声学感测装置和方法与流程

1.本发明提供了一种用于在识别对象的胸部内的一个或多个感兴趣解剖物体或区域中使用的声学感测装置和方法。


背景技术：

2.pascal ramaekers等人的文章：“cavitation
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enhanced back projection for acoustic rib detection and attenuation mapping”(ultrasound in medicine and biology，第41卷、第6号、第1726
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1736页(2015))公开了一种允许可以补充外科手术流程或化学治疗的微创、高度局部化的癌症治疗的高强度聚焦超声。对于上腹部中的高强度聚焦超声介入，胸廓阻塞超声波束并使超声波束畸变，从而引起健康组织的不期望加热。当使用相控阵列治疗换能器时，可以通过基于对波束路径障碍物的分析应用变迹规则来最小化这样的并发症。在该工作中，介绍了一种基于空化增强超声反射的肋骨检测方法，并在包含肋骨的猪组织样本上进行了验证。针对不同换能器位置获得的变迹规则与使用图像分析获得的变迹规则约90％相似。此外，所提出的方法提供关于换能器元件与焦点之间的衰减的信息。该原理在聚合物体模上进行实验确认。原则上，所提出的方法可以实时实施以用于确定肋间高强度聚焦超声治疗中的最佳发射位置。
3.us2012/059280公开了一种生理声音检查设备，其包括：生理声音测量单元；功率计算单元，其计算第一生理声音的功率和第二生理声音的功率，所述第一生理声音是由所述生理声音测量单元在相同时间段内测量的两种不同种类的生理声音之一，并且所述第二生理声音是两种不同种类的生理声音中的另一种；功率比较单元，其将指示所述第一生理声音的功率的第一功率与指示所述第二生理声音的功率的第二功率进行比较，以计算指示所述第一功率与所述第二功率之间的比率或差异的比较结果；以及确定单元，其通过将比较结果与阈值进行比较来确定生理声音的测量位置是否适当。
4.常见类型的临床患者检查是心血管检查。心血管检查常常不仅包括患者的心脏的检查，而且包括身体的其他部分(包括手、面部和颈部)的检查。心血管检查旨在识别可能引起患者症状(诸如胸痛、呼吸困难或心力衰竭)的任何心血管病理。
5.可以在心脏的身体检查期间执行的关键观察包括：心率的测量；心脏尺寸的测量(例如通过叩击和感觉心脏的搏动来测量)，例如作为左心室增大的指示；以及心脏瓣膜功能和血流的检查，例如经由在涉及不同的心脏瓣膜的四个标准位置处对心脏进行听诊来观察，这些心脏瓣膜是二尖瓣、主动脉瓣、三尖瓣和肺动脉瓣。心音和杂音给出瓣膜缺陷、容量超负荷、压力超负荷和肥大的指示。
6.可以用于执行心血管检查的一种模态是超声心动图。超声心动图是一种超声测试，其可以用于评价心脏的结构以及心脏内的血流的方向。在超声心动图方面专门训练过的技术人员使用超声探头执行扫描以产生图像和视频，常常使用放置在胸壁上各个地方的特殊探头或换能器以从不同方向查看心脏。训练心脏病专家或心脏专家来评价所采集的图像以评估心脏功能并提供结果的报告。
7.由超声心动图产生的信息可以提供以下中的一项或多项的指示：
8.心脏尺寸。变弱或受损的心脏瓣膜、高血压或其他疾病会导致心脏的腔扩大或心脏的壁变得异常增厚。
9.心脏泵送强度。超声心动图可以帮助确定心脏的泵送强度。具体测量结果可以包括每次心跳期间从填充的心室排出的血液的百分比(射血分数)或一分钟内由心脏泵送的血液的体积(心输出量)。
10.对心肌的损害。在超声心动图期间，有可能确定心脏壁的所有部分是否正常贡献于心脏泵送活动。呈现微弱移动的部分可能在心脏病发作期间已被损害或接收太少的氧气。这可以指示冠状动脉疾病或各种其他状况。
11.瓣膜问题。超声心动图指示心脏跳动时心脏瓣膜的移动。由此可以确定瓣膜是否开放足够宽以用于足够的血流(即，无狭窄)和/或完全关闭以防止血液泄漏(即，无瓣膜反流)。
12.心脏缺陷。可以利用超声心动图来检测许多心脏缺陷，包括关于心室的问题、心脏和主要血管之间的异常连接以及出生时可能存在的复杂心脏缺陷。超声心动图也可以用于监测婴儿出生前的心脏发育。
13.除上述之外，还可能(使用更先进的分析技术)评估心脏壁厚度、壁动力学和血流模式。
14.存在用于超声检查的各种不同的硬件实施方式。最常见的方法采取具有声学耦合到位于其尖端处的皮肤接触区的超声换能器的阵列的超声探头的形式。这是跨患者的皮肤的滑动，通常使用在皮肤和探头之间施加的声学耦合凝胶。超声探头可以是连接到超声成像系统或设备的手持式探头设备，例如以运货车或手推车的形式安装。超声探头利用超声换能器来生成声学信号。存在不同类型的超声换能器。最常见类型的换能器是压电换能器。
15.一种备选和有利的类型是电容式微机械超声换能器(cmut)。cmut换能器是一种相对新近发展。cmut利用电容的变化来提供能量转换功能。cmut是使用微加工技术在硅上构建的。在硅衬底中形成腔，并且在腔上方悬挂着薄膜，其上的金属化层用作电极。硅衬底用作下电极。
16.由于cmut是微机械设备，因此使用该技术构建换能器的2d和3d阵列是更简单的。这意味着换能器阵列中可以包括大量的cmut，从而与其他换能器技术相比提供更大的带宽。
17.另外，由于cmut的较小尺寸，因此使用cmut也更容易实现高频操作。操作的频率取决于换能器单元的尺寸(特别是被膜覆盖的腔的尺寸)，并且还取决于用于膜的材料的刚度。
18.另外，由于cmut换能器被构建在硅上，因此与其他换能器技术相比，额外控制或驱动电子设备的集成也更容易。例如，这通过将控制部件与换能器集成在相同芯片上提供了减小设备的形状因子的潜力。
19.在备选示例中也可以使用pmut换能器。
20.备选硬件方法是辅助执行心脏听诊的电子听诊器的使用。对于听诊心音信号的更复杂处理，在该领域中已经实现了最近的发展，以实现例如得到的声音的改进的分析和阐明，以用于基于结果实现诊断。
21.随着通信技术和计算机化的进步，远程监测已经变得可能。由于难以将患者带到医院或由于医生的不可用性，在许多情况下，身体参数的远程监测是优选的。此外，例如在临床医生与关于患者执行另一临床操作或检查并行地需要心脏信息的情况下，免手动自主监测通常也是有益的。
22.然而，在医生不存在或不注意检查的情况下
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或备选地对于具有有限专家经验的工作人员
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监测设备的准确放置能够是有问题的。如果传感器未被正确地定位用于收集数据，则可能不适当地获得来自重要心脏区域的声音。因此，解决该问题的手段将是有价值的。


