增强型听诊器装置及方法制造方法及图纸

提供了一种增强型听诊器装置和用于操作增强型听诊器的方法。增强型听诊器装置通常通过提供听诊器传感器、超声传感器和其它传感器来操作，以获得关于受试者的一系列测量。该系列测量可以被相关，诸如通过机器学习，以提取临床相关信息。还描述了用于通过使音频信号与超声信号相干扰而进行超声波束控制的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】增强型听诊器装置及方法交叉引用本申请要求2016年8月17日提交的标题为“Enhancedstethoscopedevice,method,andplatformformeasurementofphysiology”的第62/376,300号美国临时申请的权益，该申请为了所有目的通过引用以其整体并入本文。背景传统的听诊器在医疗护理链中被普遍使用。然而，孤立地，传统的听诊器仅有评估呼吸和心率的能力；当听诊器与血压计结合使用时，血压测量是可能的。传统的听诊器头包含隔膜，其机械地放大0.01Hz到3kHz范围内的音频信号。对于医疗用途，操作者将听诊器的头临近正在观察的现象固定(例如，抵靠胸部固定以测量呼吸)。隔膜将耦合到听诊器头中的声音从器件(诸如心脏或肺)发送到一组耳件中。然后操作者解释这个声音并且手动记录这次测量结果。研究表明，这些测量结果对于操作者的培训水平以及进行测量的音频环境有很强的依赖性。电子听诊器试图解决传统的听诊器在诸如急诊室等嘈杂环境方面的局限性。电子听诊器将入射到隔膜上的机械振动转换成电子信号，该电子信号可以容易地放大并且发送到操作者佩戴的耳机。然而，仍然需要人类操作者来解释音频信号进而推导出生理参数，诸如心率和呼吸率。相比之下，超声成像装备已经被开发以自动化这种数据收集和解释中的一些。例如，超声成像器可以从记录的图像或多普勒超声中提取成人或胎儿的心率。这些成像器测量穿透身体内组织且从身体内组织反射出来的高频率回声。已经策划了许多策略来调制声音的频率，以使用这些超声仪器执行断层摄影。例如，高频率在较浅的深度(例如，皮下组织、肺、脉管系统)处产生较高分辨率的图像，而低频率在较深的深度(例如，内脏器官)处产生较低分辨率的图像。超声用于各种诊断成像目的，包括感染、创伤、肠梗阻、心脏疾病、妊娠分期和胎儿健康的检查和监测。尽管超声的多功能性将使超声成为特别有效的工具，用于在定点照护医疗中、在发展中国家中、在野外探险中和在太空飞行中使用，但超声装备的通常高的成本、功率要求和尺寸阻碍了其对于许多情况的采用。此外，与听诊器不同，目前的超声成像器需要大量的培训来使用，但仍然遭受很大的操作者间的差异性。这些限制允许超声扩增但不允许取代听诊器。概述由于听诊器和超声系统提供的补充诊断信息，存在对兼利用这两种技术的系统和方法的需要。理想地，这样的系统和方法还将测量和结合关于生理参数的信息，诸如心率、血压、体温、呼吸率或SpO2(血红蛋白与O2的饱和度)。本文所描述的系统和方法一般涉及提供由医疗专业人员通常使用的听诊器的增强型功能的听诊器。一种增强型听诊器装置和用于操作增强型听诊器的方法被提供。增强型听诊器装置通常通过提供听诊器传感器、超声传感器和其它传感器来操作，以获得关于受试者的一系列测量。该系列测量可以被相关，诸如通过机器学习，以提取临床相关信息。还描述了用于通过使音频信号与超声信号相干扰进行超声波束控制的系统和方法。在第一广义方面中，听诊器装置可以包括听诊器头。音频头可以包括机械隔膜。机械隔膜可以从对象接收听诊器音频信号。听诊器装置还可以包括第一超声换能器。第一超声换能器可以以第一频率向对象发送第一所发送的超声成像信号，并且以第一频率从对象接收第一所接收的超声成像信号。听诊器装置还可以包括第二超声换能器。第二超声换能器可以以不同于第一频率的第二频率向对象发送第二所发送的超声成像信号，并且以第二频率从对象接收第二所接收的超声成像信号。第一超声成像换能器和第二超声成像换能器可以彼此同时发送和接收。第一所发送的超声成像信号的频率可以选自由以下项组成的组：100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、650kHz、700kHz、800kHz、850kHz、900kHz、1MHz、2MHz、3MHz、5.5MHz、6MHz、8MHz和11MHz。第二所发送的超声成像信号的频率可以在0.5Mhz-30MHz的频率范围内。第一所接收的超声成像信号的频率可以选自由以下项组成的组：100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、650kHz、700kHz、800kHz、850kHz、900kHz、1MHz、2MHz、3MHz、5.5MHz、6MHz、8MHz和11MHz。第二所接收的超声成像信号的频率可以在0.5Mhz-30MHz的频率范围内。第一所发送的超声成像信号的频率可以在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且第二所发送的超声成像信号的频率可以在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且可以不同于第一所发送的超声成像信号的频率。第一所接收的超声成像信号的频率可以在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且第二所接收的超声成像信号的频率可以在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且可以不同于第一所接收的超声成像信号的频率。第一所接收的超声成像信号可以通过第二所接收的超声成像信号归一化。