专利名称：具有用于接纳不同模块的接口的模块化电子生物传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及医用传感装置，更具体地讲，涉及采用一个或多个具 有不同构造和功能的可拆卸模块的生物传感器和组装了生物传感器的 系统。
背景技术：
已经开发出多种装置用于检测由身体发出的声音，例如心音和肺 音。已知的装置涵盖了从最初的机械装置(例如听诊器)到各种电子 装置(例如扬声器和换能器)的范围。例如，听诊器是用于诊断心血 管系统疾病和病症的基本工具。它是基本保健以及没有精密医疗器械 的地方(例如偏远地区)诊断此类疾病和病症时最常采用的技术。
例如，临床医生容易认识到检测相关心脏症状和基于听诊器所听 到的声音进行诊断是需要多年积累才能获得并精通的技能。通过声学 检测非正常心脏活动的任务由于以下事实而变得复杂心音在很短的
时间段内经常彼此不同，并且表征心脏疾患的信号通常比正常心音更 不易听到。
发明内容
本发明整体涉及配置电子医疗系统或生物传感器(例如电子听诊 器或其他电子医疗诊断装置)的模块化方法。本发明的实施例涉及包括被构造用于由临床医生手持操纵的壳体的电子生物传感器。生物传 感器包括由壳体支承，并被构造用于感测人体特性(例如由生物源物 质产生的声能的表现形式)的换能器。生物传感器的换能器可以被构 造用于感测人体的其他特性，例如流体(如在吸气/呼气期间的体液或 空气)的流动或体积、生物电位(如动作电位，例如心脏、神经系统、 肌肉以及腺体动作电位)以及人体的结构或组成特性(如骨(密度)、 软组织、器官、血液、血气和血液化学的特性)。
根据一些实施例，模块化电子生物传感器包括被构造为相对于人 体表面手持操纵并且包括基础模块的壳体。基础模块包括被构造用于 接合多个可拆卸模块的多个模块接口。可拆卸模块优选为不同的类型 或具有不同的功能。例如，多个可拆卸模块包括可拆卸换能器模块和 可拆卸输出模块中的至少一者。换能器模块包括被构造用于换能器模 块包括被构造用于换能器模块包括被构造用于感测人体特性的换能 器，而输出模块被构造用于输出包括换能器信号信息的信号。
基础模块的每个模块接口包括一个或多个模块连接器、机械保持 机构和密封构造。优选的模块接口通常包括连接器、机械保持机构和 密封构造中的每一个，但是不是所有这些结构都是所有生物传感器实 施例所需的。
根据一些实施例，基础模块的多个模块接口的每一个包括被构造 为接纳可拆卸模块的连接器并且被构造用于方便各个连接器之间的信 号传输的模块连接器。每一个模块接口还可以包括被构造用于可拆卸 地且保持性地接合可拆卸模块的机械接合构造的机械保持机构。每个 模块接口还可以包括设置用以在可拆卸模块连接至基础模块时在基础 模块和可拆卸模块之间提供密封的密封构造。 一些或所有这些模块接 口结构可以根据特定的生物传感器构造而设置在生物传感器上。
模块化电子生物传感器包括连接至模块连接器中的每一个,并且被构造为当可拆卸模块连接至基础模块时与可拆卸模块的每一个进行 通信连接的处理器。在可拆卸模块附连至基础模块之后，壳体符合人 体工程学效率以便于相对于人体表面进行手持操纵。保持附连多种不 同模块的生物传感器壳体的人类工程学效率使其更方便临床医生使 用，不管目前是哪个模块或哪些模块附接到生物传感器。就这一点而 言，生物传感器壳体的人类工程学效率得以保持，使得当不同模块附 接到生物传感器时生物传感器的可用性特性不会受到消极的影响。
根据其他实施例，模块电子生物传感器包括被构造为相对于人体 表面手持操纵的壳体和基础模块。基础模块包括被构造用于接合多个 可拆卸且可互换的模块中的一个的模块接口。多个可拆卸且可互换的 模块通常至少包括可拆卸换能器模块和可拆卸输出模块可拆卸输出模 块。换能器模块包括被构造用于换能器模块包括被构造用于感测人体 特性的换能器，而输出模块被构造用于输出包括换能器信号信息的信 号。
模块接口优选包括被构造用于接纳可拆卸模块的连接器并且被构 造用于方便各个连接器之间的信号传输的模块连接器、被构造为可拆 卸地且保持性地接合可拆卸模块的机械接合构造的机械保持机构，以 及设置用以在可拆卸模块连接至基础模块时在基础模块和可拆卸模块 之间提供密封的密封构造。如前面所讨论的，不是所有这些结构都是 所有生物传感器实施例所需的。
处理器被连接至模块连接器，并被构造为当附连至基础模块时与 可拆卸且可互换的模块中的每一者通信连接。壳体优选被构造用于方 便保持人体工程学效率，以便在可拆卸模块附接至基础模块之后，便 于临床医生相对于人体表面更容易使用和手持操纵生物传感器。
根据其他实施例，电子生物传感器包括被构造为相对于人体表面 手持操纵的壳体以及由壳体支承，并被构造用于感测人体特性(例如由生物源物质产生的声能的表现形式)的换能器。生物传感器还包括 具有连接至换能器以接收换能器信号信息的输入端的信号处理器。处 理器连接到换能器和信号处理器。或者，信号处理器可以整合成处理 器的一部分。
信号处理器包括每一者都连接到输入端的多个通道，例如每一个 都连接到输入端的至少第一通道和第二通道。多个通道的每一个可以 连接到不同部件或装置并且具有不同的通道特性。可以将第一通道和 第二通道的每一个配置用于与不同的部件和装置联通，并且第一通道 和第二通道的每一个可以进行独立地控制。例如，可以将第一通道连 接到扬声器，并且将第二通道连接到外部装置，例如膝上型计算机、 PC或医疗系统。根据该实施例的生物传感器可以但不必须被构造为整 合其他实施例的模块化方面。例如，不包括本文所讨论类型的模块接 口的一体式生物传感器可以通过整合本发明的多通道信号处理器来增 强可用性。
本发明的以上概述并非旨在描述本发明的每个实施例或本发明的 每项具体实施。通过参照结合附图的以下具体实施方式
和权利要求书，
本发明的优点和成效与对本发明的更完整的理解一起将变得显而易见 并得到理解。
图1示出了包括可以根据本发明进行模块化的多个部件的电子听 诊器形式的电子生物传感器；
图2为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊器) 的框图3为根据本发明实施例的作为网络医疗系统的一部分的模块化 生物传感器、听诊器或其他医疗诊断系统的框图4A为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊 器)的框11图4B为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊 器)的框图5A为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊 器)的框图5B为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊 器)的框图6为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊器) 的框图7为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊器) 的框图8A为根据本发明实施例的模块化生物传感器(例如电子听诊 器)的框图8B示出了根据本发明实施例的被构造用于接纳多个可互换模 块中的一个的模块化生物传感器(例如模块化听诊器)的接口；
图9A示出了根据本发明实施例的完全组装好的模块化电子听诊
器；
图9B示出了根据本发明实施例的包括托架和安装在托架内的扬
声器的模块化电子听诊器的一部分；
图9C示出了根据本发明实施例的模块化电子听诊器的一部分，该 部分包括托架和安装在托架内以独立控制穿过各自耳管传播的声音 (如振幅、频率等)的双扬声器；
图IOA和IOB分别示出了根据本发明实施例的组装之前和组装之 后的托架构造，该托架构造包括整合了有利于模块化组装托架和主管 的结构和电连接构造的双倒钩耦合器(dual barb coupler);
图IIA示出了根据本发明实施例的主管、包括主管耦合器和一对 头戴耳机耦合器的托架模块以及包括一个扬声器或双扬声器的头戴耳
机模块的一部分；
图11B示出了根据本发明实施例的釆用定制的柔性带的头戴耳机 的一部分；
图IIC示出了根据本发明实施例的扬声器构造，其中双扬声器靠近头戴耳机的U形部分安装于头戴耳机中；
图12A-12C示出了根据本发明实施例的允许方便安装和替换多种 类型模块的本发明电子听诊器的实施例；
图13示出了本发明的电子听诊器的实施例，其包括用户接口和可
拆卸模块，用户接口包括多种模式和/或状态指示灯以及模式和/或控制
开关；
图14示出了根据本发明实施例的包括电源和无线通信模块的无 线电子听诊器；
图15和16示出了根据本发明实施例的允许与外部装置和系统有 线连接的电子听诊器的示例性实施例；
图17和18示出了根据本发明实施例的包括不同类型用户接口的 电子听诊器的示例性实施例；
图19示出了根据本发明实施例的包括显示器和多功能控制按钮 的生物传感器(例如电子听诊器)的用户接口，显示器提供有关生物 传感器和患者的状态和模式信息，显示器还包括可以通过外部装置控 制来向临床医生提供有用信息的显示部分，控制按钮便于临床医生重 新映射按键和显示元件；并且
图20为根据本发明实施例的包括多个通道的信号处理器的框图， 多个通道的每一个连接到生物传感器的换能器，其中每一个通道具有 不同的通道特性，生物传感器被构造为模块化或一体化的生物传感器。
虽然本发明可具有多种修改形式和替代形式，其具体特点已在图 中以实例的方式示出，并将详尽描述。然而，应当理解，其目的不在 于将本发明局限于所述具体实施例。相反，其目的在于涵盖由所附权 利要求书限定的在本发明范围内的所有修改形式、等同形式和替代形 式。