技术实现要素：

23.本发明是由独立权利要求书限定的。从属权利要求定义了有利的实施例。
24.根据依据本发明的一方面的示例，提供了一种用于识别对象的胸部内的一个或多个感兴趣解剖物体或区域的声学感测装置，所述装置用于在使用中放置在所述对象的所述胸部上的一个或多个位置处，所述装置包括：
25.一个或多个声音传感器的布置，其适于在使用中感测来自所述对象的所述胸部的声音信号，以及
26.控制器，其用于处理在使用中在跨所述对象的所述胸部的多个不同接收位置处的一个或多个声音传感器的所述布置处接收到的声音信号，所述处理包括基于在所述不同接收位置中的每个位置处接收到的声音信号的强度将所述不同接收位置中的每个位置分类为肋骨对准的或肋间空间对准的(肋骨之间的间隙)，并且识别信号强度分布内的一个或多个声音强度热点。
27.本发明的实施例基于使用声学信号来执行位置感测。可以基于已经经由胸腔区从胸部接收的感测到的声音信号的分析来检测装置相对于对象的肋骨的位置。肋骨和肋骨之间的肋间空间分别对信号强度产生不同的影响，其中，肋骨引起源自于胸部内部的声音的衰减以及源自于胸部表面的声音的增强，而所述空间几乎不或者不引起这种声音的衰减或者增强。这允许基于接收到的声音信号的强度对肋骨区域的映射或者调查。
28.使用该信息，任选地，可以适当地处理或分析声音信号以提取源自于胸部内的相关解剖位置的信号部分。
29.声学感测的使用是简单的机制，并且实现通常将已经存在于远程心脏监测设备中的集成声音传感器的使用。因此，可以避免对部件的重复。在一些情况下，所述装置可以形成用于执行对对象的心脏检查的心脏监测设备的一部分，或者可以是用于执行对对象的心脏检查的心脏监测设备。
30.两个主要的实施选项是可能的。
31.在一组主要实施例中，提供了仅具有单个声音传感器或声音传感器的小片块的装置，并且该装置在使用中被手动移动到对象的胸部上的不同位置，以在跨胸部的不同接收位置处(顺序地)采集声音信号。然后，在如上所述处理信号的控制器处接收与不同接收位置相对应的该组信号。
32.在第二组主要实施例中，提供了一种包括多个传感器的布置。所述传感器固定在所述装置上的位置中。所述传感器被布置为使得当所述装置在对象的胸部上就位时，每个
传感器被定位在跨对象的胸部的不同位置处。因此，每个可以在跨胸部的不同位置处接收声音信号。
33.更具体地，在该组实施例的示例中，该布置可以包括声音传感器的多个子集，每个子集用于在使用中感测所述对象的所述胸部上的不同接收位置处的声音信号；并且所述控制器适于处理在声音传感器的所述布置处接收到的所述声音信号，并且基于在声音传感器的所述子集中的每个子集处接收到的声音信号的强度将所述子集中的每个子集分类为肋骨对准的或肋间空间对准的。
34.此处，所述装置被布置为使得当在所述对象的胸部上就位时，声音传感器的布置跨所述患者的胸部并且特别是跨多个所述对象的肋骨分布。声音传感器的子集中的一些将被定位在对象的肋骨之上。声音传感器的子集中的一些将被定位在肋间空间(肋骨之间的空间)之上。所述控制器分析来自传感器的每个子集的声音信号，以检测它是在肋骨之上还是在空间之上。
35.在两组主要实施例中的任一组中，肋骨对准意味着与对象的肋骨对准；肋间空间对准意味着与(两个相邻肋骨之间的)肋间空间对准。
36.在一些示例中，该布置可以包括行和列，并且其中，子集是该布置的个体行或列。行可以是直线或可以是曲线。
37.例如，该布置可以是包括多个行的声音传感器的阵列，并且其中，声音传感器的子集是所述阵列的个体行，并且其中，控制器适于处理在声音传感器的阵列处接收到的声音信号，并且基于在每个行处接收的声音信号的强度将阵列的每个行分类为肋骨对准的或者肋间空间对准的。阵列可以是传感器的规则布置或者不规则布置。声音传感器的子集可以是这样的阵列的个体行，或者在其他示例中可以是个体行的子集或者部分。
38.更详细地，所述装置可以包括声音传感器的阵列，所述声音传感器的所述阵列适于感测来自所述对象的胸部内部的声音信号，所述阵列包括多个行，并且控制器可以适于处理在声音传感器阵列处接收到的声音信号，并且基于在每个行处接收到的声音信号的强度，将阵列的每个行分类为肋骨对准的或肋间空间对准的。
39.控制器可以可操作为使用声音传感器的布置来实施局部(例如方向性)声音拾取。控制器可以适于基于布置的子集中的每一个的分类来定位声音拾取。
40.在这种情况下，可以控制该装置以提供局部或方向性声音灵敏度，并且其中，可以调节声音灵敏度的方向，并且其中，可以基于布置子集分类(例如阵列行分类)来调节方向。
41.可以以不同的方式来执行使用声音传感器的布置的方向性声音感测。
42.在简单的示例中，其可以包括停用被分类为肋骨对准的声音传感器，和/或启用被分类为肋间空间对准的声音传感器。
43.额外地或备选地，其可以包括编译来自个体声音传感器的信号的过程，其中，在它们之间实施定义的延迟模式。这导致方向性孔径选择，其中，仅从传感器的布置的声音信号中提取来自选定的空间区域的声音。这类似于超声域的波束转向。这将在以下部分中更详细地描述。
44.在其他示例中，对一个或多个声音传感器的物理转向可以被执行。
45.在其中声音强度被评估以确定分类的方式可以取决于操作模式，并且特别地可以取决于感测到的声音的起源位置。
46.在至少一组实施例中，一个或多个声音传感器被配置为感测在身体内部生成的声音(即，有机体声音)。所述装置可以例如被配置用于感测和处理心脏生成的声音信号、肺生成的声音信号、呼吸声音，和/或用于感测和处理对象语音声音。
47.在这种情况下，所述控制器可以适于基于感测到相对更低强度的声音信号而将位置(例如，子集)分类为肋骨对准的，并且适于基于感测到相对更高强度的声音信号而将位置(例如，子集)分类为肋间空间对准的。
48.肋骨截取并且衰减从身体内部行进的声音，从而导致被定位在肋骨之上的传感器处的强度拾取比被定位在肋间空间之上的传感器处的强度拾取更低。
49.在这些示例中，感测装置可以简单地包括一组声音传感器，而不包括任何声音生成器。因此，在这种情况下，该装置可以被配置为使用固有的心脏和/或呼吸生成的声音(诸如心跳或心脏杂音或吸气声音)来执行位置感测。
50.额外地或备选地，所述装置可以被配置用于感测和处理通过胸部表面发送的对象语音声音。
51.在至少又一组实施例中，所述装置还可以包括至少一个声音生成器，所述至少一个声音生成器适于生成用于发送到胸部中的声音信号，并且其中，所述声音传感器适于感测所述生成的声音信号。
52.在该实施例中，所述装置包括声音生成器，以产生用于传播到胸部中的刺激信号。声音传感器然后感测从胸部接收回来的那些信号的反射或回波。此处，最终感测到的声音源自于胸部之上。尽管仅关于肋骨和肋间区域，声音生成器可以帮助检测，而不是关于热点和其他区域，但是借助于来自声音生成器的刺激信号的反射/回波获得的信息可以用于生成有助于定位热点和其他区域的解剖图。
