专利名称：在医疗设备中的使用状态监视和自动功率管理的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用来自动确定医疗设备的使用状态的设备和方法，尤其涉及基于 电子医疗设备的所述使用状态的自动功率管理。明确而言，尽管不是排它性地，本发明涉及 在使用电子听诊器之前打开听诊器时对这类设备的功率管理，并且涉及与打开这类设备有 关的、或与这类电子设备(如听诊器)在打开之后使用之前变得可操作所需要的时间有关 的问题。此外，根据本发明的使用状态确定可以应用在除听诊器之外的其它设备中，诸如用 于给药的注射器设备或吸入设备。
背景技术：
传统机械/声学听诊器得到广泛使用，并且每当希望时，这类设备自然是立即可 操作而不需要打开设备(即为其提供能量)。近来已可购得电子听诊器，并且这类设备提供 优于传统被动机械/声学设备(即，不设有主动放大装置、或者使设备能够进行诸如信号滤 波的主动信号处理，或分析/评估由这些设备拾取的信号的其它信号处理装置的设备)的 许多优点。然而，诸如听诊器之类的电子医疗设备的用户常常发现如下问题设备在使用之 前必须打开，并且对于某些用户而言，此类设备在打开之后变得可操作所需的时段也是一 个问题。对于数字型电子听诊器(或其它医疗设备)，后一问题由数字设备的引导时间(即 将软件从外部Flash/E2pr0m加载到装置的RAM中花费的时间)引起。相关的等待时间使 用户感到不便，尽管这一等待时间通常只有几秒。对于以上问题的一个解决方案是将设备保持在操作待机模式中，以便实现设备的 快速通电，但这种解决方案通常会相关地带来大而不可接受的功耗，并因此大幅缩短电池
寿命o此外，所有类型的新型高级电子电路(例如无线通信)集成到这类设备中将增加 功耗，并因此进一步恶化电池寿命缩短问题。通过限制每次启动的操作时间从而例如在最后按钮操作之后的三分钟关闭(假 定这种操作指示设备已不在活动使用中)可以在一定程度上控制功率耗用，但三分钟、或 其它预选时间间隔可能比实际所需的时间的长得多，因为病人检查可能仅持续10至15秒。
发明内容
根据以上背景，本发明的一个目的是提供一种能够自动确定医疗电子设备(诸如 电子听诊器)的使用状态的设备或技术。本发明的另一目的是提供用于保持设备低功耗并由此增加电池寿命的装置和方 法。根据以上背景，本发明的一个特定目的是提供在电子医疗设备(如电子听诊器) 的适当部分要进入操作状态时自动打开设备的装置。举例而言，可以在听诊器的声传感器 靠近病人皮肤时自动打开所述设备。在使用期间接触到病人的设备部分在本说明书中始终称为“设备-操作人员/病人部分”。这种表达用在本发明的上下文中，因为设备的使用状 态和启动该设备的需要可由设备的给定部分(如听诊器的声学传感器或“胸件”)接触到 病人身体的一部分或靠近病人身体附近的位置来指示、或者可由设备的操作人员实际触及 设备的一部分(如操作人员在将设备施加到病人身上之前拾起设备或设备的一部分)来指 示。然而，在本说明书的大多数例子中，设备的使用状态/启动请求将由设备的一部分实际 上接触到与病人的表面部分或位于病人附近的位置来确定。根据本发明，以上目的通过提供监视使用状态(例如在活动使用、待机、或空闲模 式中)的智能/自动监视装置而实现。优选地，设备在活动使用之后应该非常快地断电，并 且在继续使用时能够立即上电。根据本发明的实施例，对设备使用状态的监视通过提供用来感测在设备的病人部 分之间的接触或者可选择地用来感测设备的病人部分对病人身体的一部分的接近的装置 来实现。因而，本发明的基础原理是通过接触或接近检测来监视使用状态。本发明部分优选实施例的原理如下简括(1)当设备-操作人员/病人部分实际保持与病人身体表面物理接触时，来自病人 或者来自握持设备的设备_操作人员/病人部分的用户的抖动(例如，无意的肌肉张紧) 将产生低频、高幅信号，该信号相比于由设备-操作人员/病人部分(例如，听诊器的声学 传感器)通常拾取并由设备记录或显示的其它信号显得突出。在电子听诊器的情况下，这 些低频、高幅信号相比于用电子听诊器通常观察的其它声音显得相当突出；而当听诊器不 在使用中时，声音传感器将仅与周围空气相接触并且将只拾取非常小的声音，尤其是在与 环境噪声减小换能器系统的组合中，如在国际专利申请W02004/002191中描述的那样。