具体实施例方式
在以下举例说明的实施例的描述中，参考了作为实施例组成部分 的附图，并且附图以举例说明的方式示出了实践本发明的多个实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用这些实施例，并 可以对其进行结构上的修改。
本发明的方面涉及构造电子医疗装置或系统的模块化方法，该电 子医疗装置或系统采用一个或多个部件，其可以(例如)通过无线或 有线连接或链路来通信连接至其他系统部件或其他装置和系统的部 件。本发明的方面涉及构造电子医疗系统的模块方法，该电子医疗系 统采用一个或多个部件，其相对于其他系统部件或其他装置和系统的 部件可以是物理可连接和/或可互换的。
根据多个实施例，本发明的模块化电子听诊器系统或其他生物传 感器系统包括具有标准接口 (如"即插即用"接口)的硬件和软件部 件。生物传感器或听诊器(本身为模块化设计)可以为较大的、包括 用于分析、显示和信息管理的标准元件的模块系统的一部分。生物传 感器或听诊器模块还可以用作其他便携式诊断装置的基础。
例如，传统的听诊器被销售进入多种医疗市场，其中每一个市场 存在其自身的技术和市场需求。 一组不同的产品设计(具有相对少量 的共享部件)已在传统上满足了这多种市场的需求。为现有和新的听
诊器市场提供专业化新产品将是高度期望的。构造电子听诊器的模块 化方法有利地方便了新产品的有效开发并且加速了电子听诊器和其他 生物传感器的发展和技术革新。
根据本发明，配置生物传感器(例如听诊器)的模块化方法还为 "个人听诊器"商业模式提供支持，其中最终客户可以根据他们的需 要使用标准化模块配置听诊器。就这一点而言，电子听诊器组件的模 块化方法使用通用平台来提供多种产品供应。还可以使听诊器产品的 设计验证、故障排除和修复流线化，因为这些功能可以在更精确的、 逐个模块的基础上实现。标准化模 可以为机械化模块/结构化模块、 电模块/电子模块或通信模块的形式，或这些形式的组合。一旦通用的"基础"设计方法建立，本发明的模块设计方法就能 为产品升级縮短时间提供可能。虽然仍然需要证实完全一体化的产品， 但早已存在的关键模块的证实可以显著地加快新产品的引进过程。本 发明的模块化设计方法还可以便于改善将增大"接单式"策略和听诊 器定制的制造基础设施。
本发明的模块化设计方法允许使用一次性模块，例如用于接触具 有或可能具有传染性病原体的患者的模块化胸件。例如，模块化通信 和/或电子部件可以便于容易地修改听诊器工作和/或与外部装置和系 统相互作用的方式。例如，电子器件或通信模块可以用其他这样的模 块替换，该模块提供不同的功能以及与多个外部装置和系统的兼容性。
可以在宽范围的医疗诊断和/或治疗装置(其中多个在这里总称为 生物传感器)中实现本发明的模块化医疗系统。可以根据本发明实现 多种类型的医疗装置，尤其是被配置用于听诊的那些，并且该多种类 型的医疗装置可以被构造为(例如)对由心脏、肺、声带或身体的其 他器官或组织产生的声音敏感。虽然本文所述的实施例总体上涉及感 测由生物源物质产生的声音的医疗诊断装置，但应当理解，根据本发 明实现医疗装置的模块化方法不限于听诊器和其他听诊装置。代表性 的装置包括被构造用于感测由生物源物质产生或与生物源物质相互作 用得到的能量表现形式的那些。
根据多种实施例，本发明的模块化电子听诊器可以实现为优先对 与人类听觉相关的频率范围敏感。然而，应当理解，还可以通过本发 明的电子听诊器感测与身体声音相关的低于和/或高于听觉范围频率的 频率。例如，本发明的模块化电子听诊器可以整合一个或多个实施对
频率范围在正好DC之上和约25kHz之间的身体声音的感测的传感器。
本发明的模块化电子听诊器可以整合一个或多个传感器，该一个或多个传感器被构造用于产生处于听觉频率范围内的可听见的输出， 并且还可以产生包括超出听觉频率范围和/或低于听觉频率范围的信号 的传感器信号(如来自超声传感器的输出)。电子听诊器可以包括进 行频率偏移或其他信号处理以利用由传感器产生的范围超出人类听觉 系统之外的信号的信号处理电路和软件。这种电路和软件还可以被构 造用于产生具有分析价值的数据。
本发明的模块化电子生物传感器的实施例包括具有基础模块的壳 体，该基础模块具有被构造为接合多个可拆卸模块中的至少一个的至
少一个模块接口。生物传感器的模块接口包括被构造用于接纳可拆卸 模块的连接器以便于生物传感器和模块之间的信号传输的模块连接 器。机械保持机构被构造用于可拆卸模块可拆卸地且保持性地固定至 生物传感器。当可拆卸模块附接到生物传感器时，优选在模块接口处 设置密封构造以提供密封。当可拆卸模块附接到生物传感器时，将处 理器连接到模块连接器并将其配置为与可拆卸模块通信连接。在优选 的实施例中，壳体被构造为符合人类工程学的效率，以便于在可拆卸 模块附接到生物传感器上之后相对于人体表面手持操纵生物传感器。
在一个实施例中，处理器设置在生物传感器的基础模块中。在其 他实施例中，处理器设置在可拆卸模块中或分布在基础模块和可拆卸 模块之间。
在一个实施例中，基础模块的第一模块接口被构造为接合可拆卸 换能器模块并且基础模块的第二模块接口被构造为接合可拆卸输出模 块可拆卸输出模块。在另一个实施例中，基础模块支承一个或多个换 能器并且基础模块的模块接口被构造用于接纳输出模块、电源模块和 接口模块或其他类型的模块。在一些实施例中，基础模块或可拆卸模 块整合超声传感器或多普勒超声传感器。在其他实施例中，基础模块 或可拆卸模块整合多维传感器，例如超声成像传感器或热成像传感器。生物传感器可以被构造为通信连接至通过合适的接口连接到生物
传感器的换能器的头戴耳机，例如有线或无线头戴耳机。例如，可以 实现军用头盔对被配置成与生物传感器通信的无线头戴耳机的整合。
生物传感器可以被构造为通过有线或无线连接来通信连接至助听器。 生物传感器可以整合用户接口，例如包括布置在基础模块和可拆卸模 块中的至少一者上的显示器的用户接口。
可以将一个或多个无线电装置整合进生物传感器的基础模块、可 拆卸模块、或基础模块和可拆卸模块两者中。基础模块和/或可拆卸模 块可以包括用于存储软件的存储器，该软件配置有一个或多个无线电 装置。
在其他实施例中，第一模块接口可以被构造为接合可拆卸输出模 块可拆卸输出模块，并且可拆卸输出模块和基础模块的至少一个包括 被构造用于方便生物传感器和外部电源(例如静态或便携式电源)之 间连接的电源接口。生物传感器可以包括主电源和次级电源。主电源 可以设置在基础模块中，而次级电源可以设置在可拆卸模块中。
生物传感器可以包括信号处理器，该信号处理器具有接收换能器 信号信息的输入端以及每一个都连接至输入端的至少第一通道和第二 通道。第一通道可以通过生物传感器处理器连接到扬声器并且其具有 第一通道特性，第二通道可以通过生物传感器处理器连接到外部装置 并且具有不同于第一通道特性的第二通道特性。例如，第一通道可以 包括模拟通道，第二通道可以包括数字通道。
根据其他实施例，生物传感器不需要具有模块构造或可以具有相 对简单的模块结构，例如输入/输出接口 (如具有通信端口的一体式生 物传感器)或可附接的电源。在这些实施例中，生物传感器可以有利 地整合具有多个通道的信号处理器，该多个通道具有不同的可编程特 性以用于对不同的目的或不同的终端装置或部件以不同的方式处理换能器信号信息。
现在参见图1，示出了包括可以根据本发明进行模块化的多个部 件的电子听诊器。图1中示出的电子听诊器10的多个结构可以整合到 标准化的模块中，其对电子听诊器的形式和功能而言具有高度的可选
择性。如图1中所示，电子听诊器IO包括一对听头15a、 15b，耳管17a、 17b和主管13。主管13连接到主壳体或胸件25上，在该主壳体或胸 件25中设置有至少一个传感器20。传感器20被构造用于感测由生物 源物质产生或与生物源物质相互作用得到的能量的表现形式。例如， 传感器20可以被构造用于感测由生物源物质产生的声音，例如由心脏、 肺、声带或身体的其他器官或组织产生的声音。可以设置在主壳体25 内的其他部件包括电源、信号处理电路和通信装置。
根据本发明的模块组装方法，可以将上述电子听诊器10的部件整 合进标准模块中。例如，可以将听头15a、 15b，耳管17a、 17b和主管 13整合进头戴耳机模块200中。可以实现多个不同的头戴耳机模块构 造来适应多种用户需要(如传统的双声道头戴耳机、消费型头戴耳机、 耳塞型头戴耳机、专用头戴耳机，例如军用头盔系统)。除了其他特 性以外，可以根据用户需要来改变的听诊器头戴耳机的特性包括(例 如)尺寸、长度、形状、功能、性能、特征、耐用性、保真性、颜色、 构造材料、刻印或标记(如顾客或公司名称、序列号)。
可以使头戴耳机模块200的部件模块化。例如，电子听诊器10的 头戴耳机可以用主管模块410、托架模块310、耳管模块220和听头模 块230组装而成。这些模块的每一个可以具有多个构型和特性，例如 上面描述的那些。例如，主管模块410和耳管模块220可以被加工成 多种管长，以适应各种高度和尺寸的用户。
听头模块230可以被加工成包括不同尺寸和形状的听头，并且可 以允许定制听头配件(例如，由得自特定用户的模具制成的模制听头)。听头模块230可以被加工成包括可以放置在(例如)耳朵上、耳朵中
或耳道中的听头。耳管模块220和听头模块230可以被加工成有利于 身体声音信息的声、电或光传输。对于声传输，可以使用传统的设计 方法来加工耳管模块220和听头模块230。对于电或光传输，耳管模块 220可以包括管、外皮或电导体或光纤可以容纳于其中的其他绝缘挠性 构件。在这种构造中，听头模块230将包括用于每个听头的扬声器。 在无线配置中，可以不需要耳管模块220，因为头戴耳机可以与胸件无 线通信。