53.在这种情况下，所述控制器可以适于基于感测到相对更高强度的声音信号而将位置(例如，声音传感器的子集)分类为肋骨对准的，并且基于感测到相对更低强度的声音信号而将位置(例如，子集)分类为肋间空间对准的。
54.骨传导意味着在使用声音生成器的情况下，在肋骨之上的声音传感器处接收到的信号通常将具有比在与肋间空间对准的声音传感器处接收的信号更高的强度。
55.在有利的示例中，所述声音生成器可以适于生成包括多个声音频率的频谱或频带的声音信号，例如包括1
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3khz频带的宽带信号。更宽频带的声音信号将减少在某些特定频率下的胸腔中的任何可能的共振的效应，这可能导致错误的测量。因此改进了测量可靠性。
56.任选地，所述装置可以具有多个可选择模式，从而实现利用人工生成的声音(使用声音生成器)或利用固有声音(心脏声音、呼吸音和/或语音声音)的操作。可以根据哪种模式启用来改变信号分析和分类过程。
57.所述控制器还可以适于基于所导出的接收位置的归类(例如，对布置的声音传感器的子集的归类)来生成对象的肋骨位置的图。
58.所述图可以是声音强度图。所述图是空间图。生成所述图可以部分地基于布置的声音传感器之间的已知的(例如，存储的)间距。所述图可以是视觉图，或可以采取肋骨和肋间空间的空间布置或结构的任何其他表示形式。
59.控制器可以适于标记(例如，编号)检测到的肋骨和/或肋间空间。该信息可以被包括作为所生成的所述肋骨位置的图的一部分。
60.控制器可以适于导出由声音传感器的布置感测到的跨空间区域的声音信号的信号强度分布。
61.这意味着确定跨布置对于其声学敏感(该布置与其声学通信)的空间区域的声音强度的空间分布。这通常将对应于跨对象的胸部区域的空间区域。控制器可以生成强度分布图或绘图。
62.所述控制器适于识别信号强度分布内的一个或多个声音强度热点。热点意指相对高的信号强度的区域，例如超过某个预定义阈值。这些可以例如是强度分布的区域，其中，感测到的声音强度高于所述分布内的最大声音强度的定义百分比阈值。
63.声音强度热点指示感兴趣解剖物体或区域。在示例中，基于所述热点相对于检测到的肋骨位置的位置，可以确定所述热点对应于的解剖物体。
64.可以被识别的示例感兴趣区域或物体包括：心脏二尖瓣、心脏三尖瓣、心脏主动脉瓣以及肺动脉。这是针对听诊流程的四个关键领域。
65.根据一组有利实施例的感测装置还可以被配置用于使用声音传感器的布置来执行对对象胸部的听诊。所述感测装置可以包括用于使用声音传感器的布置来控制所述对象的胸部的自动化听诊的控制模块。所述控制模块可以包括上面提及的中央控制器，或者可以包括另外的单独控制器。
66.为此目的，可以包括额外的部件，或者所述装置可以可操作为使用上面讨论的相同部件来执行听诊。
67.根据一个或多个实施例，响应于对所述装置的所述子集的所述分类，所述控制器可以适于启用所述装置的被分类为肋间空间对准的所述子集以用于执行听诊，和/或适于停用所述装置的被分类为肋骨对准的所述子集。
68.以这种方式，仅使用与胸部区域的内部(即，不经由将干扰所接收的声音信号的肋骨)适当声学通信或对准的传感器来感测声音信号。
69.控制器可以适于从声音传感器的布置的声音信号提取与强度分布内的一个或多个所识别的热点的位置或方向相对应的局部或方向性声音信号。
70.在该示例中，声音拾取的定位涉及对于听诊感兴趣的关键解剖区。如上所述，声音热点指示这样的区域的位置。
71.提取局部声音信号可以包括编译来自阵列内的所确定的传感器集合的信号，其中，强加特定的延迟模式。这导致声音感测阵列的有效转向。这可以使用仅在被分类为肋间空间对准的子集内的传感器处接收的信号来执行。
72.根据一个或多个实施例，阵列中的声音传感器的子集可以被成形为以便跟随典型人类的肋骨的轮廓。例如，所述布置可以包括多个行，所述行被成形为跟随典型人类的肋骨的轮廓。以这种方式，子集(例如行)可以在使用中与肋骨对准，使得一些行位于肋骨之上，并且一些行位于肋间空间之上。
73.在一些示例中，声音传感器的布置至少可以被集成在用于安装在对象的胸部上的身体安装式片块中。
74.根据一组有利的实施例，所述感测装置还可以被配置用于执行超声检查，例如超声成像。在这种情况下，所述感测装置还可以包括超声感测布置，所述超声感测布置包括一个或多个超声换能器。
75.所述超声换能器可以是cmut换能器。
76.超声感测布置可以包括超声换能器的阵列。所述感测布置可以包括用于使用阵列执行超声波束转向的模块。可以控制所述换能器阵列朝向导出的声音强度分布图内的检测到的热点中的一个或多个引导超声信号，例如，以转向通过肋骨之间的肋间空间。
77.此处，热点的检测到的位置用于引导超声成像。如上所述，热点指示感兴趣解剖区域。
78.根据本发明的又一方面的示例提供了一种用于识别对象的胸部内的一个或多个感兴趣解剖物体或区域的声学感测方法，所述包括：
79.使用一个或多个声音传感器的布置来接收跨所述对象的所述胸部的多个不同位置处的声音信号；并且
80.使用控制器来处理在所述多个不同位置处接收到的所述声音信号，所述处理包括基于在每个位置处接收到的声音信号的强度将所述位置分类为肋骨对准的或肋间空间对准的，并且识别信号强度分布内的一个或多个声音强度热点。
81.可以根据上面针对本发明的装置方面(即，感测装置方面)所提供的解释和描述来理解和解读以上步骤中的每一个步骤的实施选项和细节。
82.上面关于本发明的装置方面(关于感测装置)描述的示例、选项或实施例特征或细节中的任一个可以经适当的修改后应用或组合或包含到本发明的本方法方面中。
83.根据一组或多组实施例，所述布置包括声音传感器的多个子集，并且处理在声音传感器的所述布置处接收到的声音信号以将所述布置的每个子集分类为肋骨对准或肋间空间对准是基于在每个子集处接收到的声音信号的强度。
84.所述布置可以包括多个行，并且其中，所述子集是例如布置的个体行，或个体行的部分。所述布置可以包括阵列。
85.本发明的这些和其他方面将根据下文所描述的(一个或多个)实施例显而易见，并且将将参考下文所描述的(一个或多个)实施例得到阐述。
附图说明
86.为了更好地理解本发明，并更清楚地示出如何实施本发明，现在将仅通过示例参考附图，其中：
87.图1示出了根据一个或多个实施例的示例感测装置；
88.图2示出了使用图1的装置获得的胸部区的声音强度分布绘图；
89.图3示出了根据一个或多个实施例的另外的示例感测装置；
90.图4示出了使用图3的装置获得的胸部区的声音强度分布绘图；
91.图5示出了使用实施例获得的声音强度分布图或绘图，该图示出了声音热点位置；
92.图6示出了图5的热点对应于的对应解剖特征；
93.图7图示了用于使用声音传感器的阵列实现方向性声音拾取的声学波束形成方法；