(2)当与包括压电换能器的传感器装置相结合时，如在国际专利申请 W02005/032212A1中描述的麦克风元件那样，压电器件的电容在由传感器施加于身体导致 的物理偏转期间会有所变化，并且电容的这种变化可以被检测并用于确定在病人部分与传 感器之间的身体接触。压电元件的偏转以及由此的电容变化将随用户和情形而变。因此， 在实际实现中，这种原理可以优选地用于唤醒设备，继之以声学检查以准确定义使用状态。 对于电池节省实现重要的是，可以在不连续使用DSP(数字信号处理)的情况下进行唤醒， 并且可以在基本没有电流消耗的情况下进行电容变化检测。(3)本发明可以基于电容性接近感测，该电容性接近感测能够检测出连接接近传 感器的两个单独电极的介质(的介质常数)的显著变化，籍此由电极和中间介质形成的电 容器的测量电容会发生可测量的变化。设备的使用状态可以根据本发明被连续地或周期性地监视。因而，读取物理传感 器输入(例如来自压电传感器的电压/电荷信号或电容)所需的“智能”装置可以连续地 或只是周期性地运行，以便进一步最小化功耗。例如，使用状态的周期性检查可以使用大功 率DSP唤醒(例如一秒两次)，运行事实上只需要几毫秒的快速检查，并在随后返回待机/ 休眠模式来实现。连续监视可能需要连续运行或每当大功率DSP处于待机/休眠模式中就 运行的分立的极低功率电子电路。作为替换，本发明可以至少利用如下检测原理来实现本发明的监视和降耗目的(4)开关检测，例如通过监视电子听诊器的耳机的打开、或当病人部分接触到病人 的适当部分时的开关启动。
(5)应变仪应用感测。(6)运动检测，使用例如加速度仪或陀螺仪传感器装置。(7)感应检测，其中检测基于磁性性质的变化，这些变化由例如在电子听诊器的听诊器底座中的集成感应线圈检测。(8)在应用表面上生物阻抗的监视。(9)使用光学、超声波或其它传感器原理的接近感测。
参照结合附图的本发明的各个实施例的如下详细描述，将更好地理解本发明，其中图1示出了与病人的表面部分保持接触的电子听诊器的听诊器传感器(胸件)；图2(a)、(b)及(c)示出了作为时间函数的传感器信号，(a)示出了由传感器提供的原始输出信号，(b)示出了这种信号的低通经滤波形式，及(c)示出了来自低通滤波器并 以足够低时间常数用来计算RMS值的输出信号的RMS值；图3 (a)、(b)及(c)示出了由低通滤波器对于噪声尖峰的抑制，(a)示出了原始信号，(b)示出了低通滤波信号，及(c)示出了信号的计算RMS值；图4(a)、(b)及(c)示出了由低通滤波器对于噪声尖峰的抑制的另一个例子；图5示出了包括的可变阈值，以便通过信号振幅(来自传感器的RMS低通滤波信号)与阈值的比较确定使用状态；图6示出了例示在由图1的传感器提供的信号中的摩擦噪声的声学探测的曲线 图，该曲线图示出了摩擦噪声存在时和摩擦噪声不存在时作为频率函数的功率频谱密度；图7(a)、(b)、(c)及(d)示出了使用电容装置的接近感测；图8 (a)、(b)及(c)示出了生物阻抗感测；图9(a)和(b)示出了使用本发明原理的、与注射器用途有关的另一示例；图10示出了使用本发明原理的、与注射器用途有关的另一示例，及图11示出了使用本发明原理的、与吸入器设备的用途有关的另一示例。
具体实施例方式参照图1，示出了与病人的表面部分2保持接触的电子听诊器的听诊器传感器部 分1 (胸件)。当听诊器传感器最初接触到病人的表面部分时，由传感器提供的输出信号将 首先呈现传感器碰到病人表面部分时的强峰。随后在传感器与表面部分相接触的情况下， 源于病人或手握传感器部分1的用户的抖动将产生低频信号，该低频信号相比于听诊器典 型观察到的其它信号显得相当突出。在使用听诊器之后，再次从病人表面移除传感器部分， 并且这一移除将导致由传感器提供的最后的强峰输出信号。根据本发明的第一实施例，来 自传感器的输出信号的上述顺序被用来监视听诊器的使用状态，如联系图2至6将更详细 描述的那样。参照图2 (a)，于是示出了在示例性使用顺序期间作为时间函数的来自听诊器传感 器2的未经处理的输出信号(按任意单位示出)。最初传感器施加到病人表面上，在输出信 号中产生在来自传感器的较短且相对较强峰3。传感器现在与表面接触，并且提供由病人身体或手握听诊器的用户的振动(抖动)产生的或由病人的身体声音(例如，心脏和肺的声 音)产生的输出信号4。