对于一个或两个耳朵中具有助听器的使用者来说，听头模块230 可以受到调控以适应这类使用者的特殊听觉需要。例如，听头模块230 可以被加工成适应特定助听器(即，品牌与型号)的存在，包括电子、 声学和结构适应。通过进一步的举例，听头模块230的一个或两个听 头可以模拟用户特定助听器的性能特征。
可以实现托架模块310以允许增强用户特征和听诊器功能。例如， 托架模块310可以包括通常位于胸件处的扬声器单元。也可以将扬声 器单元整合进耳管模块220中，两个耳管都使用通用扬声器或者每个 耳管使用专用扬声器。可以将托架模块310加工成具有不同形状或尺 寸的连接器或耦合器，使其能与对应形状和尺寸的耳管模块220和主 管模块410连接。托架模块310可以包括电子器件，例如通信电子器 件、处理电子器件和用户接口电子器件。例如，托架模块310可以包 括被构造用于接纳电子模块或适配器的连接接口。如下面所讨论的， 胸件模块IIO可以被构造用于接纳这种电子模块或适配器。
电子模块可以使与外部装置和系统或与听诊器的其他部件的通信 能力增强。例如，电子模块可以允许听诊器和位于患者中、位于患者 上或邻近患者的其他物理传感器之间的通信。例如，电子模块可以包 括或者说是允许听诊器与各种局部装置和系统及远程装置和系统(例 如PDA、便携式PC和网络服务器)之间的通信。电子模块可以允许无线通信(如Bluetooth或ZigBee通信协议)或有线通信。
例如可以通过改变或更新听诊器的软件或硬件，或者修改或添加 听诊器的诊断模式或功能(如添加心音滤波器、添加肺音滤波器、添 加设计用于检测特定病理学的检测算法)来增强或扩展电子模块的特 征。应当理解，下面讨论的托架模块310和/或胸件模块110可以作为 独立的模块提供这些和其他特征，并且可以通过软件的无线通信来实 现上面讨论的增强。在一些构造中，听诊器的托架模块310和/或胸件 模块110或其他存储器或处理器模块可以存储用于一系列特征的软件， 该一系列特征可以通过指令选择性地激活或消除。应当设想出这些软 件和指令可以在听诊器或远程服务器系统之间通信(通过有线链路、 无线链路或两者的组合实现通信)，允许远程询问和配置听诊器(如 滤波器选择和增益控制)。
在图1中示出的电子听诊器的胸件25通常包括处理器、存储器、 电源、换能器或传感器、用户接口组件和通信电路。可以配置电子听 诊器IO的信号处理电路以执行从简单到复杂的多种功能。例如，可以 配置信号处理电路以相对复杂地分析接收自传感器20的生物声学信 号，例如身体声音特征匹配。信号处理电路可以对由传感器20产生的 信号进行各种形式的统计分析。在这种配置中，信号处理电路可以包 括数字信号处理器(DSP)。作为另外一种选择或除此之外，外部系统 24可以执行所有或部分此类信号处理和分析。外部系统24可以包括显 示器、声音系统、打印机、网络接口以及被构造为建立与设置在听诊 器10的主壳体25中的通信装置单向或双向通信的通信接口。
根据一个系统实施方式，电子听诊器IO被构造为与便携式的无线 外部系统24 (例如PDA、膝上型或平板PC或其他无线装置)通信。 无线外部系统24还可以被构造为与局部或远程服务器系统(例如网络 服务器系统)通信。例如，在听诊期间由电子听诊器io获得的信息可 以传输到无线外部系统24。无线外部系统24可以处理信息以提供多种输出数据(例如信息的视觉表示、图形表示和/或听觉表示(如心率指示、Sl-S4心音))禾B/或关于心脏、肺或其他器官功能异常(如心脏杂音，例如由瓣膜回流或瓣膜狭窄、呼吸障碍(例如肺炎或肺水肿)产生的那些心脏杂音)或其他器官病变的诊断信息。
可以通过无线外部系统24而不是电子听诊器10的处理器或远程
服务器来执行需要大量数据或信号处理的分析。根据一个实施方式，
基于每一个系统元件的处理资源通过多个系统元件对电子听诊器10获
得的信息进行处理。例如，可以配置电子听诊器io的处理器来执行基
本功能，例如可能涉及取样和/或模数转换的信号滤波和波形产生，以
及用户反馈产生，例如指示灯的照明(如LED或在LCD或OLED显示器上的文本和图形)或可听见的输出的产生。PDA或其他外部系统24可以被构造用于执行更先进的功能，例如用多种技术识别心脏杂音或心律失常，例如(除了别的以外)基于模板的形态分析、速率或时间分析、频谱分析或图形识别分析。
可以实现电子听诊器10的通信装置以建立常规的射频(RF)链路，常规的射频链路在传统上是用于在局部系统和远程系统之间进行通信，如本领域已知的。可以使用短程无线通信接口实现通信装置和外部系统24之间的通信链路，例如符合已知通信标准(例如Bluetooth标准、IEEE 802标准(如IEEE 802.11) 、 ZigBee或相似的规格说明(例如基于IEEE 802.15.4标准的那些)或其他公共或专有的无线协议)的接口。
应当理解，可以实现电子听诊器IO包括代替无线通信能力(或除其之外)的硬线连接器。在这种配置中，导体(电或光导体)可以在电子听诊器10的硬线连接器或端口与患者外部系统24的合适连接器之间连接。电子听诊器10的硬线连接端口和任何需要的接口电路可以被构造为根据多种协议(例如FireWire (IEEE 1394) 、 USB或其他通信协议)传送信息。应当理解，多种硬线连接协议允许除了数据信号(如USB)之外的功率传输，并且这种连接可以用于给听诊器的内部或模块化电源再充电。在图1中示出的输出模块150可以被加工成方便听诊器10和宽范围的装置和系统之间的无线通信和/或有线通信。
如图l所示，与胸件25相关的多种部件和功能可以在一个或优选若干个模块中被模块化。例如，处理器模块120可以被加工成具有从简单到复杂的多种处理能力。处理器模块120可以在(除了别的以外)处理器速度、复杂性、特征集、功耗、存储容量和信号处理能力方面不同。还可以提供多种(例如)在尺寸和速度方面不同的单独的存储器模块。
电源模块140可以被设计成为特定听诊器的构建配置提供必须的能量。当听诊器的配置随时间改变时，例如可以改变电源模块140以适应对听诊器的每一种配置改变的电源需求。电源模块140可以在(例如)化学组成、形成因子、可充电性和容量方面不同。电源模块140可以被加工成提供单个电源或多个电源。例如，可以将主电源实现为听诊器电子器件的主要电源。次级电源可以为小于主电源的存储电容器或电池，并且用于在休眠模式期间为传感器或电路提供能量，或用于检测将听诊器从休眠模式转变到运行状态的条件。
本发明的电子听诊器10的传感器20优选整合有换能器，该换能器被构造为响应换能器的变形而调节或生成电信号。合适的换能器是釆用压电材料(有机和/或无机压电材料)的那些，例如压电膜、压阻材料、应变仪、电容或电感元件、线性可变差动变压器，以及响应变形而调节或生成电信号的其他材料或元件。换能器可以为平面或非平面的，例如弯曲或波状构造。合适的压电材料可以包括聚合物膜、聚合物泡沫、陶瓷、复合材料或它们的组合。
另外，换能器可以采用相同或不同换能器类型和/或不同换能器材料的换能器阵列，该阵列的所有换能器都可以串联、单独地或以多层结构连接。整合了具有不同特性的多元感测元件的合适换能器和/或具有可特制感测特性的传感器在共同所有的美国已公布专利申请No.2007/0113649和2007/0113654中公开，其中每一个专利申请以引用的方式并入本文。
多种换能器模块130可以被加工以易于连接到胸件。除其他特性之外，换能器模块130可以在换能器技术(如上所述)、功能、尺寸和灵敏度方面不同。可以整合到本发明模块化听诊器中的不同换能器模块130的不完全列表包括(除了别的以外)整合了心音或肺音换能器、超声换能器、容积描记传感器、心电图传感器、脉搏血氧计的那些模块。以举例的方式说明，换能器模块130可以整合超声成像换能器或多普勒超声换能器，其可以用于多种诊断目的，包括血流和血压评估、血管通畅评估以及器官的结构和/或功能评估。
用户接口模块160可以被加工成提供宽范围的用户与听诊器10的相互作用。可以用多种类型和组合的用户输入部件(例如按钮、按键、指轮、控制杆或其他已知的输入装置)来实现用户接口模块160。可以用多种类型和组合的显示器(从LED阵列到LCD或OLED显示器)实现用户接口模块160。 一个或多个接口模块160可以位于听诊器上的多个位置处，包括(例如) 一个或多个胸针25、托架和主管13处。
根据一个实施例，用户接口模块160可以被构造为包括可以为临床医生提供多种信息的一个或多个LED。例如，例如通过使用一个或多个闪光LED来整合电子听诊器操作状态的明显指示还可以为临床医生提供有价值的信息。可以通过一个或多个LED或其他视觉指示标记传输给临床医生的信息可包括(除了其他类型的信息以外)听诊器的电源状态(如在自动开机启动之后的ON指示标记)、现在正被使用的滤波模式、有线或无线通信链路状态，以及换能器信号的信号强度。例如，LED的照明或从一种颜色到另一种颜色的转变(如从红到绿)可以指示听诊器的电源电路的自动启动。LED的特定形式的闪光可以指示所选的或正在使用的特定滤波模式。
此外，当确定心率时，控制闪光速率(如每6或每10秒一次)可以使得临床医生能够使用听诊器上的闪光来代替表上的秒针。例如，临床医生可以在闪光之间数心率，然后根据所选或所编程的闪光速率
将结果乘以6或10。可以使用多个LED来为临床医生传输不同的信息。或者，可以使用单个LED来为临床医生传输多种类型的信息。 一个或多个LED可以位于电子听诊器的单个位置处或位于多个位置处。
下面的表1提供了可通过用户接口模块160实现向临床医生传达有价值信息的非详尽的非限制性LED照明方案列表。