94.图8和图9示出了图示一个或多个实施例的示例工作流程的流程图；并且
95.图10示出了根据一个或多个实施例的示例声学感测方法的方框图。
具体实施方式
96.将参考附图来描述本发明。
97.应当理解，详细描述和具体示例尽管指示了装置、系统和方法的示例性实施例，但仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本发明的范围。本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点将从以下描述、所附权利要求和附图中得到更好的理解。应该理解，附图仅仅是示意性的而未按比例绘制的。还应当理解，贯穿附图使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。
98.本发明提供了用于声学地调查对象的胸部区并且特别是胸腔的声学感测设备和方法。所述装置包括一个或多个声音传感器和控制器的布置，其中，所述布置被配置为在使用中被放置在所述对象的所述胸部上，并且检测从所述胸部内部接收的声学信号。基于使用传感器的布置在跨所述胸部的不同位置处拾取的信号强度，不同位置各自被分类为定位在所述对象的肋骨之上或所述对象的肋间空间之上。
99.在特定示例中，所述布置包括声音传感器的多个子集，并且其中，每个子集用于在使用中感测跨对象的胸部的不同位置处的声音信号。在这种情况下，控制器可以基于在子集处接收到的声音信号的强度对布置的每个子集进行分类。例如，子集可以是布置的个体行。
100.通过检测每个子集相对于肋骨的位置，在一些实施例中，可以实施更精确的方向性信号拾取。例如，基于肋骨相对于阵列的不同子集的映射位置，可以估计一个或多个感兴趣解剖特征的位置，并且针对来自这些一个或多个位置的方向性声音拾取调谐设备。还可以包括超声成像部件。在一些实施例中，可以基于检测到的或映射的肋骨位置来引导超声换能器的波束转向。
101.本发明的特定实施例可以提供用于执行心脏检查的心脏监测工具，包括麦克风阵列(其可以具有可控的方向性)和超声成像模块。优选地，麦克风和超声功能两者可以是空间定向的。
102.可以使用这样的设备来执行远程心脏检查。
103.如上所述，两个主要实施选项是可能的。
104.在一组主要实施例中，提供了仅具有单个声音传感器或声音传感器的小片块的装置，并且所述装置在使用中被手动移动到对象的胸部上的不同位置，以在跨胸部的不同接收位置处(顺序地)采集声音信号。然后，在如上所述处理信号的控制器处接收对应于不同接收位置的该组信号。
105.在第二组主要实施例中，提供了包括多个传感器的布置。传感器被固定在适当位置中。传感器被布置为使得当装置在对象的胸部上就位时，每个传感器被定位在胸部上的不同位置处。因此，每个可以在跨胸部的不同位置处接收声音信号。
106.更具体地，在该组实施例的示例中，所述布置可以包括声音传感器的多个子集，每个子集用于在使用中感测在对象的胸部上的不同接收位置处的声音信号；并且控制器适于处理在声音传感器的布置处接收到的声音信号，并且基于在子集中的每个子集处接收到的声音信号的强度，将声音传感器的子集中的每个子集分类为肋骨对准或肋间空间对准。
107.所述布置可以包括具有多个行的阵列，并且其中，所述布置的子集对应于所述阵列的个体行。下面描述了具有这种配置的实施例。然而，应理解，这仅是示例性的，并且广泛
的发明构思扩展到具有声音传感器的不同配置的子集的其他布置。因此，术语“阵列”或“行”的任何使用可以被理解为可替换为术语“布置”和“子集”而不损失实施例的有利效果。
108.图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例感测装置12。该装置用于感测对象的肋骨位置。在使用中，该装置被放置在对象的胸部上。
109.装置12包括适于感测来自对象的胸部内部的声音信号的声音传感器18的二维阵列16。阵列包括多个行20。所述行优选地被成形或轮廓化以跟随对象的肋骨的自然轮廓。这意味着，当在适当位置中时，行中的一些将在肋骨之上对准，并且一些行在肋骨之间的肋间空间之上对准。在一些示例中，行20可以是线性行。
110.装置12还包括与声音传感器18的阵列16操作地耦合的控制器24。控制器24被配置为处理在声音传感器18的阵列16处接收到的声音信号，并且基于在每个行处接收到的声音信号的强度将阵列的每个行20分类为肋骨对准或肋间空间对准。肋骨对准可以意味着该行被定位为使得对象的肋骨处于该行与胸部中的声音信号的原点之间的声学路径中。在本示例中，声音传感器18的阵列16被集成在用于附接到对象的胸部的身体安装式片块14中。片块可以具有粘合剂背衬，以允许其可移除地附接到胸部。
111.然而，片块的使用不是必要的。可以提供安装在任何支撑结构上或内的阵列16。这可以是平面支撑结构，例如包括pcb。支撑结构优选地是柔性的。非平面结构也是可能的，例如包括跨基座处的皮肤接触区定位的传感器的壳体。
112.声音传感器18各自可以包括一个或多个声学换能器元件。声音传感器各自可以包括麦克风。在一些示例中，声音传感器18各自可以包括具有延伸以覆盖超声频率并且还低于超声频率的敏感范围的一个或多个超声换能器。优选地，超声换能器元件可以是电容式微机械超声换能器(cmut)元件。
113.cmut元件可以被配置用于检测低频(hz
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khz范围)和mhz超声频率之一或两者。在一些示例中，这可以通过修改cmut构造以致使元件更易受音频频率振动影响来实现。这可以包括例如增加振动cmut膜的质量。这由此降低膜的共振频率，这导致用于感测hz
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khz频率范围内的振动的元件的优化。
114.可以在制造期间基于例如重金属层(诸如钨或金)的溅射沉积将额外的质量添加到cmut膜。这可以跟随有元件的图案化，例如使用光刻掩模和蚀刻步骤。
115.在第二示例中，可以修改cmut膜的面积以调节频率灵敏度(对于更低的频率灵敏度增加，并且反之亦然)。
116.在一些示例中，可以改变膜厚度以调节频率灵敏度(更大的厚度用于对更低频率的灵敏度，并且反之亦然)。
117.在又一示例中，可以在使用期间基于改变偏置电压来调节cmut元件的频率灵敏度。例如，cmut元件可以以塌陷模式操作(通过施加偏置电压)以感测超声频率，并且以非塌陷模式操作(通过移除偏置电压)以感测亚超声频率。因此，相同的单组cmut元件可以选择性地用于超声感测(和/或发射)和用于声音感测(但不是同时)。
118.然而，将cmut元件用于声音传感器18不是必要的。可以使用任何其他形式的声音传感器，例如常规麦克风。