最后，传感器与表面脱离接触，产生在5处的峰输出。事件的这种顺 序以后重复，如由附图标记6、7、8 ；9、10、11 ；及12、13、14分别指示的那样。在图2(b)中，已 经由传感器输出信号的低通滤波除去输出信号中来自传感器的高频分量(例如由与以上 描述的振动/抖动诱导信号部分不相关的噪声引起的高频分量)，分别剩下初始接触脉冲 3'、6'、9'及12'的上述图案，其后跟随有振动/抖动间隔4'、7' ,10'及13'以及最 后接触释放脉冲5'、8'、11'及14'。因而，通过适当选择低通滤波器的类型和特性在低 通滤波之后保留与听诊器的使用状态有关的所需信息，而没有干扰高频噪声。下面将联系 图3和4说明严重噪声分量的除去。在示例中实际使用的低通滤波器是1Hz Butterworth LP滤波器，但也可以例如根据非期望噪声的频率内容使用其它的滤波器类型或特性，如截 止频率。参照图2 (c)，示出了图2 (b)中经处理的信号形式，其中已经用适当的时间常数计 算图2(b)中的信号RMS值，因而提供包括峰15的经处理的输出信号，这些波峰15指示在 听诊器中的传感器与病人表面部分之间的接触的建立和释放。时间常数确定在图2(c)所 示的经处理的信号的倾斜部分16。参照图3(a)、(b)及(c)，示出了这样一种情形，即其中噪声强峰在来自听诊器传 感器的输出信号中出现并且远离由在听诊器传感器与病人的表面部分之间接触的建立和 释放引起的峰。这类外来噪声峰在图3(a)中由参考标记17示出，并且这些峰沿时间轴随 机分布地出现。接触建立、跟随其后的振动/抖动时段以及接触释放终止同样分别由附图 标记18、19及20指示。在图3(b)中，示出了图3(a)所示输出信号的经低通滤波的形式， 图中可见已经有效地除去了在未处理信号中的外来噪声峰17，在滤波信号中留下所需的使 用相关顺序的完好18' ,19' ,20'。图3(c)示出了图3(b)所示信号的计算RMS值，其包 括指示在听诊器中的传感器与病人的表面部分之间接触的建立和释放的峰21。参照图4(a)、(b)及(c)，示出了与图3(a)、(b)及(c)大体相应的情况，不同之处 在于包括含有极强峰噪声以及较稳态性质噪声的间隔26。重要的是，该间隔不被误解为听 诊器的实际使用的间隔，并因此低通滤波器应该能够抑制该间隔中的噪声信号。由低通滤 波实现的噪声抑制在图4(b)中例示，其中只留下弱残余噪声信号26'。在图4(c)中示出 RMS计算之后所得的信号，并且图4(a)中的原始的未处理信号中的噪声感染部分26已如由 参考标记29指示的那样被大体抑制到不会将这种间隔误解为使用顺序的程度，在图4(c) 中实际使用顺序由信号部分27和28指示，这些部分相对于在间隔29中的信号清楚地突 出o在估计使用状态确定信号的数值时，例如根据本发明用于确定电子听诊器的使用 状态的图2(c)、3(c)及4(c)所示的RMS处理低通滤波信号，应用(能够根据具体要求变化 /优化的)阈值T。参照图5，同样示出了图3(c)所示RMS低通滤波信号，以及可在极高阈值(a)与极 低阈值(b)之间调节的可变阈值T。阈值(a)高到只有信号的最强峰才能启动听诊器，而 阈值(b)则低到即使极弱峰信号也能启动听诊器。听诊器启动的实现(高于阈值的信号) 在本发明的某些实施例中可以与计时器电路相组合，籍此听诊器一旦启动，就会在一个给 定的(用户可定义的)时间段内保持活动，例如三分钟。此外，这种计时活动可以只要求肯定触发(例如每三分钟一次)以保持听诊器活动。此外，不同系统策略可以强化构造描述 计时启动的不同方式例如某种类型的系统启动可通过将高阈值(a)与较长超时时段相组 合、或者通过将低阈值(b)与明显更短的超时时段相组合来实现，因为类型(b)阈值设置比 类型(a)阈值设置更可能被信号超过。在本发明的装置和原理用于电子听诊器中作为识别听诊器何时正施加到病人胸 部上并由此进入活动使用状态中的手段时，提供活动的非常可靠探测(例如阈值(b))以使 得听诊器总是立即启动就十分关键。一旦启动，合理的是系统遵循标准超时断电时间段，例 如三分钟。在其中电池寿命非常关键的听诊器应用中，该三分钟时段可能是不可接受的，由 此可采用额外的规则。例如，于是可要求在启用所述三分钟时段活动之前，其中信号(例如 信号的RMS低通滤波振幅)超过类型(b)阈值的时段比给定时间值长(例如两秒)。