电子听诊器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2012年12月3日提交的美国申请61/732, 788 号的利益，并要求2013年11月8日提交的美国申请14/075,420号的优先权，其全文以引 用的方式并入本文中。
技术领域
[0002] 本发大体涉及医用听诊器。更具体地，本发明涉及电子听诊器系统和使用该系统 的方法，从而提供高品质的声音以及对用户更友好的界面，并降低医院中的交叉感染。
【背景技术】
[0003] 仅在美国，医院获得性感染每年造成多达90, 000人死亡，2百万人延长住院时间， 并且导致超过26亿美元的医疗成本。研宄发现，医院中多达90%的常规听诊器带有感染性 细菌。这对于重症监护病房中的病人来说是特别显著的。近期，许多医院在重症监护病房 放置廉价的可丢弃床边听诊器，以作为限制感染的病人至病人传播的方法。
[0004] 临床医生通常避免使用该廉价的床边听诊器，这是因为其低劣的声音品质和/或 因为将许多其他人或者已经使用过的听诊器放入其耳中而感到不适。相反，一些临床医生 或者使用他们自己的听诊器，这打破了隔离屏障，或者甚至更差，他们避免常规的听诊器检 查。
[0005] 但是，对于减少医院获得性感染的努力，已经大体上形成了不方便的装置的设计， 或者更重要的是，他们以声音品质的下降为代价。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个实施例提供了一种设备，它包含设于腔室内的声-电转换器 (transducer)，所述转换器被配置来生成代表声学振动的电子信号，其中所述腔室进一步 包含影响声音的钟状物（sound influencing bell)，它界定空腔以提供所述转换器和连接 至所述钟状物的外端的隔膜（diaphragm)之间的空气连通，其中所述隔膜被声学地与所述 转换器分离(或者所述隔膜被声学地连接至所述转换器）；所述设备还包含一个或多个通气 空气路径，其作为提供所述空腔和所述腔室的外部之间的空气连通的唯一方式，其中所述 空气路径被配置来限制通过所述空气路径的空气流动。
[0007] 在一个实施例中，提供了一种设备，它包含 设于腔室内的非接触声-电转换器，所述转换器被配置来生成代表声学振动的电子信 号； 形成为所述腔室的一部分的影响声音的钟状物； 连接至所述钟状物的外端的隔膜，所述钟状物界定空腔以提供所述转换器和所述隔膜 之间的空气连通，其中所述隔膜通过所述空气连通被声学地连接至所述转换器。在另一个 实施例中，所述设备进一步包含一个或多个通气空气路径，其作为提供所述空腔和所述腔 室的外部之间的空气连通的唯一方式，其中所述空气路径被配置来限制通过所述空气路径 的空气流动。
[0008] 在一个方面，所述空气路径的至少一部分的横截面积小于约6 _2。在一个方面， 所述横截面积大于约0.5 mm2。在一些方面，所述横截面积是约I mm2和约5 mm2之间。
[0009] 在一个方面，所述横截面积是可调节的。在另一个方面，所述空气路径是回旋状的 (convoluted)。
[0010] 在一个方面，所述转换器包含麦克风。在另一个方面，所述转换器包含电磁隔膜。
[0011] 在一个方面，所述设备进一步包含线缆，用于将所述转换器连接至外部装置。在一 个方面，所述外部装置是扬声器或电子屏幕。
[0012] 在一个方面，所述设备进一步包含无线传输器，用于传输由所述转换器生成的电 子信号。在一个方面，所述无线传输器是蓝牙或近场通信（NFC)传输器。
[0013] 在一个方面，所述设备进一步包含柔性材料，用于将所述转换器粘附在所述腔室 内并将所述转换器与所述腔室的其他部分隔开。
[0014] 在一个方面，所述设备进一步包含封装程序代码的装置，以提供反馈消除。
【附图说明】
[0015] 参照以下说明、附属的权利要求书、以及附图，将更理解本发明的这些和其他特 征、方面和优点，附图中： 图1显示了根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头（Pick-up head)的示意性 透视图。
[0016] 图2显示了根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头的示意性侧视图。
[0017] 图3示出了可以被组装来制造根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头的 每个部件。