119.在包括超声换能器元件的情况下，除了声音感测之外，这些还可以任选地用于执行超声感测和/或成像。
120.可以基于检测到的信号强度、功率、能量或任何其他强度相关参数来感测声音信号的强度。
121.声音信号可以是作为时间的函数的信号，例如表示作为时间的函数的声音强度。
122.尽管图1中的控制器24以单一控制单元的形式示出，但这仅用于图示。在本实施例中和在贯穿本公开描述的任何实施例两者中，由控制器执行的功能可以备选地由更分布式的一组部件(例如，多个控制元件或处理器)或由在感测设备12的其他部件中的一个或多个中包括的处理元件执行。
123.在使用中，包括声音传感器18的阵列16的片块14被放置在对象的胸部上，在其胸腔之上延伸。传感器的阵列适于经由胸壁感测声音，并且控制器24接收并分析这些信号。
124.在一些示例中，心脏和/或呼吸声音可以由阵列16的传感器18拾取并用在执行位置分析中。在这种情况下，该装置被配置为使用固有的心脏和/或呼吸生成的声音(诸如对象的心跳或心脏杂音或呼吸声音)来执行位置感测。
125.在该示例中，该装置可以被配置用于感测心脏和/或呼吸声音的特性频率范围内的声音，或由控制器应用以提取这样的频率的频率滤波器。该范围可以针对给定患者经验地导出，或典型值可以在控制器中预先编程，或用于设计固有的传感器灵敏度。
126.额外地或备选地，该装置可以被配置用于感测和处理对象语音声音(对象发声)。这些可以是任意的语音声音，或可以提示对象执行的预定语音模式。在该示例中，由患者生成的语音声音的语音共振可以用于执行位置感测。
127.基于在声音传感器18的阵列16处接收到的声音信号的强度的分析，控制器24可以估计哪些声音传感器18定位在对象的肋骨之上以及哪些在肋间空间之上。
128.任选地，利用该信息，可以确定和跟踪肋骨的轮廓。可以任选地还构建(前)胸腔的图。这可以是空间图。图可以指示肋骨的位置。其可以包括针对肋骨和/或肋间空间的标签，例如数字。
129.控制器可以适于基于感测到相对更高的较低声音信号将行分类为肋骨对准，并且基于感测到相对更高强度的声音信号将行分类为肋间空间对准。
130.肋骨截取并衰减从身体内部行进的声音，从而导致定位在肋骨之上的传感器处的强度拾取比定位在肋间空间之上的传感器更低。
131.此处，控制器适于将肋骨对准与相对更低强度的声音信号相关联，并且适于将肋间空间对准与相对更高强度的声音信号相关联。
132.因此，接收到相对更低强度的信号的行被分类为肋骨对准，并且接收到相对更低强度的信号的行被分类为肋间空间对准。
133.注意，该分类模式适用于感测到的声音信号源自身体内部(例如，心脏或呼吸声音)的实施例。在下面要描述的使用人工声音生成器的实施例中，由于骨传导的效应，所应用的强度分析是不同的。这将在下面进行解释。
134.在图2中示出了使用在对象的胸部上的位置中的声音传感器的阵列获得的示例信号强度图或绘图。在右手侧示出了声高，其中，单位对应于归一化到声音信号的源强度的声音强度。较浅的阴影示出更高的强度。
135.在绘图中可以看到肋骨以及肋间空间的轮廓和外形。所指示的更低强度区32对应于肋骨的位置。所指示的更高强度区域34对应于肋间空间的位置。
136.在使用中，控制器24分析在声音传感器18的阵列16处接收的声音信号，以确定阵列的哪些行是肋骨对准的以及哪些行是肋间空间对准的。下面概述了用于基于在图1的实施例处接收的信号来导出行的分类的示例处理工作流程。
137.首先，用低通滤波器预处理每个声音传感器处的输入信号。滤波器仅提取对应于预期拾取目标(例如，心脏杂音)的频率范围。例如，低通滤波器可以具有用于仅提取心脏杂音的600hz最大截止。这仅是截止频率的一个示例，并且在其他示例中可以使用其他特定值。
138.在预处理之后，可以执行阵列的行的归类。任选地，每个和每一个声音传感器可以被归类为肋骨对准或肋间空间对准的。基于此，可以对声音传感器的每行进行归类。
139.为了执行归类，首先可以对来自声音传感器的声音信号应用(移动窗口)平均以识别平均局部强度图。
140.在此之后，在其处接收信号具有小于上面导出的最高平均强度的50％的强度的声音传感器被归类为肋骨对准。
141.所有其他声音传感器可以被归类为定位在两个肋骨之间(在肋间空间处)。
142.50％的阈值仅表示一个示例。在其他示例中，可以使用不同的特定值。在一些示例中，阈值可以基于训练数据集的分析来确定。
143.在对象发声声音要被用于位置检测的情况下，可以稍微修改工作流程。
144.工作流程可以任选地首先包括执行校准步骤，其中，提示对象生成预定的或任意的发声模式。在发声期间，在阵列中的每个声音传感器处以高频(例如，1024hz)和低频(例如，128hz)两者测量信号强度。备选地，可以将到频域内的傅里叶变换应用于在阵列中的每个声音传感器处接收的强度信号，并且从此识别高频和低频的强度。上面引用的数值仅是示例性的，并且可以备选地使用其他值。然后针对每个声音传感器计算在低频和高频下测量的强度的比。
145.在该任选的校准流程之后，可以执行肋骨检测。提示对象再次生成语音声音，并且针对上面提到的低频和高频中的至少每个测量每个传感器处的声音强度。
146.对于低频功率是高于高频功率的最小定义阈值的声音传感器，传感器可以被分类为肋骨对准。其他传感器被分类为肋间空间对准的。
147.最小阈值可以是比高频功率高至少3db的功率，例如，低频功率比高频功率高2倍。这些值仅是示例性的，并且可以使用其他特定值。
148.根据另外的实施例，代替于使用固有的心脏、呼吸或语音声音来执行位置检测，可以使用所提供的声音生成器来人工生成声音信号。
149.图3中示出了这种实施例的示例。
150.图3的示例的感测装置12与图1的示例相同，除了适于生成用于发送到对象的胸部中的声音信号的声音生成器36的额外提供。声音生成器36可以是例如麦克风。阵列中的声音传感器18适于感测由声音生成器36生成的声音信号。
151.在使用中，控制器24分析在声音传感器18的阵列16处接收的声音信号，以确定阵列的哪些行是肋骨对准的以及哪些是肋间空间对准的。下面概述了用于基于接收到的信号导出行的分类的示例处理工作流程。
152.首先，声音生成器36被控制为生成选定的频率(例如，1khz)或频率范围的输出声
音信号。由于装置放置在患者的胸部上，其中，声音生成器抵靠胸壁应用，所生成的声音信号从扬声器发送到胸部中。优选地，所生成的声音信号的频率为至少1khz，但是可以是任何频率，例如高达20khz。
153.在优选实施例中，可以生成更宽频带的声音信号(例如1
‑
3khz)，因为这将减少在某些特定频率下的胸腔中的任何可能的共振的影响，这能够导致错误的测量。
154.然后利用频率滤波器预处理在每个声音传感器18处接收到的信号。滤波器仅提取对应于预期拾取目标(即，声音生成器36的输出声音信号)的频率范围。例如，对于1khz频率生成的信号，具有1khz的中心频率和50％带宽的带通滤波器将是合适的。这仅是截止范围的一个示例，并且在其他示例中可以使用其他特定值。