可选 择地，可以要求在启用三分钟系统活动之前，超过类型(a)阈值的信号必须在给定时间段 (例如两秒)内出现两次。更进一步的系统活动策略是，始终让系统尽可能容易地启动，即使用简单类型(b) 阈值启动，并且额外使用信号特性(频谱、时间结构的细节等)的足够详细分析，以确定探 测信号是否很可能由与病人胸部事实接触的听诊器传感器引起。这种更高级的分析例如可 包括病人心博的检测、或呼吸音的检测等等，这些声音在使得听诊器保持活动状态的预定 时间段内必定出现。如果这样的声音在所述间隔内不出现，则听诊器将断电以便节省电池 寿命o在以上详细描述的本发明的实施例中，使用状态的确定基于在听诊器传感器接触 到病人的表面部分(由初始输出信号峰指示，例如在图2(a)中的3)、保持与这个表面部分 相接触(例如在图2(a)中的振动/抖动-诱导信号部分4)、及传感器与该表面部分脱离 接触(由最后输出信号波指示，例如在图2(a)中的5)时典型出现的信号分量。作为对于 这种使用状态确定方法的替换或补充，在来自听诊器(或在如下提到的其它设备)的输出 信号中的、源于例如在听诊器的传感器与病人表面部分之间的摩擦的声音分量，可用来确 定听诊器或其它设备的使用状态。这类摩擦噪声的例子在图6中示出，其中在摩擦噪声在 输出信号中存在(附图标记35)以及摩擦噪声在输出信号中不存在(附图标记35)的情况 下，对于来自听诊器传感器的输出信号，功率频谱密度(dB)示出为频率的函数。参照图6， 显见相比于例如在传感器与病人表面部分之间没有摩擦发生时由听诊器传感器拾取的正 常听诊声音，摩擦噪声包括多得多的强高频分量。因而，例如在来自传感器的输出信号的功 率频谱密度的高频部分和其低频部分的电平之间的平衡的突然变化可指示噪声事件，并由 此被用于提供关于听诊器或其它设备的使用状态的信息。使用状态确定装置的以上实施例基本上依赖于由传感器振动或由在传感器与病 人表面部分之间的物理冲击产生的声音信号的拾取。现在参照图7(a)，示出了依靠使用电 容装置的接近感测的使用状态确定装置的可选实施例。当电极接近介电性能与空气不同的 介质2 (例如，人的皮肤或组织)时，在电容器的两个电极37之间的电容将变化。于是在例 如电子听诊器的传感器部分设置电极，则传感器接近病人的表面部分时的电容变化就可用 来确定听诊器的使用状态。可能有利的是使用自适应阈值检测用于更好地处理不同使用图 案，例如抵靠病人的表面部分较重或较轻地按压听诊器的传感器。重要的是，听诊器的启动由传感器实际接近病人的表面部分而引起，而不是由听诊器的传感器相对于操作人员本身 的接近(通过例如感测到设备周围操作人员手的靠近)所引起。如图7(b)中所示，用来实 现接近传感器的电极(图7(b)中的37和在图7(c)中的40和41)根据设备的具体要求可 按不同方式布置，图中仅示出了这些方式的两种。电极经电气连接器38连接到阻抗感测装 置39。图7(d)中示出了包括所述基于电容的接近检测装置的听诊器的实施例。在这个 实施例中，两个电容器电极37在听诊器的传感器部分1中尽可能地靠近外部介质定位，以 便最佳地利用外部介质的介电性能变化来改变由电极形成的电容。电极不必与外部介质电 气连接，而是可以隐藏在防潮隔膜(未示出)之后。电极可以借助于薄金属/导电层涂敷 到病人界面聚合物隔膜的表面上，这些薄金属/导电层例如通过丝网印刷涂敷工艺得到。 在传感器部分中设置或者以其他方式在听诊器中的内部电子电路，用以检测所得的电容和 /或其变化并用于利用这类电容或变化来确定听诊器的使用状态。参照图8(a)和(b)，示出了用来确定电子医疗设备(如听诊器)使用状态的生物 阻抗感测的应用。为了进行四极阻抗测量，两个电极42在由信号(电流)源44提供的恒 定电流下将电能耦合到病人组织上。两个其它电极43用来测量所选组织区域上的电压降。 示出的生物阻抗感测装置要求在各种电极与病人身上/身中的应用部位之间的电气接触。 所述电压降可由连接到电极对43上的装置45测量。要理解的是，示出的电极配置和这些 电极的实际形状仅是示范性的，并且可使用电极的多种可选择形状和配置。典型地从源44 施加的信号将是周期信号，例如50kHz的正弦信号，以便提供通过人类(水)流体的导电性 的良好估计。基于生物阻抗传感器装置应用的使用状态确定例如可与吸入器设备一道使用，其 中传感器装置可用来感测在吸入器的吸入口周围用户嘴唇的适当闭合。