[0018] 图4示出了适于制备根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头的回旋状的 空气路径。
[0019] 图5示出了具有扬声器和显示器的外部单元，用于与根据本发明的一个实施例的 电子听诊器拾取头一起使用。
[0020] 图6显示的图示出了安装在根据本发明的一个实施例的电子听诊器拾取头内的 管的效果。
[0021] 图7显不的图不出了不同大小的通气面积在麦克风响应方面对根据本发明的一 个实施例的电子听诊器拾取头的影响。
[0022] 图8显示的图示出了不同大小的通气面积在环境噪声采集方面对根据本发明的 一个实施例的电子听诊器拾取头的影响。
【具体实施方式】
[0023] 在一个实施例中，本发明提供了包含拾取头和单独的监控系统的电子听诊器。所 述拾取头可以被用在患者的身体表面上，以采集振动并将其转换成电子信号，该信号然后 通过线缆或无线地被传输至监控系统。所述监控系统然后可以将该振动可视地显示并/或 将该振动作为声音信号例如通过扬声器或耳机播放。这种设计可以避免或减少由相同的临 床医生诊看的患者之间的交叉感染，因为每个患者可以具有单独的拾取头。
[0024] 进一步地，在一个实施例中，本发明的拾取头的设计可以降低环境噪声并增强对 信号的灵敏度。在一个方面，所述拾取头包含置于拾取头的腔室内的麦克风，它与拾取头上 的隔膜声学地分离，其用于从患者拾取振动。
[0025] 在另一个方面，拾取头的腔室包含空气路径(通气)，它允许腔室的内部(麦克风） 和外部之间的空气连通。所述空气路径被适当地选择来限制空气流动，以增强信号拾取并 降低环境噪声。例如，已经发现，当通气面积是约1 _2和6 _2之间时，得到最好的结果。 不仅仅是尺寸，空气路径的形状和长度也可以被调节来实现这样的结果，其将在下文进一 步描述。
[0026] 听诊腔室的通气对于防止麦克风遭受太大压力并剪断（clip)声音来说是重要的， 它可以显著地影响质量。问题是，一旦空气空间是通气的，它对将被麦克风拾取的环境噪声 提供了直接的路径。已经发现，通过引入回旋状的空气路径(例如环绕松开的螺栓的螺纹)， 本发明能够得到正确的麦克风灵敏度而同时消除环境噪声。这样的螺栓设置进一步地能够 允许通气的简单调节。如这里所示，可以在不同的设置下需要不同的通气，以实现最好的结 果。
[0027] 还测试了麦克风在听诊件（auscultation piece)内的位置。在一个方面，使用了 "非接触"麦克风，其中麦克风可以置于沿着传统音频路径的任何地方。本文使用的术语"非 接触"指不通过直接接触振动源来生成电子信号的麦克风；相反地，该振动是通过空气被传 输至麦克风的。已经意外地发现，当麦克风被置于远在听诊器管的8'区段的末端时，听诊 声音的非常高质量的再现是可能的。但是，该定位创造了大的表面面积，它能够传送环境噪 声和管碰撞的偶然声音。通过将麦克风置于听诊件内，减少了空气空腔的表面面积，因此该 设置降低了环境噪声和接触噪声到达麦克风的机会。
[0028] 可以通过采取降噪麦克风来实现拾取头质量的进一步提升。这种麦克风可以减少 环境噪声的影响。"降噪(消除噪声)"麦克风在麦克风主体的背部具有小孔，它使得远场声 压能够作用于转换器主体的两侧，有效地消除来自声学信号的影响。可以注意到，这些类型 的麦克风依赖于被动的噪声消除，而非在耳机中使用的主动噪声消除技术。
[0029] 另一个考虑的特征是消除反馈噪声。由于听诊件麦克风与基站扬声器的接近度， 常规系统能够生成非常大量的反馈。为了解决该问题，可以采用以下措施。
[0030] 首先，可以使用反馈消除硬件。在这个方面，可以使用陷波滤波器（notch filter)，它可以以l/60th的倍频精度调节，并且能够调节带宽以减弱引起反馈的特定频 率。这可以使用现成的（off-the-shelf)声音处理硬件来实现。除了反馈消除硬件之外， 可以使用低通滤波器来消除高频声音，它不提供诊断价值。这使得能够减少需要陷波滤波 的反馈频率的数量。
[0031] 另一个方法涉及"麦克风启动"按钮的使用。大多数反馈发生在隔膜暴露至环境 空气(不在皮肤上）的时候。通过"麦克风启动"按钮，在隔膜没有被应用至皮肤时，通过释 放启动按钮，用户可以容易地使系统静音。这可以显著地提高在听到反馈之前能够实现的 放大水平。
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