155.在预处理之后，可以执行将阵列的行归类为肋骨对准或肋间空间对准的。任选地，每个和每一个声音传感器可以被归类为肋骨对准或肋间空间对准的。基于此，可以对声音传感器的每行进行归类。
156.为了执行归类，首先可以对来自声音传感器的声音信号应用(移动窗口)平均以识别平均局部强度图。
157.在此之后，在其处接收信号具有大于上面导出的最高平均强度的50％的强度的声音传感器被归类为肋骨对准的。
158.所有其他声音传感器可以被归类为定位在两个肋骨之间(在肋间空间处)。
159.50％的阈值仅表示一个示例。在其他示例中，可以使用不同的特定值。在一些示例中，阈值可以基于训练数据集的分析来确定。
160.因此，在使用声音生成器36的该实施例中，控制器24适于基于感测到相对更高强度的声音信号将声音传感器分类为肋骨对准的，并且基于感测到相对更低强度的声音信号将声音传感器分类为肋间空间对准的。
161.这是因为声音信号源自胸部之上而不是胸部之下，这导致骨传导效应。骨传导意味着在肋骨之上的声音传感器处接收的信号将具有比在与肋间空间对准的声音传感器处接收的信号更高的强度。
162.在图4中示出了使用声音传感器18的阵列16结合在对象的胸部上的位置中的声音生成器36获得的示例信号强度图或绘图。在右手侧示出了声高，其中，单位对应于归一化到声音信号的源强度的声音强度。更浅的阴影示出更高的强度。
163.在绘图中可以看到肋骨以及肋间空间的轮廓和外形。所指示的更高强度区32对应于肋骨的位置。所指示的更低强度区域34对应于肋间空间的位置。
164.根据上述实施例中的任一个，感测装置还可以被配置用于使用声音传感器的阵列执行对象的胸部的听诊。
165.根据上述实施例中的任一个，在一些示例中，响应于阵列的行的分类，控制器24可以适于启用阵列的被分类为肋间空间对准的行以用于执行听诊，和/或停用阵列的被分类为肋骨对准的行。
166.以这种方式，仅使用与胸部区域的内部(即，不经由将干扰接收到的声音信号的肋骨)适当声学通信或对准的传感器来感测声音信号。
167.根据上述实施例中的任一个，控制器可以适于从传感器的阵列处接收的声音信号导出声音信号跨阵列对其敏感的空间区域的信号强度分布。
168.这意味着确定跨阵列对于其声学敏感(阵列与其声学通信)的空间区的声音强度的空间分布。这通常将对应于跨对象的胸部区的空间区域。控制器可以生成强度分布图或绘图。
169.在简单的示例中，信号强度分布可以简单地包括阵列中的传感器中的每个的单个声音强度值或信号。备选地，可以跨阵列对其敏感的空间区(例如胸部区)生成强度分布的更连续的图或绘图。
170.根据上述实施例中的任一个，基于阵列的行的归类，控制器24可以适于生成肋骨的位置的图。这可以是空间图。其可以表示肋骨和肋间空间的轮廓或外形。其还可以包括在胸部区之上测量的声音信号强度的绘图或表示。
171.任选地，可以对检测到的肋骨进行编号。可以将指示数字的标签添加到图中的相关肋骨。
172.可以使用连接成分分析来执行编号。这可能需要使用所生成的信号强度分布，如上所述。连接成分分析包括处理导出的信号强度分布图的像素，并且识别连接像素和非连接像素。这是基于检测到从一个像素到下一个像素(断开的像素)的强度值的急剧变化来完成的，并且反之亦然。使用逐行执行的该流程，可以映射每个肋骨的起点和终点以及每个肋间空间，并且对每个肋骨进行编号。
173.肋间空间也可以使用连接成分分析来进行编号。
174.下面阐述了用于连接成分分析的示例工作流程。
175.工作流程的第一遍次包括以下步骤。
176.i.按行然后按列(光栅扫描)迭代通过导出的2d信号强度图的每个像素
177.ii.如果像素位于肋间空间内(如通过上述肋骨检测流程之一检测的)
178.a.识别当前像素的近邻像素。为此，可以使用四连接性，在这种情况下，近邻是在当前像素的正北、南、东和西的像素。备选地，可以使用八连接，在这种情况下，近邻还包括东北、西北、东南、西南的像素。
179.b.识别具有最小编号标签的(四个或八个中的)近邻，并将其分配给当前像素
180.c.如果没有近邻，则唯一地标记当前像素并继续
181.iii.存储近邻标签之间的等效性
182.随后的(第二)遍次然后包括以下步骤：
183.i.按行然后按列迭代数据的每个像素
184.ii.如果像素不位于肋间空间内
185.a.重新标记具有最低等效标签的像素
186.在以下文章中更详细地描述了该示例流程：lifeng he；yuyan chao；suzuki,k.(1may 2008).“a run
‑
based two
‑
scan labeling algorithm”(ieee transactions on image processing.17(5):749
–
756)。作为一般方法的连接成分分析将是技术人员众所周知且理解的。
187.控制器24还可以适于识别信号强度分布内的一个或多个声音强度热点。热点意指相对高的信号强度的区域，例如超过特定预定义阈值。这些可以例如是强度分布的区域，其中，感测到的声音强度高于该分布内的最大声音强度的定义百分比阈值。
188.强度热点可以对应于满足或超过预定义强度阈值的空间分布内的区域。通过示
例，阈值可以被设置为在强度分布中检测到的最大强度的70％
‑
80％之间的值，例如75％。这仅是一个示例值，并且可以备选地使用阈值的其他值。
189.可以任选地基于感测到的区之上的信号强度的导出直方图(即直方图中的最大强度值的定义百分比)来设置所应用的用于对热点的检测的阈值。
190.声音强度热点通常指示感兴趣解剖物体或区域。在示例中，基于热点相对于检测到的肋骨位置的位置，可以确定热点对应于的解剖物体。
191.可以被识别的示例感兴趣区域或物体包括：心脏二尖瓣、心脏三尖瓣、心脏主动脉瓣和肺动脉。这是听诊流程的四个关键区。
192.可以基于以下各项中的一项或多项来检测热点对应于的解剖位置：热点位于胸部的哪一侧(右/左)、它被发现的肋间空间的编号(这些从顶部到底部连续编号)、以及检测到的热点的区中的信号强度。
193.例如，主动脉和肺听诊位置分别位于右胸骨边界处的第二右手侧肋间空间处和左胸骨边界处的第二左手侧肋间空间处。二尖瓣和三尖瓣听诊位置分别在第五肋间空间(左锁骨中线)和第四左肋间空间(左胸骨边界)处找到。
194.这在图5中进行图示，图5示出了针对胸部区的示例信号强度图。肋骨在图中可识别为相对低强度的区32，并且肋间空间可识别为相对高强度的区域34。更浅的阴影表示更高的强度。各种强度的热点42在肋间空间34内是可见的。
195.图6图示了检测到的强度热点42中的每个对应于的对应解剖位置46。每个对应于上面讨论的四个主要听诊位置之一：二尖瓣、三尖瓣、主动脉瓣和肺动脉。
196.在一些示例中，声学解剖模型可以由控制器24访问并且用于辅助识别每个热点42对应于的解剖位置。