生物阻抗传感器装 置也可用来感测进入人类(或其它)组织中的注射笔的适当插入，或者用来感测操作人员 的手触及医疗设备并相应地打开设备。在图8(c)中示出了专门用来确定电子听诊器的使用状态的生物阻抗感测的应 用。电子听诊器的传感器部分1以当使用听诊器时将提供与病人皮肤的电气接触的这样一 种方式设有四极阻抗测量电极42和43。电极可以借助于薄金属/导电层涂敷到病人界面 聚合物隔膜的表面上，这些薄金属/导电层例如通过丝网印刷涂敷工艺得到。内部电子电 路提供使用模拟信号44的最佳设置(例如有关频率和/或振幅)来检测得到的生物阻抗 的装置。典型地近似50kHz的交流模拟信号频率能够实现优化的低电流要求，以得到安全 的系统。参照图9(a)、9(b)及9 (c)，示出了使用以上描述的各种功能原理(两极阻抗测量、 振动感测、电容接近感测及四极生物阻抗感测)来确定自动注射笔设备的使用状态(即用 来保证在设备起动之前对病人组织的适当针插入)的另一示例。于是具体而言，图9 (a)表 明在自动注射笔设备的主体46与其针部分47之间的两极阻抗测量的使用。当针47插入 病人组织中时，在假设正是病人本身实际操作设备的下，通过病人身体建立导电路径。在使 用之前，当针47不与病人的组织相接触时，由设置在设备壳体内的阻抗测量装置48可确定 在针47与设备主体46之间的极大(基本上无限大)的阻抗，并且当在针47与病人组织之 间的接触建立时，该阻抗显著地下降。阻抗的这种下降根据本发明用来提供关于设备的使用状态的信息。可选择地，针47相对于主体46的振动、或设备的界面板50的振动，可以大 体按与联系在图2至5中表明的听诊器用途描述的相同方式由振动敏感装置拾取。作为替换，界面板50可以设有电容接近感测装置(基本上如以上联系在图7中的 听诊器描述的那样)用来感测界面板50对于病人表面的接近。以上联系图8描述的生物 阻抗测量装置也可并入到界面板50中，以检测在设备的界面板与病人的皮肤表面之间何 时进行接触。通过以上装置，就能够确定使用状态“设备准备起动”。更为可能的是，使用以上 装置保证在缩回之前，针在病人组织中保持要求时间段。图9(a)的简单两极阻抗测量是实 现这个目的的直接方式。参照图10，例示了与自动注射笔设备结合的生物阻抗感测装置的进一步应用。基 于在肌肉、脂肪、动脉、静脉等中对组织阻抗的更详细分析，可以借助于四极阻抗分析来监 视针在病人组织中的正确定位。因而，例如脂肪的电气阻抗远高于肌肉组织或在动脉和静 脉中流动的流体的阻抗。如图10中所示，借助于适当表面安装技术在针47的末端附近定位 四个单独电极，包括首先用电气绝缘层覆盖整个针47，并在随后在针顶部部分处涂敷(例 如，通过丝网印刷或通过合适的照相工艺)设有接触界面的四个个别电极53的步骤。最 后，用电气绝缘层覆盖电极的整个区域，仅留下电极的外表面部分敞开，用于与周围组织相 接触。电极53中的两个电极如以前那样用来将激励信号51提供给电极，并且与电极相接 触的组织部分的阻抗由设在自动注射笔设备中的适当装置52测量。用来测量组织阻抗的 装置52连接到四个电极53的其余两个电极上。参照图11，示出了用来监视吸入器设备54的使用状态的使用本发明原理的另一 示例。吸入器设备包括主体54和吸入口 56，并且通过使用在本说明书在前段落中描述的使 用状态感测装置，可以在从吸入器设备释放一剂药物之前确认用户嘴唇在吸入器吸入口 56 周围的适当重叠。由此防止药物从用户嘴唇与设备吸入口之间漏入周围空气。如图11中 所示，借助于电极对57、58进行用户嘴唇的适当部分当与吸入口表面相接触时的阻抗的四 极检测，如在图11中看到的那样，在吸入口的上表面设置一对电极中的一个电极并与该对 电极中的另一个相对，即在吸入口的底部表面上。两个电极57用来将激励信号59提供到 生物阻抗测量装置，而另外两个电极58用来通过适当测量装置60测量通过用户嘴唇部分 的生物阻抗。可选择地，两个电极可能已经用来进行病人嘴唇部分的两极阻抗测量，以监视 在用户嘴唇部分与吸入口之间的正确接触。作为另一替换方式，如联系在图2至5中的以 前听诊器例子中描述的那样，可以使用吸入口的振动检测来确定接口是否与任何外部物体 (如用户嘴唇部分)物理接触。作为按上述方式使用生物阻抗或振动传感器装置的补充或替换，这类装置能够根 据本发明用来检测用户的手，此时用户握持设备(的主体)。