表1
LED状态听诊器状态
闪光1次/10秒或闪光1次/6秒听诊器接通(也接通用于手动获得脉搏率的记 时器)
LED熄灭听诊器断开
低速率的闪光或独特的颜色低通滤波器(钟型滤波器)
高速率的闪光或独特的颜色高通滤波器(隔膜型滤波器)
在上面列出的"分环开关(split ring switch)"的两侧同时闪光或两侧交 替闪光。应用了特殊(第三)滤波器
LED上的独特的闪光速率和颜色视觉指示电量低
远程可见性(如在胸件上和托架区 域中的LED)视觉指示标记电源接通/断开。使用在多个区域 中可见的一个光源的光纤。
图2为根据本发明的实施例的生物传感器(例如电子听诊器)的框图。图2中示出的模块化电子听诊器IOO包括布置在胸件110 (其本身可以为一个模块)处的多个模块。示出头戴耳机模块200连接到胸件IIO。布置在胸件模块IIO处的模块包括处理器模块120、输出模块150、电源模块和换能器模块130。应当理解，示出的布置在胸件模块
110处的一个或多个模块可以替代地布置在听诊器上的其他地方，例如
托架处。
模块化电子听诊器可以被构造为容纳多种头戴耳机模块200和输 出模块150。可以使用不同的头戴耳机模块220和输出模块150来提供 多种音频输出选项。例如，双声道头戴耳机模块200可以在若干位置 中的一个位置处(如靠近胸件110上的输出模块150、在托架处或靠近 听头处)构造为具有声室。在这些头戴耳机模块200中的输出换能器 可以被构造用于接收来自胸件组件110中的输出模块150的模拟信号。 通常，可以将这些模块设计成类似机械听诊器的传统头戴耳机。
消费型头戴耳机模块200可以通过模拟/数字电缆或通过无线链路 (如Bluetooth)连接到输出模块150。头戴耳机可以装配有有源消声 电路。这些可以具有不限于传统医疗应用的一般设计。军用型头戴耳 机模块可以通过模拟/数字电缆或通过无线链路连接到输出模块150。 军用型头戴耳机可以嵌入保护头盔中并且能够在极端环境下工作。链 路和输出模块电路的特定性质可以基于军用通信标准。
可以采用能够适应有线/无线连接到输出模块150的助听器。在一 些配置中，中间装置可用于接收来自电子听诊器的输出数据并将这些 数据无线传输到助听器的接收器。这种中间装置可以整合进临床医生 戴着的便携式装置中或者可以设置在邻近临床医生的表面上。通常在 电子听诊器和中间装置之间提供有线连接。在其他配置中，不需要这 种中间装置，在这种情况下换能器信息无线地从生物传感器传送到助 听器的接收器。在这种配置中，无线传送器或收发器可以设置在生物 传感器(如基础模块)、换能器模块或输出模块或其他模块中的某处。
可以从单个输出模块(如网络Bluetooth或利用有线集线器，例如 USB集线器系统)中驱动多个头戴耳机模块。可以单独给头戴耳机供电以使用于输出模块和集线器内的放大器的驱动需求最小化。在PDA、 PC或其他局部系统上的音频系统可以认为是利用有线/无线通信链路 的兼容头戴耳机模块。
本发明的电子听诊器可以设置有基于无线电链路(例如软件无线
电(SDR)链路)的输出模块150。例如，可以围绕通用SDR部件构 造一组输出模块150，其中通过使用不同的软件和天线部件来支持不同 的通信模态(如Bluetooth、 Zigbee、 FM)。更先进的输出模块150可 以支持由相关的处理器模块120选择的多个通信模态。例如，输出模 块150还可以在它们的功耗和传输范围方面不同。可以在输出模块150、 胸件110或电子听诊器的其他部件中采用其他类型的无线电装置(如 调频无线电装置、医疗植入通信服务(MICS)无线电装置或蜂窝无线 电装置，例如GSM/Edge无线或EGPRS无线电装置)。例如，远程无 线电装置(如蜂窝无线电装置)允许通过蜂窝基础设施在生物传感器 和远程装置或服务器之间远程连接，例如使用诊断软件处理通过生物 传感器获得的换能器信息的远程服务器。
本发明的电子听诊器可以容纳多个电源模块140。例如，听诊器 可以由利用通用机电式接口的多种电源供电。电源模块140可以包括 听诊器用户可触及的一次性电池(如碱性电池或锂电池)隔室。不同 尺寸的电源模块140可用于支持不同的电池类型或整合"备用"电池。 电源模块140可以装配完全密封的和/或高容量的电池系统以支持听诊 器用于极端环境中。
电源模块140可以包括可触及隔室中的可充电电池系统，电池可 以被用户移出以便插在外部电池充电器系统上。电源模块140可以设 置有用于线路供电的充电座(line-powered charging stand)的机电式接 口。可以在将电源模块140从听诊器中移出或没有移出的情况下进行 充电。在一个实施方式中，电源模块140可以包括电容器或电池，该 电容器或电池可通过转动曲柄使发电机连接到电容器或电池来充电。这种电源模块140可以装配一体式曲柄或接纳可拆卸曲柄的插座。这 种构造可以位于托架或胸件上。或者，可以将能量收集单元整合进电
源模块140中，该能量收集单元被构造用于收集移动生物传感器时产
生的动力能量，并将该动力能量转化为可以被电子听诊器存储并使用 的电形式。
本发明的电子听诊器可以设置有模块处理器120。多种模块化听
诊器可以基于提供一系列软件和用户控制和显示功能的不同处理器模
块120的使用。处理器模块120可以具有与多种换能器模块130、输出 模块105和电源模块140相连接和通信的标准接口。本发明的处理器 模块120可以装配不同的处理器，以基于它们的特定CPU、存储器和 软件配置来提供一系列功能。
可以根据模块所支持的功能和预期用户的熟练度/需要来改变用 户接口或用户接口模块的设计(如图1所示)。软件驱动器可以用于 提供需要的协议以与特定的输出和换能器模块连接。
本发明的电子听诊器可以设置有模块换能器130。电子听诊器可 以容纳基于传统换能器(例如声学或运动(如加速)传感器)的换能 器模块。可以通过机械预滤波器(如隔膜)、共振室和安装系统(它 们可以被模块化或整合进换能器模块130中)改变这些换能器的响应 特性。可以通过使用提供相位消除可能性的多声道来影响对环境噪声 的灵敏度。
可以提供多个换能器模块130，每一个模块围绕一组特定的信号 和噪声谱设计。例如，人们可以优化换能器模块130以用于特殊应用。 例如，该应用可以包括在由通风机噪音表征的医院环境内检测肺音、 在救护飞机的环境中(由来自直升机桨叶的噪音控制)检测心音，以 及在安静的检查室中检测颈动脉声音。如就卡口系统而言，换能器130 可以为可互换的(类似于在单透镜反光镜照相机上的透镜)以及快速安装和拆卸的。
优选通过听诊器100的处理器模块编码换能器模块130和听诊器 的任何其他模块的身份以便电子识别。例如，独特识别每一个模块的
小的存储装置可以用于每一个模块。当特定模块连接(或变更)至听
诊器100时，可以通过处理器模块120读取配置信息(硬件和软件)。 响应于配置数据，处理器模块120可以修改听诊器100的多种操作参 数。例如，表明不同换能器模块130已连接到听诊器100的配置数据 可以导致处理器模块120中的模式改变。例如，这种模式改变可以涉 及滤波器和/或收益参数、不同输入/输出或通信协议的使用、不同信号 处理和检测/分析算法的使用中的一个或多个改变，以及用户接口功能 性(例如不同的显示模式或LED信号器的排序)的改变。
如上所讨论的，本发明的电子听诊器100的换能器模式结构可以 被一般化并应用于其他潜在的诊断装置。如就下面示例性实例而言， 更一般化的结构可以包括用于发射和接收能量的部件。例如，超声换 能器模块130(例如超声多普勒模块)既需要超声发射器又需要接收器， 以及大量信号处理元件，这可以通过正确配置的处理器模块120提供。 用于组织灌注和/或氧气饱和度检测的红外换能器模块130可以采用红 外发射二极管和敏感的光电检测器。整合了用于烧伤受害者的非接触 心音监控器的换能器模块130可以采用激光二极管和光电检测器。整 合了用于穿军用防护服或防危害套装的人员的非接触心脏监控器的换 能器模块130可以采用低能RF或微波辐射以及敏感的接收器系统。换 能器模块130中的RF传输器/接收器可以被构造为与设置在身体表面 上的无源换能器相互作用。
如图3所示，本发明的模块化生物传感器系统(例如听诊器系统) 或其他医疗诊断系统可以基于局部或全球的网络。例如，用于其他模 块化医疗诊断装置111的模块听诊器100本身可以视作较大网络医疗 环境(例如电子远程医疗系统)的一个模块。该环境可以包括听诊器100或其他模块化医疗诊断装置111、局部装置350 (如PDA、 PC或另 外的便携式医疗器械)与更全球化的信息管理系统360 (例如主医院网 络或远程临床服务器(如医院LIMS系统))之间的链接。听诊器IOO 或其他医疗诊断装置111可以被设计用于收集和传输有效数据。如前 面所讨论的，数据分析可以高度分布在整个系统中。
图4A为根据本发明的实施例的模块化生物传感器(例如听诊器) 的框图。应当理解，本发明的模块化听诊器可以被定义为包括至少一 个模块化的部件。据信通过为电子听诊器提供多个模块化的部件可以 实现增强的功能和灵活性。还应当理解，在图4A和其他图中示出的一 些部件和/或模块可以位于不同于图中所表明或暗示的位置的听诊器位 置处，例如在托架中。
图4A中示出的听诊器包括数字(并且可能为模拟)电子器件的核 心402。该电子器件的核心402可以定义可用于整个不同的听诊器家族 的核心结构平台。核心电子器件402可以被装配成听诊器或处理器模 块120中的永久单元。核心电子器件402的典型部件包括处理器404 (如DSP)、存储器406、信号转换或分析电路408 (其可以包括或不 包括模拟电路)和无线电装置，例如软件无线电系统或SDR420。
