 동심 구조물(800)의 내부 개구로부터 음향 포착 챔버(55)의 내부까지 형성된 보어(810)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 저주파수 수신기(810)는 주 공명 챔버(30) 및/또는 트랜스듀서(20)를 수용하는 2차 공명 챔버(40) 내로 신호를 직접 공급하도록 구성될 수 있다. 트랜스듀서(20)는 음향 포착 챔버(10)의 개구(55)로부터의 고주파수 신호뿐만 아니라 저주파수 수신기(810)를 통하여 동심 구조물(800)의 개구(855)로부터의 저주파수 신호를 모두 수신한다.
고주파수 신호와 저주파수 신호 모두는 그런 다음 트랜스듀서에 의해 전기 입력 신호로 동시에 또는 선택적으로 변환될 수 있으며, 전기 입력 신호는 그런 다음 신호 명료성을 위하여 또는 상기된 바와 같이 필요한 오디오 효과를 위하여 추가로 처리될 수 있다. 신호는 이러한 처리를 위하여 도 9에 도시된 통신 케이블(95)에서 이동할 수 있고 및/또는 전기 신호 또는 처리된 전기 신호를 청취자를 위한 음향으로 다시 변환하는 수화기 또는 헤드셋과 같은 다른 트랜스듀서로 진행할 수 있다. 다른 실시예들에서, 케이블(95)은 생략될 수 있으며, 전송은 NFC, WiFi, 블루투스 또는 다른 통신 프로토콜들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 당업자에게 공지된 방법을 통해 무선으로 일어날 수 있다. 또한, 도 9의 실시예에 따라서, 트랜스듀서 및 트랜스듀서가 상주하는 주 공명 챔버(30)와 같은 챔버는 이질적 잡음 또는 간섭을 방지하도록 캡(90)으로 밀봉될 수 있다.
세부 사항에서 많은 변경, 변형 및 변경이 본 발명의 설명된 바람직한 실시예에 대해 만들어질 수 있기 때문에, 상기되고 첨부 도면에서 도시된 모든 요지들은 예시적인 것으로 해석되고 제한의 의미로 해석되지 않도록 의도된다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항 및 그 법적 등가물에 의해 결정되어야 한다.

Claims (48)

  1. 인체의 청진을 위한 디바이스로서,
    인체의 사전 결정된 부분에 대해 작업 배향으로 배치를 위해 치수화되고 구성되며, 그 안에 배치된 다수의 챔버들을 가지는 하우징으로서, 상기 다수의 챔버들은 적어도 상기 하우징이 상기 작업 배향으로 배치될 때 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성되는, 상기 하우징, 및
    적어도 부분적으로 상기 챔버들 중 대응하는 챔버에 배치되고, 상기 음향 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함하는 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 근위 단부와 원위 단부를 가지며, 상기 하우징의 상기 근위 단부는 상기 하우징이 상기 작업 배향으로 있을 때 상기 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성되는 개구를 포함하는 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다수의 챔버들은 상기 하우징의 상기 개구에 대해 음향 수신 관계로 배치된 음향 포착 챔버를 포함하는 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버는 상기 음향 포착 챔버의 근위 단부의 지름과 동일한 지름을 가지는 원위 단부를 포함하는 디바이스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버는 상기 음향 포착 챔버의 근위 단부의 지름보다 작은 지름을 가지는 원위 단부를 포함하는 디바이스.
  6. 제3항에 있어서, 상기 다수의 챔버들은 상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치된 주 공명 챔버를 포함하는 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 주 공명 챔버 내에 배치되는 디바이스.
  8. 제6항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 주 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  9. 제6항에 있어서, 상기 다수의 챔버들은 상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치된 2차 공명 챔버를 포함하는 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 2차 공명 챔버 내에 배치되는 디바이스.
  11. 제9항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 상기 2차 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  12. 제9항에 있어서, 상기 2차 공명 챔버는 상기 주 공명 챔버와 상기 음향 포착 챔버 사이에 배치되는 디바이스.
  13. 제9항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버와 상기 2차 공명 챔버는 서로 유체 소통하는 디바이스.