这种使用状态的信息的提供， 即用户实际上正握持设备，可用来打开在IXD显示器上的背光，和/或在显示器上开始与例 如适当吸入技术、自从来自吸入器的上次剂量的时间等有关的文本指导。为此目的，可以使 用两极或四极生物阻抗感测，该检测使用在吸入器主体上，即在其中用户手/手指触及主 体的那些主体区域中)适当放置的电极。作为替换，在吸入器设备的壳体中的振动传感器 可用来检测由用户用手握持设备发生的微弱肌肉抖动。应该理解虽然已联系图2至6详细描述了由电子听诊器拾取的声音信号的专门信号处理，但这类信号处理(例如根据本发明的原理为了从用来确定使用状态的信号除去或 减少噪声信号)也可应用于从除在电子听诊器中的换能器装置之外的其它装置导出的信 号。因而，从联系本发明原理的其它使用，例如联系注射器装置和吸入器装置，描述的换能 器装置(例如，接近传感器装置、生物阻抗装置、振动/加速检测装置等等)的任一种导出 的信号，则可在需要时经受以上联系电子听诊器专门描述的信号处理装置。
此外，根据本发明的另一个发展实施例，使用状态检测信号经受高通滤波，例如在 0. 1至10Hz之间的截止频率，以便避免在其中有向传感器的连续按压的情形下设备的连续 启动。具体地说，在其中用户折叠听诊器并且将它存储在他的口袋中及听诊器此后在例如 来自汽车钥匙或另一种物体的连续负载的情况下，听诊器在不使用的时候没有必要保持不 进入休眠阶段。这里，额外的高通滤波将确保启动将与在施加力作用在传感器上的时间上 有限小变化相关联。否则，信号将复位。高通截止频率和量级/斜率的认真选择将产生用 于给定应用的最佳折衷。
权利要求
一种用于自动确定电子医疗设备的使用状态和/或用于启动所述电子医疗设备的方法，所述电子医疗设备诸如电子听诊器，所述方法包括为设备在使用期间接触到病人的部分的病人部分提供接触或接近检测器装置，所述病人部分是设备的一个或多个部分，当所述病人部分接近或接触病人的一部分时，该接触或接近检测器装置提供输出信号；所述输出信号在预先确定的信号处理之后可选地提供所述输出信号的经处理的信号形式，以确定设备的使用状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述输出信号或所述输出信号的所述经处理 的信号形式来启动电子信号处理电路，诸如放大器、滤波器、信号分析装置等，由此当所述 病人部分接触到病人的一部分或接近病人时，所述电子医疗设备变为活动的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中对所述输出信号的信号处理包括所述输出信号的低通滤波，由此提供所述输出信号的低通滤波形式。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述输出信号的所述低通滤波形式由RMS(均方 根)确定装置用适当时间常数进行处理，由此提供所述输出信号的所述低通滤波形式的 RMS 值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中对所述输出信号的信号处理包括所述输出信号的高通滤波，由此提供所述输出信号的高通滤波形式。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述输出信号的所述高通滤波形式由RMS(均方 根)确定装置用适当时间常数进行处理，由此提供所述输出信号的所述高通滤波形式的 RMS 值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中对所述输出信号的信号处理包括评估在所述输出信号的功率频谱密度的高频部分与所述输出信号的功率频谱密度的 低频部分的电平之间的平衡，由此就能够评估在所述输出信号中的摩擦噪声分量的存在。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述检测器装置是麦克风。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述检测器装置是振动传感器。