优选将核心电子器件402整合进可安装在胸件110处的处理器模 块120中，这可以认为是模块化听诊器的基础模块。胸件110还示出 包括信号调节和转换电路407、电源412/140、电池414/140和换能器 模块130。如前面所讨论的，电源412/140可以装配电池414/140或代 表不同于电池414/140的电源。胸件模块110还包括连接到头戴耳机 200的对应连接器205的头戴耳机连接器或接口 165。模块连接器 422/150 (本文也称为模块接口)设置在胸件模块IIO上并被构造为与 可安装模块500的对应连接器或接口 522连接。
模块连接器或接口 422/150优选釆用电或光连接器以方便胸件110和模块500的连接接口之间的信号传输。胸件模块接口 422/150的机械 保持机构被构造为可拆卸地且保持性地接合模块500的机械接合构造。 优选设置密封构造以在模块500附接到胸件110时在胸件模块接口 422/150和模块500的连接接口之间提供密封。密封构造通常提供至少 防溅程度的密封。
图4A中示出的配置可以包括传统的听诊器头戴耳机(或模块化头 戴耳机200)，同时利用模块来限定与其他装置的有线和无线连接。模 块500可以被构造为提供与其他装置和系统的无线或有线连接或者既 提供无线连接又提供有线连接。组装的听诊器的无线模式可以根据由 模块500提供的特定天线系统和软件设定。相似地，通过由模块500 提供的特定硬件连接器和软件驱动器来确定由听诊器支持的有线接 □。
模块500的连接器522以使损坏最小化的方式放置到胸件模块110 的对应连接器422中，同时还为模块500提供足够的机械支承。模块 500可以为薄的(像流行的闪存装置，例如SIMM或存储棒，尤其是不 需要外部连接器时)或者为厚的(像用于膝上型计算机的流行的 PCMCIA卡，其通常包括一个或多个外部连接器)。如前面所讨论的， 密封件优选设置在胸件模块110和可拆卸模块500之间的连接接口处 以防止水进入和其他环境污染物的损害。
在图4A中示出的构造中，模块500包括天线530、软件532 (例 如驱动器和协议)、电隔离的缓冲器534以及外部连接器536。外部连 接器536通过模块500有线连接到胸件模块110。
图4B示出了图4A实施例的变型的框图。在图4B中示出的构造 中，无线电装置420可以配置成模块500的一部分，而不是胸件模块 110的一部分。天线530可以安装到模块500或胸件模块110中。在另 一个构造中，可以将多个无线电装置用于听诊器(或其他生物传感器)中。这些无线电装置可以整合进胸件模块110、可拆卸模块500中，或 分布在胸件模块110和可拆卸模块500之间。例如，第一无线电可以
为短程无线电(如Bluetooth)，第二无线电可以为远程无线电(如 GSM/Edge无线电)。
图5A为根据本发明的实施例的模块化生物传感器(例如听诊器) 的框图。该构造仅包括胸件模块110来构成基本的听诊器构造，以及 通信模块500。对于音频输出多种选项是可用的。这些选项包括(例如) 用于模块支持的无线电系统的无线头戴耳机、使用通过模块上的外部 连接器(如立体声音频插孔)提供的模拟输出的有线头戴耳机，或可 以通过无线或USB链路从计算机声音系统中传播的音频。如前面所讨 论的，根据由模块500提供的特定天线系统和软件设置组装好的听诊 器的无线模式。相似地，通过由模块500提供的特定硬件连接器和软 件驱动器确定由听诊器支持的有线接口。
图5B示出了图5A的实施例的变型的框图，其中无线电装置420 可以整合成模块500的一部分，而不是胸件模块110的一部分。与图 4B的实施例一样，天线530可以安装在模块500或胸件模块110中， 并且一个或多个无线电装置可以整合进胸件模块110、可拆卸模块500 中或分布在胸件模块110和可拆卸模块500之间。
模块500还可以包括作为第二用户接口 540的另外的指示器和/或 控制器，其扩展直接布置在胸件或托架模块上的人性化接口。另外， 可以扩大模块500以包括电池系统542。电池542可以为通过模块上的 进入盖可触及的一次性电池或密封于模块内的可充电电池。
图6为根据本发明的实施例的模块化听诊器的框图。图6中示出 的构造类似于图5A中示出的构造，但图6中的构造整合了连接到基础 听诊器(base stethoscope)的传统头戴耳机(作为另外一种选择其可以 为模块化头戴耳机200)。图7为根据本发明的实施例的模块化听诊器的框图。图7中示出 的构造将所有无线电部件和外部连接器放置于胸件110上。在该示例 性实施例中模块500为由胸件110支持的多种通信硬件选项提供协议
和/或驱动器软件。在该构造中，模块500可以非常小，可能为通常用 于手机的微型SMD或transFlash存储卡的尺寸。
图8A为根据本发明的实施例的模块化听诊器的框图。图8A中示 出的构造呈现了组装有宽范围的多个天线415a-415b和外部连接器选 项的胸件110。可以将胸件110上的多种电子功能整合进胸件110内的 少量硬件部件中。可以通过由模块500提供的软件选择和取消通信选项。
图8B示出根据本发明实施例被构造为接纳多个可拆卸/可互换模 块500中的一个的模块化生物传感器(例如模块化听诊器)的接口。 图8B示出包括凹槽或端口 112的生物传感器110的基础模块(如听诊 器的胸件模块110)，其中凹槽或端口 112被构造为接纳上述描述类型 的可拆卸模块500。胸件端口 112包括连接器535，该连接器被构造用 于在模块500安装于端口 112中时与可拆卸模块500的连接器505进 行通信连接。连接器535/505通常被构造为具有电连接器，但也可以被 构造为具有光连接器。连接器535/505可以为包括电连接器元件和光连 接器元件的混合连接器。连接器535/505被构造为方便胸件110和可拆 卸模块500的连接接口之间的信号传输。
胸件端口 112和模块500包括接合部件，该接合部件限定有利于 模块500可拆卸地保持于胸件端口 112中的机械接合构造。可以实现 多种机械接合构造，例如如图8B所示的搭扣配合的接合部件115、 116。 机械接合构造优选包括使得模块500以特定取向安装在胸件端口 112 中的键控部件。例如，其他合适的机械接合构造包括卡口式(如BNC) 连接器或具有配准/按键结构的可扭曲或可扭转连接器。优选设置密封构造530以在模块500安装进胸件端口 112中时在 胸件110和模块500之间提供密封。密封构造530优选提供防溅程度 的密封，但可以根据具体的装置配置和使用要求来提供更少或更多的 密封。例如，可以采用气密性或接近气密的密封构造530，用于在危险 或极端环境中使用的听诊器或其他生物传感器。可以采用多种已知的 密封件或垫圈，例如包括O形环。
现在参见图9A-11C,示出了根据本发明的实施例的模块化听诊器 的多个实施例。用于本发明电子听诊器的模块化组装方法使得制造者 和零售商可以灵活地为可能希望在多种特征和选项中进行选择以满足 他们需要的用户提供附属套件。图9A示出了为完全组装模式的模块化 电子听诊器100。如上面所讨论的，模块化听诊器100的多个部件可以 被模块化，使其具有宽范围的类型、功能和用户交互作用。
图9B和9C示出包括扬声器构造的电子听诊器的托架310。 一般 来讲，应当选择扬声器构造在听诊器内的位置以降低或最小化摩擦噪 音的传输。托架310优选为模块化托架。在图9B中，单个扬声器600 位于托架310中的合适位置处，使得由扬声器600产生的声音通过耳 管17a和17b两者进行传输。在图9C中，采用双扬声器构造。在该配 置中，第一扬声器600a位于托架310中的合适位置处，使得由第一扬 声器600a产生的声音仅通过耳管17a传输。第二扬声器600b位于托架 310中的合适位置处使得由第二扬声器600b产生的声音仅通过耳管 17b传输。在可供选择的构造中，扬声器600a和600b可以分别安装在 耳管17a和17b内。
如此前所讨论的，扬声器600a、 600b可以整合进头戴耳机的听头 中。另外，托架310可以整合被构造为接纳图4-8中示出类型的可安装 模块500的输出模块或接口模块。或者，主管的一部分或者胸件或胸 件柄部的邻近部分可以被构造为接纳图4-8中示出类型的可安装模块500。
图IOA和IOB分别示出了根据本发明实施例的组装之前和组装之 后的托架构造。在该实施例中，双倒钩耦合器704采用有利于模块化 组装托架310和主管13的结构连接和电连接构造。耦合器704示出包 括有利于耦合器704在托架310和主管13的管腔内的摩擦压力配合的 一系列倒钩。耦合器704的音频连接器702匹配接合设置在托架310 内的扬声器600的接纳连接器，如在图10B中所看到的。电导体602 从耦合器704穿过主管13的管腔延伸到胸件110 (未示出)。
应当理解，音频连接器702可以具有凸形或凹形构造。还应当理 解，可以在图IOA和10B中示出的托架310中实现双扬声器构造，例 如在图9C中示出的双扬声器构造。在这种配置中，可以将分裂器单元 整合进托架310中并构造为接纳音频连接器702。分裂器单元可以具有 两个输出端，每一个输出端分别连接至两个扬声器600a、 600b中的一 个°
图11A-11C示出了根据本发明实施例的模块化电子听诊器的另外 的构造。图11A-11C中示出的模块化部件通过多种管和部件之间的搭 扣配合连接为用户提供了选择独特管长的能力。
图IIA示出了主管13、托架模块310和头戴耳机模块200的一部 分。托架模块310包括主管耦合器316c和一对头戴耳机耦合器700a、 700b。如上面讨论的，托架310的主管耦合器316c被构造为提供与主 管13和胸件的机械连接和电连接。主管耦合器316c可以为与图10A 中示出的耦合器(如耦合器704)相同或相似类型的耦合器。