  14. 제6항에 있어서, 상기 주 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치된 적어도 하나의 공명 조절 부재를 포함하는 디바이스.
  15. 인체의 청진을 위한 디바이스로서,
    근위 단부와 원위 단부를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징의 근위 단부는 인체의 사전 결정된 부분과 작업 결합을 위해 치수화되고 구성되는 개구를 한정하도록 치수화되고 구성되는, 상기 하우징,
    상기 하우징의 상기 개구와 유체 소통하며, 적어도 상기 하우징이 상기 작업 결합으로 있을 때 인체에 의해 생성된 음향 신호를 수신하도록 구성되는 음향 포착 챔버,
    상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치되는 주 공명 챔버, 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 음향 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성되는 적어도 하나의 트랜스듀서를 포함하는 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 주 공명 챔버 내에 배치되는 디바이스.
  17. 제15항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 주 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  18. 제15항에 있어서, 상기 주 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 적어도 하나의 공명 조절 부재를 추가로 포함하는 디바이스.
  19. 제15항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버는 상기 음향 포착 챔버의 근위 단부의 지름과 동일한 지름을 가지는 원위 단부를 포함하는 디바이스.
  20. 제15항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버는 상기 음향 포착 챔버의 근위 단부의 지름보다 작은 지름을 가지는 원위 단부를 포함하는 디바이스.
  21. 제15항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치된 2차 공명 챔버를 추가로 포함하는 디바이스.
  22. 제21항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 2차 공명 챔버 내에 배치되는 디바이스.
  23. 제21항에 있어서, 상기 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 2차 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  24. 제21항에 있어서, 상기 2차 공명 챔버는 상기 음향 포착 챔버와 상기 주 공명 챔버 사이에 배치되는 디바이스.
  25. 제21항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버, 상기 주 공명 챔버, 및 상기 2차 공명 챔버는 적어도 상기 하우징이 상기 작업 배향으로 있을 때 음향 신호를 수신하도록 대응하여 구성되고 배치되는 디바이스.
  26. 인체의 청진을 위한 디바이스로서,
    근위 단부와 원위 단부를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징의 상기 근위 단부는 인체의 사전 결정된 부분과 작업 결합을 위해 치수화되고 구성되는 개구를 한정하도록 치수화되고 구성되는, 상기 하우징,
    상기 하우징의 상기 개구와 유체 소통하며, 적어도 상기 하우징이 상기 작업 결합으로 있을 때 인체에 의해 생성된 음향 신호를 수신하도록 구성되는 음향 포착 챔버,
    상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치되는 주 공명 챔버,
    상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치되는 2차 공명 챔버, 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 음향 신호를 적어도 하나의 전기 신호로 변환하도록 각각 구성되는 다수의 트랜스듀서들을 포함하며,
    상기 다수의 트랜스듀서들은 상기 주 공명 챔버 내에 배치되는 적어도 제1 트랜스듀서와 상기 2차 공명 챔버 내에 배치되는 제2 트랜스듀서를 포함하는 디바이스.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1 트랜스듀서는 상기 주 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  28. 제27항에 있어서, 상기 제2 트랜스듀서는 상기 2차 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  29. 제26항에 있어서, 상기 제2 트랜스듀서는 상기 2차 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제1 트랜스듀서는 상기 주 공명 챔버 내에서 가동 가능하게 배치되는 디바이스.
  31. 인체의 청진을 위한 디바이스로서,
    근위 단부와 원위 단부를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징의 상기 근위 단부는 상기 하우징이 작업 배향으로 배치될 때 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성되는 개구를 포함하며, 적어도 상기 하우징이 작업 배향으로 배치될 때 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성된, 그 안에 배치된 다수의 챔버들을 포함하는, 상기 하우징,
    적어도 부분적으로 상기 챔버들 중 대응하는 챔버에 배치되며, 음향 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성되는 적어도 하나의 트랜스듀서, 및
    저주파수 신호를 포착하기 위하여 상기 하우징의 상기 근위 단부에 대해 포위 관계로 원주 방향으로 형성되는 동심 구조물을 포함하는 디바이스.