197.所识别的热点42可以用于定向地调谐声音传感器的阵列18以在热点的方向上接收。
198.例如，控制器24可以适于从声音传感器18的阵列16的声音信号中提取与强度分布内的一个或多个所识别的热点42的方向相对应的方向性声音信号。
199.在该示例中，声音拾取的方向性涉及对于听诊感兴趣关键解剖区域。如上所述，声音热点指示这样的区域的位置。
200.提取方向性声音信号可以包括编译来自阵列内的所确定的传感器子集的信号，其中，强加特定的延迟模式。这导致声音感测阵列的有效转向。这可以使用仅在被分类为肋间空间对准的行内的传感器处接收的信号来执行。
201.在该示例中，声音传感器阵列的转向和聚焦可以以与用于超声波束形成的方式类似的方式实现；特别地，通过使用应用于声音传感器的阵列的接收到的声学信号的延迟和求和(das)波束形成。
202.这在图7中进行图示，图7示出了在声音传感器18a、18b、18c的示例有序行处接收的信号可以如何与所强加的信号延迟的不同模式一起编译，以便生成对应于不同空间方向的输出复合信号52a、52b。在上图像中，在编译信号之间应用第一组时间延迟，导致朝向目标源位置1的有效方向性聚焦。在下图像中，在编译信号之间应用第二组时间延迟，从而导致目标源位置2中的有效聚焦。
203.例如，在感测装置还被配置用于使用声音传感器的阵列执行对象的胸部的听诊的
实施例中，声音拾取的转向是特别有用的。
204.在这组实施例中，装置可以包括用于控制装置执行听诊流程并且任选地用于处理接收到的声音信号的专用听诊控制器或处理器。
205.通过提取对应于热点的选定定位位置的信号，可以提取和分析对应于关键解剖听诊位置的声音信号。因此，声音传感器可以被调谐以在上面讨论的关键解剖位置的方向上接收。
206.根据上述实施例中的任一个，感测装置还可以包括用于执行超声感测(例如超声成像)的模块，该模块包括一个或多个超声换能器元件。
207.优选地，超声换能器元件是cmut换能器元件，但是可以备选地使用其他种类的超声换能器(例如，压电)。
208.在一些示例中，超声感测和声音感测可以由换能器元件的相同阵列16执行。此处，例如，可以使用能够以超声频率和以亚超声频率两者操作的换能器元件。这些相同的元件可以用于促进声音传感器18用于位置分析并执行超声感测，例如超声成像。上面讨论了用于使用cmut换能器元件来实现此的示例器件。
209.在其他示例中，可以提供单独一组超声换能器元件和声学感测元件。两组元件可以形成公共阵列形式的部分。例如，上述阵列16的每个行20可以包括声音传感器元件和超声换能器元件两者。
210.超声感测模块例如使得超声成像能够使用感测装置12来执行。由控制器24执行的位置分析可以用于引导超声成像。
211.例如，在简单的示例中，可以控制直接放置在胸腔之上的超声敏感元件在发送或接收波束形成模式下不启用，而选择性地启用定位在肋间空间之上的那些。这有助于节省功率，因为被肋骨阻挡的超声元件不被启用。
212.在一些示例中，所述超声感测布置可以包括超声换能器阵列，并且可以包括用于使用所述阵列执行超声波束转向的模块，并且其中，控制换能器阵列朝向检测到的热点中的一个或多个引导超声信号。超声波束可以在检测到的肋骨之间转向，通过检测到的肋间空间。所生成的肋骨位置的图和/或所生成的声音强度图可以用于促进此。
213.该装置可以包括波束转向控制元件以促进波束转向的控制。
214.该装置可以包括用于分析所收集的超声数据以生成一幅或多幅超声图像的模块。
215.根据一个或多个实施例，超声感测模块可以被用于检测对象的胸部区域内的感兴趣解剖物体或区域的位置。然后，根据上述流程，该位置检测可以用于引导声音感测定位到检测到的感兴趣解剖物体或区域的位置。
216.例如，声音传感器的布置可以用于检测肋骨的位置，并且基于该位置检测，被检测为位于肋骨之上的声音传感器可以被停用，并且肋间空间之上的声音传感器被启用(或保持启用)。在此之后，可以控制超声感测模块(例如超声换能器的阵列)捕获表示胸部区域的超声数据(例如超声图像数据)，并且应用数据分析以检测感兴趣解剖物体或区域(例如二尖瓣)。
217.然后可以如上所述(使用其余启用的声音传感器)实施朝向所识别的感兴趣区域的声音感测的定位或转向，例如基于在声音传感器的阵列处接收到的声音信号的适当处理。
218.通过在本发明的不同示例中可能的各种实施选项的概要，图8和图9示出了概述根据各种可能实施例的工作流程的流程图。图8概述了与肋骨位置的检测以及基于热点检测的局部解剖位置的识别相对应的步骤。图9概述了与使用超声成像或声学听诊的基于所识别的解剖位置的后续心脏检查步骤相对应的步骤。
219.以图8开始，部分a的步骤涉及检测和映射对象的肋骨位置。部分b的步骤涉及识别所生成的强度分布内的热点并将这些与对应的解剖位置相关联。
220.部分a包括首先选择要用于执行位置检测的模态：单独使用声音传感器(麦克风)的阵列并且使用心脏声音、呼吸声音和/或语音声音作为目标声音信号，或使用声音传感器的阵列结合专用声音生成器(扬声器)。上面详细讨论了这些选项中的每一个。
221.对于单独的麦克风阵列，可以使用或不使用发声声音。在任一种情况下，处理在声音传感器的阵列的每个行处接收的强度信号，并且将信号落在针对强度定义的低阈值之下的那些行分类为肋骨对准的。其他行被分类为肋间空间对准的。
222.在麦克风阵列与声音生成器一起使用的情况下，替代地，处理声音传感器的阵列，并且将信号落在强度的定义的高阈值之上的那些行分类为肋骨对准的。其他行被分类为肋间空间对准的。
223.可以生成信号强度图或绘图。
224.可以分析来自阵列或跨强度绘图的信号，并且所识别的肋间空间从上到下连续编号。这可以基于连接成分分析(分析强度图内的连接像素)。上面详细地概述了该流程的示例。
225.部分b包括使用检测到的肋骨和肋间空间位置来生成肋骨的图。在此之后，控制器24停用阵列中的被分类为肋骨对准的那些行和/或启用被分类为肋间空间对准的那些行。
226.在此之后，部分b包括检测所生成的强度图内的特定解剖位置。这些位置随后可以用于定向地聚焦声学或超声信号以用于心脏检查。
227.可以使用声音传感器(麦克风)的阵列或使用超声(“u/s”)声学地完成检测解剖位置。在使用声音传感器的情况下，通过识别具有落在整个分布内的最大检测强度的定义最小百分比之上的强度的区域而在声音信号强度图中检测热点。上面详细描述了该过程。在使用超声的情况下，可以使用图像处理，包括例如分割或其他图像分析技术的使用，并且检测扫描仪区域中的关键标志。
228.基于检测到的声学信号热点或超声检测到的标志，确定对应于这些检测到的点的感兴趣解剖区域(roi)。