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述振动传感器是压电传感器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述压电传感器提供由低功率放大器放大的输 出信号，所述低功率放大器诸如FET、M0SFET、双极运算放大器。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述检测器装置是电容接近传感器。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述检测器装置是生物阻抗传感器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述生物阻抗传感器是双极传感器。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述生物阻抗传感器是四极传感器。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述医疗设备是电子听诊器。
17.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述医疗设备是电子自动注射器设备。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述医疗设备是电子吸入器设备。
19.一种电子听诊器，包括胸件(1)，该胸件(1)包括用于拾取来自病人身体(2)的声 音的听诊器传感器，其中所述胸件(1)设有接触或接近检测器装置，所述检测器装置用于 在所述胸件(1)接近或接触病人的表面部分(2)时提供输出信号，所述输出信号或所述输 出信号的经处理的信号形式确定听诊器的使用状态，和/或在所述胸件(1)接近或接触病人的所述表面部分(2)时启动听诊器。
20.根据权利要求19所述的电子听诊器，还包括用来放大/处理所述输出信号的放大 装置和/或其它电子信号处理装置，其中，当所述接触或接近检测器装置确定所述胸件(1) 与病人的所述表面部分(2)相接触时，或者当所述胸件(1)接近病人的所述表面部分(2) 时，打开所述放大装置/处理装置。
21.根据权利要求19或20所述的电子听诊器，其中所述接触检测器装置是振动传感 器，其中振动传感器在与病人身体物理接触时产生电压或电荷，该电压/电荷能够用来触 发电子听诊器的状态设置。
22.根据权利要求21所述的电子听诊器，其中所述振动传感器是压电振动传感器。
23.根据权利要求22所述的电子听诊器，其中所述压电振动传感器与低功率放大器装 置相组合，诸如与FET、M0SFET、双极运算放大器相组合，其中所述压电传感器在与病人皮肤 物理接触时将产生电压/电荷，该电压/电荷由所述低功率放大器装置放大。
24.根据权利要求19或20所述的电子听诊器，其中，所述检测器装置是电容接近传感 器(37 ；40，41)，其中当传感器接近病人身体时，电容增大。
25.根据权利要求19或20所述的电子听诊器，其中听诊器的所述使用状态由能够确定 在听诊器的胸件(1)与病人的表面部分(2)之间的界面区域处的生物阻抗的装置(43 ；42， 43，44，45)确定，其中当听诊器的病人胸件(1)触及病人的所述表面部分时，所述生物阻抗 减小。
26.根据权利要求25所述的电子听诊器，其中所述生物阻抗由两极阻抗确定装置确定。
27.根据权利要求25所述的电子听诊器，其中所述生物阻抗由四极阻抗确定装置确定。
28.根据权利要求19所述的电子听诊器，其中由听诊器传感器本身提供指示所述胸件 何时接近或接触病人的表面部分的所述输出信号。
29.根据权利要求19或25所述的电子听诊器，其中所述信号处理包括 所述输出信号的低通滤波，由此提供所述输出信号的低通滤波形式。
30.根据权利要求29所述的电子听诊器，其中所述输出信号的所述低通滤波形式由 RMS(均方根)确定装置用适当时间常数进行处理，由此提供所述输出信号的所述低通滤波 形式的RMS值。
31.根据权利要求19或25所述的电子听诊器，其中所述信号处理包括 所述输出信号的高通滤波，由此提供所述输出信号的高通滤波形式。
32.根据权利要求31所述的电子听诊器，其中所述输出信号的所述高通滤波形式由 RMS(均方根)确定装置用适当时间常数进行处理，由此提供所述输出信号的所述高通滤波 形式的RMS值。