  32. 제31항에 있어서, 상기 다수의 챔버들은 상기 하우징의 상기 개구에 대해 음향 수신 관계로 배치된 음향 포착 챔버를 포함하는 디바이스.
  33. 제32항에 있어서, 상기 하우징은 상기 음향 포착 챔버와 상기 동심 구조물 사이에 음향 통신 관계로 있는 저주파수 수신기를 포함하는 디바이스.
  34. 제33항에 있어서, 상기 저주파수 수신기는 상기 동심 구조물의 개구로부터 음파를 수신하기 위하여 상기 동심 구조물의 내부 개구로부터 상기 음향 포착 챔버의 내부까지 형성된 보어를 포함하는 디바이스.
  35. 제33항에 있어서, 상기 동심 구조물은 근위 단부와 원위 단부를 포함하며, 상기 동심 구조물의 근위 단부는 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된 개구를 포함하는 디바이스.
  36. 제35항에 있어서, 상기 동심 구조물의 상기 근위 단부는 상기 하우징의 상기 근위 단부에 평행한 디바이스.
  37. 제33항에 있어서, 상기 동심 구조물의 상기 원위 단부는 상기 하우징의 외부에 대해 인접 관계로 원주 방향으로 형성되는 디바이스.
  38. 제33항에 있어서, 상기 음향 포착 챔버는 상기 음향 포착 챔버의 근위 단부의 지름보다 작은 지름을 가지는 원위 단부를 포함하는 디바이스.
  39. 제33항에 있어서, 상기 다수의 챔버들은 상기 음향 포착 챔버에 대해 음향 수신 관계로 배치되는 주 공명 챔버를 추가로 포함하는 디바이스.
  40. 제39항에 있어서, 상기 적어도 하나의 트랜스듀서는 적어도 부분적으로 상기 주 공명 챔버 내에 배치되는 디바이스.
  41. 제39항에 있어서, 상기 주 공명 챔버는 밀봉된 원위 단부를 포함하는 디바이스.
  42. 인체의 청진을 위한 디바이스로서,
    근위 단부와 원위 단부를 가지는 하우징으로서, 상기 하우징의 상기 근위 단부는 상기 하우징이 작업 배향으로 배치될 때 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된 개구를 포함하며, 상기 하우징이 작업 배향으로 있을 때 음향 신호를 수신하도록 총체적으로 구성되고 배치된 음향 포착 챔버와 주 공명 챔버를 포함하는, 상기 하우징
    상기 주 공명 챔버에 배치되고, 상기 음향 신호를 전기 신호로 변환하도록 구성된 적어도 하나의 트랜스듀서, 및
    상기 하우징의 상기 근위 단부에 대한 포위 관계로 원주 방향으로 형성되는 동심 구조물을 포함하는 디바이스.
  43. 제42항에 있어서, 상기 하우징은 상기 동심 구조물에 대해 음향 수신 관계로 있는 저주파수 수신기를 포함하는 디바이스.
  44. 제43항에 있어서, 상기 저주파수 수신기는 상기 동심 구조물의 개구로부터 음파를 수신하기 위하여 상기 동심 구조물의 내부 개구로부터 상기 음향 포착 챔버의 내부까지 형성된 보어를 포함하는 디바이스.
  45. 제44항에 있어서, 상기 음파는 저주파수 음파를 포함하는 디바이스.
  46. 제43항에 있어서, 상기 동심 구조물은 근위 단부와 원위 단부를 포함하며, 상기 동심 구조물의 근위 단부는 인체의 사전 결정된 부분과 결합을 위해 치수화되고 구성된 개구를 포함하는 디바이스.
  47. 제46항에 있어서, 상기 동심 구조물의 상기 근위 단부는 상기 하우징의 상기 근위 단부에 평행한 디바이스.
  48. 제46항에 있어서, 상기 동심 구조물의 상기 원위 단부는 상기 하우징의 외부에 대해 인접 관계로 원주 방향으로 형성되는 디바이스.
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