229.图9示出了用于基于所生成的信号到所识别的roi上的转向或聚焦来执行心脏检查的步骤。心脏检查可以采用不同的模态：用于执行听诊的声音传感器(麦克风)或用于执行超声成像的超声换能器。在执行听诊的情况下，声音传感器的阵列朝向所识别的roi被定向地调谐或聚焦。上面参考图7描述了用于实现方向性声音拾取的流程。在使用超声(“u/s”)的情况下，波束形成可以被用于朝向所识别的roi转向超声波束。
230.然后可以分析所获得的检查结果，并且继续该流程直到所有roi已经被检查或成像。
231.根据一个或多个实施例，如上述实施例中所描述的，可以生成肋骨和/或肋间空间位置的图，并且如上面所描述的，进一步识别局部解剖感兴趣区域(roi)。这些可以例如通
过检测声音强度图中的热点来检测。
232.根据一组实施例，生成的肋骨位置图映射和检测到的roi位置可以被传递到操作地耦合的虚拟现实或增强现实头戴式受话器设备，并且在设备的显示区上生成图和roi位置的视觉表示。例如，头戴式受话器可以由用户佩戴。
233.头戴式受话器可以包括由用户佩戴的半透明护目镜或眼镜单元。该头戴式受话器设备可以被配置为当用户通过头戴式受话器设备观看患者的胸部区时(即，增强现实)，将所生成的肋骨位置图和roi位置叠加到对象的胸部上。该叠加的胸部图可以被用于辅助超声探头放置以用于准确测量。
234.头戴式受话器可以由在装置的正确放置方面几乎没有技能的无经验的用户使用。可以由对象佩戴头戴式受话器以用于帮助他们将感测装置定位在他们自己的胸部上。然后，医生或其他临床医师可以远程控制准确定位的装置以执行期望的检查或一组检查。医生可以例如远程地选择要检查的roi和/或要使用的模态(听诊或超声)，并且分析所获得的结果。
235.通过进一步的总结，下面的表1列出了根据上面讨论的各种实施例的各种不同的事实选项。
236.237.[0238][0239]
表1
[0240]
表2示出了用于执行对象的心脏检查的不同模态模式以及用于引导模态的转向的各种控制选项。
[0241][0242]
表2
[0243]
上面已经描述了各种实施例，其包括声音传感器的布置，所述声音传感器的所述布置具有被归类为肋骨对准或肋间空间对准的多个传感器子集。
[0244]
根据本发明的第二主要组实施例，该装置可以包括仅单个声音传感器的布置或声音传感器的小片块，并且该装置适于在使用中手动移动到对象胸部上的不同位置，以在跨胸部的不同接收位置处采集声音信号。因此，此处，声音信号在多个不同的位置处被记录，但是使用单个可移动传感器或传感器阵列顺序地捕获，每个信号由相同的传感器或传感器阵列捕获。然后在控制器处接收对应于不同接收位置的该组顺序采集的信号。控制器根据上述处理程序中的一个或多个来处理信号，以基于在相应位置处接收到的声音信号的强度将不同位置中的每一个分类为肋骨对准的或肋间空间对准的。
[0245]
可以重建这样的一系列顺序声音测量，以提供与可以利用声音传感器的阵列实现的肋骨位置的检测等效的肋骨位置的检测。如果跨对象的胸部进行足够的声音测量(例如随机测量)，则可以进行肋骨的良好映射。在此之后，声音感测的定位也可以以准顺序方式
来执行。例如，可以在所有位置处在所有感测方向上执行声音感测，存储信号，并且然后基于所导出的肋骨位置的映射，仅保留与胸部内的期望转向或定位方向相对应的信号。其他可以被摒弃。
[0246]
根据本发明的又一方面的示例提供了一种用于感测对象的胸部内的肋骨的位置的声学感测方法。
[0247]
在图10中以方框图形式示出了示例声学感测方法60。方法60包括使用一个或多个声音传感器18的布置16在跨对象的胸部的多个不同位置处接收62声音信号。方法60还包括处理64在多个不同位置处接收到的声音信号，以基于在该位置处接收到的声音信号的强度来将每个位置分类为肋骨对准的或肋间空间对准的。识别信号强度分布内的一个或多个声音强度热点以定位对象的胸部内的一个或多个感兴趣解剖物体或区域。
[0248]
在特定的示例中，该方法可以包括在声音传感器的布置处接收声音信号，该布置被放置在对象的胸部上，并且该布置包括多个子集；并且处理在声音传感器的布置处接收到的声音信号以基于在每个子集处接收到的声音信号的强度将该布置的每个子集分类为肋骨对准或肋间空间对准。
[0249]
该布置可以包括多个行，并且其中，子集是布置的个体行，或例如个体行的部分。
[0250]
可以根据上面针对本发明的装置方面(即，感测装置方面)提供的解释和描述来理解和解读上述步骤中的每一个的实施选项和细节。
[0251]
上面关于本发明的装置方面(关于感测装置)描述的示例、选项或实施例特征或细节中的任一个可以经适当的修改后应用或组合或包含到本发明的本方法方面中。
[0252]
如上所述，实施例利用控制器24。控制器可以利用软件和/或硬件以多种方式实施，以执行所需的各种功能。处理器是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，所述一个或多个微处理器可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行所需的功能。然而，控制器可以在采用或不采用处理器的情况下实施，并且还可以实施为执行一些功能的专用硬件和处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合以执行其他功能。
[0253]
可以在本公开的各种实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(asic)和现场可编程门阵列(fpga)。
[0254]
在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质相关联，诸如易失性和非易失性计算机存储器，诸如ram、prom、eprom和eeprom。存储介质可以编码有一个或多个程序，当在一个或多个处理器和/或控制器上运行时，所述程序执行所需的功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可运送的，使得存储在其上的一个或多个程序可以加载到处理器或控制器中。
[0255]
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求中所记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。如果上面讨论了计算机程序，则其可以存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光存储介质或固态介质，但其也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线电信系统分布。如果在权利要求或说明书中使用术语“适于”，则应注意术语“适于”旨在等效于术语“被配置
为”。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。