头戴耳机耦合器700a、 700b被构造为提供与耦合器316a和316b 的机械耦合和音频耦合，从而使声音能传输到耳管17a、 17b的每一个 中。图11A中示出的头戴耳机200的U形部分701可以采用传统的柔性带或定制的柔性带，例如在图11B中示出的定制的柔性带720。可以
将单扬声器或双扬声器构造整合进托架310中。图11C示出可选的扬 声器构造，其中双扬声器600a、660b靠近头戴耳机200的U形部分701 安装于头戴耳机200中。
图12A-12C示出允许方便安装并替换多种类型的模块的本发明电 子听诊器的实施例。在图12A中示出的电子听诊器的胸件800包括位 于胸件800的非突出部分处的凹口 802。凹口 802可以被构造用于接纳 多个不同的模块或特定类型的模块，例如输出模块。可以被凹口 802 接纳的多种类型的模块包括(除了别的以外)输出模块、通信模块、 处理器模块、用户接口模块、电源模块、处理器模块或其他电子模块。
可以接纳其他类型的模块，例如允许软件升级的模块或包括用于提供 增强的信号处理和诊断的软件和/或处理电路的模块。
根据一个实施方式，图12B中示出的模块820被构造为用于通信 协议的存储器模块(如输出模块)。在该示例性实例中，模块820使 得听诊器能与其他外部装置和系统无线通信。模块12C使得听诊器能 够与其他外部装置和系统通过有线连接(例如USB连接)通信。
图13示出包括用户接口的本发明电子听诊器的实施例。用户接口 包括多种模式和/或状态指示灯830以及模式和/或控制开关835。开关 835可以包括(例如)体积或增益控制开关和模式选择开关。指示灯 830可以提供所选的滤波模式或其他信息的指示，例如电池和通信连接 状态。
在图13中，电子听诊器包括可以在线条812处与主管部分分离的 可替换胸件模块808。附连机构可以包括(例如)闭锁机构和高密度连 接器。胸件模块808的柄部装配有电源模块810，电源模块810示出为 可拆卸地连接到胸件模块808。电源模块810容纳一个或多个电池并且 被构造为与头戴耳机的主管可拆卸地连接。在一个构造中，胸件模块808的柄部在邻近主管连接位置的线条
813处可拆卸。柄部包括电池仓，当柄部810的可拆卸部分在线条813 处与胸件模块808的剩余柄部部分分离时，可容易地进入电池仓。扬 声器安装在听诊器柄部的可拆卸部分中，以使得电池放在胸件模块808 内部不会妨碍声音传输到主管。根据这一构造，可以将扬声器和主管/ 双耳组件模块化，从而允许不同的主管/双耳构造用于通用胸件模块808 中。在可拆卸的壳体部分中安装扬声器还可以使扬声器和主管/双耳声 学装置能更好地匹配。
图14示出无线电子听诊器900。在该实施例中，电子听诊器900 包括模块905，模块905包括电源(例如电池单元)和无线通信模块(例 如Bluetooth单元)。就这一点而言，单个模块可以整合多个部件，如 在本文描述的其他实施例中的情况。图14中示出的电子听诊器900被 构造为与无线头戴耳机通信，并且还可以被构造为与外部装置或系统 通信。
图15和16示出允许与外部装置和系统有线连接的电子听诊器的 实施例。在图15中，电子听诊器1000的托架1010包括被构造为接纳 电缆1035的有线连接器1030的通信接口 1020。通信接口 1020可以被 模块化以允许多种类型的有线连接器1030，例如USB和FireWir,连 接器。图16示出电子听诊器1100的胸件1108，其包括被构造为接纳 电缆1120的有线连接器1108的通信接口 1106。通信接口 1020可以被 模块化以允许多种类型的有线连接器1030，例如USB和FireWireTM连 接器。
图17和18示出包括不同类型用户接口的电子听诊器的示例性实 施例。图17中示出的电子听诊器1200的用户接口包括LCD显示器1210 和多模式开关1220。 LCD显示器1210可以被构造用于显示多种类型 的信息，包括模式、电池和通信连接状态，以及生理信息，例如心率、信号波形和其他类型的信息。图18示出包括多模式开关1310但不包 括显示器的电子听诊器1300的实施例。如前面所讨论的，电子听诊器
1300可以任选地装配一个或多个可以为临床医生提供多种类型信息的 LED。
图19示出根据本发明实施例的包括显示器和多功能控制按钮的 生物传感器(例如电子听诊器)的用户接口。用户接口 1402包括提供 关于生物传感器和患者的状态和模式信息的显示器1404。多种信息可 以以文本、数字或图形形式或它们的组合提供。多种信息可以通过听 觉传送，例如通过使用音调、蜂鸣或通过扬声器的电子声音输出来实 现。
例如，换能器信号的振幅或强度可以以通常用于移动通信装置中 的条码形式或以在显示器1404上的某些其他形式示出。可以示出频率 相关的振幅信息(如功率谱密度)或将其叠加到信号强度信息之上。 可以以图形形式或以某些其他形式(例如电池耗尽剩余的时间)表明 电池状态。例如可以通过使用标准Bluetooth (接通/断开)指示灯来表 明生物传感器的有线或无线通信换能器的状态。生物传感器和外部装 置1410之间的配对状态可以在显示器1404上显示。生物传感器的滤 波器模式(如电子听诊器的钟型或隔膜型模式)可以在显示器1404上 显示。
可以通过图形或文本指示标记(例如OK/Error指示标记)表明生 物传感器的可操纵状态。还可以通过生物传感器或与生物传感器通信 的外部系统确定患者的状态，并且这种状态信息可以显示于显示器 1404上以表明患者为OK状态或已检测到异常情况。表征换能器信号 的波形可以以图形形式显示在显示器1404上。
在一些实施例中，用户接口 1402包括可用于多种目的的显示部分 1406。例如，显示器的该部分1406可以由外部装置1410 (例如膝上型计算机或医疗处理装置或系统)通过有线或无线连接来控制或访问。 由生物传感器获得的信息可以传输到外部装置1410并由装置1410分
析(如心脏杂音检测)。分析的结果可以从外部装置1410传输到生物 传感器，以便在显示部分1406上显示。
生物传感器或外部装置1410可以通过显示部分1406传送到需要 或期望附加数据的临床医生，并且还可以(例如)通过指定生物传感 器应该定位于其中以获得附加数据的身体位置来提供获得附加数据的 特定指示。例如，生物传感器或外部装置1410可以传达将生物传感器 放置在胸部的指定位置上的指示，使得可以获得例如用于检测心脏杂 音的心搏数据。在正确地定位生物传感器并已通过生物传感器或外部 装置1410检测到异常情况之后，可以指示临床医生启动按钮以开始记 录获得的数据。在己经获得足够量的数据之后，可以指示临床医生启 动按钮以终止数据记录。或者，当已经获得足够量的数据或当不再需 要数据时可以自动终止数据记录。正确的信息在显示部分1406上显示 给临床医生。
可以通过显示部分1406和多模式按钮1411之间的协同运作来重 新定义生物传感器的用户接口 1402的属性。可以通过临床医生手动地 或通过生物传感器(单独地或与外部装置1410合作)自动地重新定义 用户接口的控制和显示属性。例如，响应于所检测到的异常情况或当 临床医生希望评估患者身体或患者生理的特定部分时，可以手动或自 动地重新定义用户接口的属性来增强生物传感器的使用。
生物传感器的显示部分1406和控制按钮1411 (如多模式按钮) 可以配合以便于重新映射或重新配置生物传感器。例如，可以重新映 射或重新配置生物传感器的多种属性和功能，例如控制、显示、通信、 感测、检测、诊断、功率以及生物传感器的其他属性和功能。可以重 新映射用户接口 1402的按键或按钮从一个功能到另一个功能。可以根 据临床医生所选的功能允许和/或限制这种重新映射。用于按键/按钮重新映射的选项可以提供给临床医生，选择这些选项实现暂时的适用于 所选功能的按键、按钮、显示元件以及图标等的重新映射。
在一些构造中，生物传感器或外部装置1410可以在使用生物传感 器期间检测异常情况，其可以自动地触发显示部分"06上的信息，即 按键、按钮、图标和其他显示元件正进行重新配置或重新映射的信息 以便于进一步研究检测到的异常情况。可以给临床医生选项以继续重 新映射/重新配置或返回到正常操作模式。或者，重新映射/重新配置可
以响应检测到异常情况而自动发生。可以通过外部装置1410的生物传
感器评估异常情况的严重性，并且重新映射/重新配置发生的方式(如 自动或通过选项手动)可以取决于异常情况的严重性。
现在参见图20，示出可以整合进本发明生物传感器的实施例中的 多通道信号处理器的框图。图20中示出的生物传感器包括连接到信号 处理器1505的输入端的换能器1502。生物传感器的主处理器1501连 接到信号处理器1505并且可任选地连接到换能器1502。主处理器1501 包括存储用于配合生物传感器操作的计算机/处理器可执行指令的存储 器(或连接到存储器)。虽然在图20中示出为单独的部件，但应当理 解主处理器1501和信号处理器1505可以在通用装置或芯片中一体化。
信号处理器1505具有多个通道1510、 1512，每一个连接到生物 传感器的换能器1502。优选地，通道1510、 1512的每一个具有或可以 通过编程被构造为具有不同的通道特性。在其他配置中，通过通道 1510、 1512的每一个传送的换能器信号信息可以以用于不同目的和最 终部件的不同的方式进行处理。