33.根据权利要求19或25所述的电子听诊器，其中所述输出信号的所述信号处理包括评估在所述输出信号的高频部分或频带与所述输出信号的低频部分或频带的电平之 间的平衡，由此就能够评估在所述输出信号中的摩擦噪声分量的存在。
34.根据权利要求19至33任一项所述的电子听诊器，其中所述输出信号或所述输出信号的经处理的信号形式确定设备的使用状态，和/或当所述输出信号或所述输出信号的处 理形式超过给定阈值时，启动设备。
35.根据权利要求34所述的电子听诊器，其中所述阈值是可变的。
36.根据权利要求19至35任一项所述的电子听诊器，其中启动之后的电子听诊器在给 定时间段之后自动关闭。
37.一种电子自动注射设备，包括主体(46)和针(47)，其中所述设备设有检测装置，用 以检测当所述针(47)被插入病人的组织中时在设备的所述针(47)与所述主体(46)之间 建立的导电路径，所述检测装置提供输出信号，其中输出信号或输出信号的经处理的信号 形式确定自动注射设备的使用状态，诸如针(47)对病人的组织中的适当插入。
38.根据权利要求37所述的电子自动注射设备，其中，所述检测装置包括两极或四极 阻抗检测装置。
39.一种电子自动注射设备，包括主体和针，其中所述设备设有用来检测针的振动和/ 或设备主体的振动的振动感测装置，所述振动感测装置提供输出信号，其中输出信号或输 出信号的处理形式确定设备的使用状态。
40.一种电子自动注射设备，包括主体、针以及用于在所述设备与病人的表面部分之间 提供界面的界面板(50)，其中所述界面板(50)设有用于感测界面板接近病人的表面部分 的电容接近感测装置，其中电容接近感测装置提供输出信号，其中输出信号或输出信号的 经处理的信号形式确定设备的使用状态。
41.根据权利要求37至40任一项所述的电子自动注射设备，其中所述输出信号或所述 输出信号的所述经处理的信号形式确定在针的插入与缩回之间的时间间隔，由此就能够监 视针在病人的组织中是否已经保持了要求的时间段。
42.根据权利要求37至41任一项所述的电子自动注射设备，其中所述设备还设有用 于区分对病人肌肉或脂肪或对动脉或静脉的针插入的信号分析装置，其中所述分析装置从 所述检测装置或者两极或四极阻抗感测装置接收测量阻抗装置，并且基于这些接收阻抗测 量，区分在肌肉、脂肪、动脉或静脉中的针插入。
43.一种包括吸入口的电子吸入器设备，其中所述吸入口设有形成与病人的嘴或嘴唇 部分相接触的两极或四极阻抗测量装置，其中测得的阻抗提供关于吸入器设备的使用状态 的信息，如病人的嘴唇是否在吸入口的周围重叠。
44.一种包括吸入口(56)的电子吸入器设备，其中所述设备设有振动感测装置，用于 在设备的吸入口(56)经受由吸入口(56)与病人的嘴唇部分相接触引起的振动时提供输出 信号，其中振动检测装置提供指示这类振动的输出信号，并且其中输出信号或输出信号的 经处理的信号形式指示设备的使用状态。
45.一种包括吸入口(56)和手握部分(54)的电子吸入器设备，其中手握部分设有两 极或四极阻抗感测装置或者设有振动检测装置，所述装置在有人握持所述手握部分时提供 输出信号指示，其中所述输出信号或所述输出信号的经处理的信号形式用于打开LCD显示 器、和/或用于在显示器上初始文本指导，该文本指导例如与适当吸入技术和/或从设备提 供上剂药物起过去的时间相关。
全文摘要
本发明涉及用于自动确定医疗设备的使用状态的设备和方法，尤其涉及基于所述电子医疗设备内的使用状态的自动功率管理。明确而言，尽管不是排它性地，本发明涉及在电子听诊器(1)使用之前打开这类设备时的电子听诊器功率管理，并且涉及与打开这类设备有关的或与这类电子设备在打开之后使用之前成为可操作所需要的时间有关的问题。此外，根据本发明的使用状态确定可以在除听诊器之外的其它设备中得到应用，如用于给药的注射器设备或吸入设备。使用状态是根据本发明的原理基于由例如传感器装置拾取的信号所确定，该传感器装置检测由在电子听诊器中的换能器装置、或由接近检测器装置(如电容测量装置)或生物阻抗测量装置拾取的声信号。
文档编号A61B7/04GK101801274SQ200880106267
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年7月25日
发明者B·K·安徒生 申请人:邦及奥卢夫森美迪康股份公司