例如，如图20所示，第一通道1510连接到外部装置1520(如PC、 膝上型计算机、诊断分析仪、其他医疗系统)，第二通道1512连接到 扬声器1530，例如换能器信号的音频形式通过其传播到临床医生的扬 声器(如通过双耳构造、头戴耳机、助听器、军用头盔或外部装置的扬声器)。信号处理器1501可以被构造为相对于信号处理器1501的
其他通道提供对每一个通道1510、 1512的独立和可编程的控制，并且 以独立于其他通道的不同方式处理原始换能器信号内容。
第一和第二通道特性优选在一个或多个特性方面彼此不同。这些 特性可以包括(除了别的以外)数据速率、带宽、放大器特性(宽带 对窄带)、增益和/或增益控制特性、量化水平、滤波器特性、技术规 格(如IEEE规格)、数据类型和通信协议。第一通道1510可以包括 模拟通道，第二通道1512可以包括数字通道。第一通道1510和第二 通道1512两者都可以包括数字通道或两者都可以包括模拟通道。
通过进一步举例的方式，信号处理器1505的模拟通道可以包括通 道电子器件(内置和/或可编程的)，该通道电子器件过滤原始换能器 信号来增强换能器信号特性以便被临床医生听见。然而，这种过滤或 其他处理形式可能会导致抑制或移除可能对其他目的有价值的原始换 能器信号内容。虽然这种过滤或者说是改变形式的原始换能器信号可 以传送到外部装置或其他装置，但这些外部装置或其他装置不再能够 获得原始换能器信号中的潜在有价值的信息。
采用如图20所示的多通道信号处理器1505有利地通过每个单独 通道1510、 1512保留了原始换能器信号内容以便分开处理。例如，如 上面所讨论的，信号处理器1505的第一通道1510可以为被构造用于 提高被临床医生听到的原始换能器信号的通道。该通道1510可以放大 并过滤原始换能器信号以提高特定信号内容(例如低振幅信号内容(如 在放大之前相对于振幅为次音频的换能器信号内容))的倾听。
第二通道1512可以将基本上未改变(在信号内容方面未改变)的 原始换能器信号传到外部装置1520。这样第二通道1512可以具有最低 限度地影响原始换能器信号的通道特性，从而将基本上全部内容的换 能器信号传到外部装置1520，例如被构造用于检测患者的异常症状或病理病症(如心脏杂音、肺中的流体)的诊断分析仪。通过第一通道 1510和第二通道152的信号可以为模拟信号或数字信号。对于包括数 字通道路径的通道而言，通常使用模数转换器将换能器信号从模拟形 式转换为数字形式。 一般来讲，当将换能器信号从模拟形式转换为数 字形式时可忽略的信号内容丢失。
装配有图20中示出类型的多通道信号处理器1505的生物传感器 可以但不必须被构造为整合其他实施例的模块化方面。例如，不包括 本文讨论类型的模块接口的一体化生物传感器可以通过整合本发明的 多通道信号处理器来增强可用性。
根据图19-20和其他图的实施例的生物传感器可以包括处理器， 该处理器包括数字信号处理器和在单芯片中的无线电。处理器优选允 许通过无线电由外部装置部分或完全控制生物传感器。合适的处理器 为CSR(Cambridge, United Kingdom(英国剑桥市))制造的BlueCore5-多媒体处理器。BlueCore5处理器同时具有芯片上的Bluetooth无线电、 数字信号处理器(DSP)、立体声CODEC、开关式电源和单芯片中的 其他部件。例如，可以启用BlueCore5处理器以识别启用Bluetooth的 外部计算装置(或USB连接的计算装置)，并且允许外部装置使用和 控制生物传感器的某些功能，例如上面讨论的重新映射按键以及在生 物传感器显示器的窗口中显示信息。
根据本发明实施例实现的生物传感器可以采用电源管理电路和方 法，例如在提交于2007年3月23日的共同所有的美国临时专利申请 No. 60/919574以及与其提交于同一天的美国专利申请No.
_和与其提交于同一天的PCT专利申请No._
中公开的那些，这些专利申请以引用的方式并入本文中。例如，本发 明的电子生物传感器的实施例可以采用在高度交互式的医疗环境内提 供先进的电源和操作模式管理的控制系统。控制系统可以被构造为对 生物传感器用户的行为并且对接收自医疗环境内的其他电子装置的通信有反应。
本发明的电源管理方法可以在本文所述类型的电子生物传感器中 以多种方式实现。例如，可以基于头戴耳机操作启动生物传感器的开 机电路。可以基于感测胸件和临床医生的手之间和/或胸件和/或患者的 皮肤或衣服之间的接触来启动电子生物传感器的开机电路。施加至胸 件的表面或边缘并从胸件表面或边缘移除的导电表面或压力可以用于 启动和中断生物传感器的电源电路。由控制生物传感器引起的温度改 变(如临床医生接触和/或患者与胸件接触)可以被感测并用于启动和 中断生物传感器的电源电路。例如当生物传感器听头放置到耳道中和 从中移除时，可以通过测量阻抗、电容、电阻或其他电参数的改变来 控制生物传感器的接通和断开。可以通过机械开关、电开关、磁开关 或光开关或传感器或这些开关和传感器的组合控制生物传感器的接通 和断开。
可以设想出可以在电子生物传感器的胸件(而不是头戴耳机)中 实现或与胸件相关的其他传感器配置。应当理解，胸件中的传感器和 头戴耳机的组合可用于感测和/或证实临床医生对生物传感器使用的迫 切需要。这些传感器的实例包括可检测隔膜或其他传感器组件相对于 胸件的主结构的相对位移或旋转的传感器。其他可用的传感器包括检 测胸件的杆相对于胸件的主结构的挠曲、弯曲、旋转或变形的传感器。 还可以采用感测胸件上的结构(例如当临床医生抓握生物传感器时使 用的区域)的变形的传感器。可以采用受外部电导系数(例如抓握胸 件时使用者的皮肤提供的外部电导系数)影响的电阻传感器。
可以采用用于感测生物传感器使用的紧急临床需要的多种其他手 段，例如感测与人接触或接触释放相关的微小变化的传感器。这类传 感器可以被构造用于感测胸件壁处因抓握胸件的手的存在而产生的微 小变化。这种微小变化可以为温度、光、电流或电压改变。在一个这 样的实施方式中，可以感测由于使用者的手加热而引起的胸件温度的改变，并将这种改变与阈值(例如环境或其他基线温度)相比较。在 这样的实施方式中，将胸件的相对难触及的表面用作基准温度位置。
在一些实施例中，本发明的电源管理方法可以启动电源电路和与 电子生物传感器通信的患者-外部装置(例如PDA、 PC或其他患者-外 部装置)的其他电路。例如，启动电子生物传感器的自动接通程序可 以包括生成使得患者-外部装置(例如)从休眠模式开启的命令。由电 子生物传感器生成的命令还可以启动患者-外部装置中的软件程序，该 软件程序(例如)通过运行被设计用以便于与电子生物传感器通信和/ 或相互作用的应用软件来设定外部装置以与电子生物传感器协同操 作。
本发明的实施例涉及组装电子医疗装置(例如上面讨论类型的生 物传感器或电子听诊器)的方法。根据一种方法，基于计算机的系统 (例如基于网络的自动化系统)被构造用于方便根据最终客户(例如 临床医生)的需要选择医疗装置、模块和其他选项。基于计算机的系 统优选使用已知的用户输入装置、应用程序和接口以便于远程最终使 用者(如购买者)在线交易。可以展示出医疗装置和模块的菜单，从 该菜单中可以选择特定的医疗装置。
根据所选的医疗装置(例如听诊器)，可以展示型号和模块的菜 单。最终使用者可以选择所需的型号和任何所需的模块。因此可以根 据最终使用者选择的或最终使用者输入的型号、模块和其他信息定制 订购并随后组装听诊器。在完成订单后(完成订单可以包括例如通过 信用卡付款)，生成生产订单，根据该订单在制造或组装场所组装特 定的听诊器。听诊器可以(例如)通过标准邮件或运输服务直接运输 给购买者。
本发明的自动化组装方法提供了对所需听诊器部件的选择(功能 需求)以及对将舒服地配合最终使用者的听诊器部件的选择。例如，最终使用者优选选择最佳适应最终使用者的尺寸和形状的耳管和主管 长度。同样可以由最终使用者选择听头以提高舒适性、耐磨性或功能 性，例如在使用者具有助听器的情况下。胸件的尺寸和形状可以基于 最终使用者(如临床医生)的手的尺寸或患者类型(成人还是小孩或 婴儿)。
根据本发明配置和组装电子听诊器或其他电子医疗装置的模块化 方法提供了支持"个人听诊器"商业模式的机会，其中最终客户可以 根据他们的需要通过自动化计算机系统(例如基于网络的商业系统) 使用标准模块配置听诊器。根据本发明配置和组装电子听诊器或其他 电子医疗装置的模块化方法还提供了建立并保持数据库的机会，该数 据库包含许多医疗装置的目前和历史的配置数据。可以自动地捕集特 定医疗装置的配置的改变(如听诊器的处理器模块的改变)，并且这 些改变数据可用于更新医疗装置配置数据库。可以根据上面讨论的订 单系统或从医疗装置本身实现自动化的更新，这通常可以通过网络连 接上载其现有配置数据(如识别信息、版本信息(硬件和/或软件配置 细节)和用于目前安装在医疗装置中的所有模块的操作状态信息)至 医疗装置配置数据库。
在上面提供的多个实施例的说明中，参考了附图，这些附图构成 本文的一部分，在这些附图中通过图解示出了多个可实施本发明的实 施例。应当理解可以利用其它实施例，并且可以在不背离本发明范 围的情况下进行结构性和功能性的改变。还应当理解，根据本发明的 系统、装置或方法可以包括本文所述的一种或多种部件、结构、方法 或它们的组合。例如，可以实现包括上面所述的一种或多种有利部件
和/或方法的装置或系统。具体地讲，图3、图4A、图4B、图5A、图 5B、图6、图7、图8A、图8B、图18和图20中示出的部件和/或方法 可以在图1、图9A-9C、图IOA、图IOB、图11A-11C、图12A-12C和 图13-18中示出的生物传感器实施例或整合有这些生物传感器实施例 的系统中实现。此外，图1-20中示出的所选部件可以以除了本文具体描述的那些以外的多种方式整合以限定本发明的可用实施例。然而， 应当预期这些装置、系统或方法不需要包括本文所述的所有部件，但 可以实现为包括提供可用结构和/或功能的所选部件。
上述本发明各个实施例的描述是出于举例说明和描述的目的。并 非意图详尽列举本发明或将本发明局限于所公开的精确形式。可以按 照上述教导内容进行多个修改和变型。应当预期本发明的范围不应受 限于该具体实施方式
，而是受所附权利要求的限制。
权利要求
1.一种模块化电子生物传感器，包括壳体，所述壳体被构造用于相对于人体表面手持操纵并且包括基础模块，所述基础模块包括被构造用于接合多个可拆卸模块的多个模块接口，所述多个可拆卸模块包括可拆卸换能器模块和可拆卸输出模块的至少一者，所述换能器模块包括被构造用于感测人体特性的换能器，所述输出模块被构造用于输出包括换能器信号信息的信号，所述多个模块接口的每一个包括模块连接器，所述模块连接器被构造用于接纳所述多个可拆卸模块中的可拆卸模块的连接器，并且被构造用于方便各个连接器之间的信号传输；机械保持机构，所述机械保持机构被构造用于可拆卸地且保持性地接合所述可拆卸模块的机械接合构造；以及密封构造，所述密封构造被设置为在所述可拆卸模块附接到所述基础模块时在所述基础模块和所述可拆卸模块之间提供密封；处理器，所述处理器连接到所述模块连接器中的每一个，并被构造为在所述可拆卸模块附接到所述基础模块时与所述可拆卸模块中的每一者通信连接；并且所述壳体符合人体工程学效率，以便于在所述可拆卸模块附接到所述基础模块后相对于所述人体表面进行手持操纵。
2. 根据权利要求l所述的生物传感器，其中所述多个模块接口中 的第一模块接口被构造为接合所述可拆卸换能器模块，所述多个模块接口中的第二模块接口被构造为接合所述可拆卸输出模块。
3. 根据权利要求l所述的生物传感器，其中所述多个模块接口中 的第一模块接口被构造为接合所述可拆卸换能器模块。
4. 根据权利要求1所述的生物传感器，其中所述基础模块包括被构造用于感测所述人体特性的换能器，并且所述多个模块接口中的第 一模块接口被构造为接合所述可拆卸输出模块，所述处理器通信连接 到所述基础模块的换能器。
5. 根据权利要求1所述的生物传感器，其中所述基础模块包括无 线电装置，并且所述多个模块接口中的第一模块接口被构造为接合所 述可拆卸输出模块，所述可拆卸输出模块包括用于存储软件的存储器， 所述软件配置所述基础模块的所述无线电装置。
6. 根据权利要求l所述的生物传感器，其中所述多个模块接口中 的第一模块接口被构造为接合所述可拆卸输出模块，所述可拆卸输出模块包括无线电装置。
7. 根据权利要求l所述的生物传感器，其中所述多个模块接口中的第一模块接口被构造为接合所述可拆卸输出模块，所述可拆卸输出 模块和所述基础模块中的至少一者包括被构造用于方便所述生物传感 器和外部电源之间连接的电源接口 。
8. 根据权利要求1所述的生物传感器，包括主电源和次级电源，所述主电源设置在所述基础模块中，而所述次级电源设置在所述可拆 卸换能器模块和所述可拆卸输出模块中的至少一者中。
9. 一种模块化电子生物传感器，包括壳体，所述壳体被构造用于相对于人体表面手持操纵并且包括基 础模块，所述基础模块包括被构造用于接合多个可拆卸且可互换的模 块中的一个的模块接口，所述多个可拆卸且可互换的模块至少包括可 拆卸换能器模块和可拆卸输出模块，所述换能器模块包括被构造用于 感测所述人体特性的换能器，所述输出模块被构造用于输出包括换能 器信号信息的信号，所述模块接口包括模块连接器，所述模块连接器被构造用于接纳所述可拆卸模块的连接器，并且被构造用于方便各个连接器之间的信号传输；机械保持机构，所述机械保持机构被构造用于可拆卸地且保持 性地接合所述可拆卸模块的机械接合构造；以及密封构造，所述密封构造被设置为在所述可拆卸模块附接到所述基础模块时在所述基础模块和所述可拆卸模块之间提供密封；处理器，所述处理器连接到所述模块连接器，并被构造为在附 接到所述基础模块时与所述可拆卸且可互换的模块中的每一者通信连 接；并且所述壳体符合人体工程学效率，以便于在所述可拆卸模块附接到 所述基础模块后相对于所述人体表面进行手持操纵。
10. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述处理器设 置在所述基础模块中。
11. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述处理器设 置在所述多个可拆卸模块中的至少一者中。
12. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述处理器分 布在所述多个可拆卸模块中的每一者和所述基础模块之间。
13. 根据权利要求9所述的生物传感器，其中所述模块接口被构 造为接合所述可拆卸换能器模块。
14. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述换能器被 构造用于感测由生物源物质产生的声能的表现形式。
15. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述换能器被 构造用于感测流体的流动或体积。
16. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述换能器被构造用于感测生物电位。
17. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述换能器被 构造用于感测人体的结构特性或组成特性。
18. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述换能器包 括超声传感器或多普勒超声波传感器。
19. 根据权利要求9所述的生物传感器，其中所述基础模块包括 被构造用于感测所述人体特性的换能器，并且所述模块接口被构造为 接合所述可拆卸输出模块，所述处理器通信连接到所述基础模块的换 能器。
20. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，包括有线头戴耳机 和用于将所述头戴耳机连接到所述生物传感器的接口。
21. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，包括无线头戴耳机 和用于将所述头戴耳机连接到所述生物传感器的接口。
22. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，包括组装了一体式 无线头戴耳机和用于将所述无线头戴耳机连接到所述生物传感器的接 口的军用头盔。
23. 根据权利要求9所述的生物传感器，包括助听器和用于将所 述助听器连接到所述生物传感器的接口。
24. 根据权利要求9所述的生物传感器，包括用户接口，所述用 户接口包括布置在所述多个可拆卸模块之一和所述基础模块中的至少 一者上的显示器。
25. 根据权利要求9所述的生物传感器，其中所述基础模块包括无线电装置，并且所述模块接口被构造为接合所述可拆卸输出模块， 所述可拆卸输出模块包括用于存储软件的存储器，所述软件配置所述 基础模块的所述无线电装置。
26. 根据权利要求9所述的生物传感器，其中所述模块接口被构 造为接合所述可拆卸输出模块，所述可拆卸输出模块包括无线电装置。
27. 根据权利要求9所述的生物传感器，其中所述模块接口被构 造为接合所述可拆卸输出模块，所述可拆卸输出模块和所述基础模块 中的至少一者包括被构造用于方便所述生物传感器和外部电源之间连 接的电源接口。
28. 根据权利要求1或9所述的生物传感器，其中所述处理器包 括信号处理器，所述信号处理器具有接收所述换能器信号信息的输入 端以及每一者都连接到所述输入端的至少第一通道和第二通道，所述 第一通道连接到扬声器并且具有第一通道特性，所述第二通道连接到 外部装置并且具有不同于所述第一通道特性的第二通道特性。
29. —种电子生物传感器，包括壳体，所述壳体被构造用于相对于人体表面手持操纵； 换能器，所述换能器由所述壳体支承，并被构造用于感测由生物 源物质产生的声能的表现形式；信号处理器，所述信号处理器具有连接到所述换能器并接收所述 换能器的信号信息的输入端，所述信号处理器包括每一者都连接到所 述输入端的至少第一通道和第二通道，所述第一通道连接到扬声器并 且具有第一通道特性，所述第二通道连接到外部装置并且具有不同于所述第一通道特性的第二通道特性；以及处理器，所述处理器连接到所述信号处理器。
30.根据权利要求28或29所述的生物传感器，其中所述第一通道包括模拟通道，而所述第二通道包括数字通道。
全文摘要
一种模块化电子生物传感器包括被构造用于手持操纵的壳体和包括模块接口的基础模块，所述模块接口被构造为接纳多个不同的可拆卸模块中的一者，例如换能器模块和输出模块。所述换能器模块的换能器被构造用于感测人体特性，并且所述输出模块被构造用于输出包括换能器信号信息的信号。所述模块接口包括用于接纳所述可拆卸模块的连接器以便于两者间的信号传输的模块连接器、被构造为保持性地接合所述可拆卸模块的机械保持机构，以及被设置为在附接到所述基础模块时在所述基础模块和所述可拆卸模块之间提供密封的密封构造。处理器连接到所述模块连接器，并被构造为在附接到所述基础模块时与所述可拆卸且可互换的模块中的每一者通信连接。
文档编号A61B7/04GK101641050SQ200880009489
公开日2010年2月3日 申请日期2008年3月20日 优先权日2007年3月23日
发明者哈特姆·M·贾勒姆, 托马斯·E·德拉蒙德, 约耳·R·杜弗雷斯内 申请人:3M创新有限公司