第一超声换能器可以包括选自由以下项组成的组的元件：锆钛酸铅(PZT)元件、聚偏二氟乙烯(PVDF)元件、压电微机械超声换能器(PMUT)元件和电容式微机械超声换能器(CMUT)元件。第二超声换能器可以包括选自由以下项组成的组的元件：PZT元件、PVDF元件、PMUT元件和CMUT元件。第一超声换能器可以具有与至少一个其它超声成像传感器的带宽部分地重叠的带宽。听诊器装置可以包括联接到听诊器头、第一超声换能器和第二超声换能器中的一个或更多个的壳体。听诊器头、第一超声换能器和第二超声换能器中的一个或更多个可以可拆卸地联接到壳体。听诊器头、第一超声换能器和第二超声换能器中的一个或更多个可以物理地联接到壳体。听诊器头、第一超声换能器和第二超声换能器中的一个或更多个可以功能性地联接到壳体。听诊器装置还可以包括用于检测非听诊器非超声信号的非听诊器非超声传感器。非听诊器非超声传感器可以选自由以下项组成的组：非听诊器音频传感器、温度传感器、光学传感器、电传感器和电化学传感器。非听诊器非超声传感器可以被配置成检测源自由以下项组成的组的信号：体温、呼吸率、呼吸质量、呼吸病理、血压水平、血糖浓度水平、血气浓度水平和血氧饱和度(spO2)水平。听诊器头可以功能性地联接到第一超声换能器和第二超声换能器。听诊器装置可以包括电池。听诊器装置可以包括用于接收电功率的功率连接器。听诊器装置可以包括用于接收电功率的感应功率线圈。听诊器装置可以包括用于发送和接收数据的感应功率线圈。听诊器装置可以包括控制器，该控制器用于以听诊器模式、超声成像模式或非听诊器非超声模式中的一种或更多种操作该装置。控制器可以包括用户界面。用户界面可以被配置成基于听诊器信号、超声信号或非听诊器非超声信号给用户提供反馈。用户界面可以包括触摸屏装置。听诊器装置可以包括无线联网模态。无线联网模态可以被配置成将听诊器音频信号、所接收的超声信号或非听诊器非超声信号传送到外围装置。听诊器装置可以包括麦克风和扬声器。麦克风和扬声器可以使增强型听诊器装置的操作者和增强型听诊器装置之间能够通信。在第二广义方面中，听诊器装置可以包括听诊器头。听诊器头可以包括机械隔膜。机械隔膜可以从对象接收听诊器音频信号。听诊器装置还可以包括超声换能器。超声换能器可以向对象发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种听诊器装置，包括：听诊器头，所述听诊器头包括用于从对象接收听诊器音频信号的机械隔膜；第一超声换能器，所述第一超声换能器用于以第一频率向所述对象发送第一所发送的超声成像信号，并且以所述第一频率从所述对象接收第一所接收的超声成像信号；和第二超声换能器，所述第二超声换能器用于以不同于所述第一频率的第二频率向所述对象发送第二所发送的超声成像信号，并且以所述第二频率从所述对象接收第二所接收的超声成像信号，其中所述第一超声换能器和所述第二超声换能器彼此同时发送和接收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.17 US 62/376,3001.一种听诊器装置，包括：听诊器头，所述听诊器头包括用于从对象接收听诊器音频信号的机械隔膜；第一超声换能器，所述第一超声换能器用于以第一频率向所述对象发送第一所发送的超声成像信号，并且以所述第一频率从所述对象接收第一所接收的超声成像信号；和第二超声换能器，所述第二超声换能器用于以不同于所述第一频率的第二频率向所述对象发送第二所发送的超声成像信号，并且以所述第二频率从所述对象接收第二所接收的超声成像信号，其中所述第一超声换能器和所述第二超声换能器彼此同时发送和接收。2.根据权利要求1所述的听诊器装置，其中，所述第一所发送的超声成像信号的频率选自由以下项组成的组：100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、650kHz、700kHz、800kHz、850kHz、900kHz、1MHz、2MHz、3MHz、5.5MHz、6MHz、8MHz和11MHz；并且所述第二所发送的超声成像信号的频率在0.5Mhz-30MHz的频率范围内。3.根据权利要求1或2中任一项所述的听诊器装置，其中，所述第一所接收的超声成像信号的频率选自由以下项组成的组：100kHz、200kHz、300kHz、400kHz、500kHz、650kHz、700kHz、800kHz、850kHz、900kHz、1MHz、2MHz、3MHz、5.5MHz、6MHz、8MHz和11MHz；并且所述第二所接收的超声成像信号的频率在0.5Mhz-30MHz的频率范围内。4.根据权利要求1-3中任一项所述的听诊器装置，其中，所述第一所发送的超声成像信号的频率在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且所述第二所发送的超声成像信号的频率在0.5MHz-30MHz的频率范围内并且不同于所述第一所发送的超声成像信号的频率。5.根据权利要求1-4中任一项所述的听诊器装置，其中，所述第一所接收的超声成像信号的频率在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且所述第二所接收的超声成像信号的频率在0.5MHz-30MHz的频率范围内并且不同于所述第一所接收的超声成像信号的频率。6.根据权利要求1-5中任一项所述的听诊器装置，其中，所述第一所接收的超声成像信号通过所述第二所接收的超声成像信号归一化。7.根据权利要求1-6中任一项所述的听诊器装置，其中，所述第一所接收的超声成像信号的频率在0.5MHz-30MHz的频率范围内，并且所述第二所接收的超声成像信号的频率在0.5MHz-30MHz的频率范围内并且不同于所述第一所接收的超声成像信号的频率。8.根据权利要求1-7中任一项所述的听诊器装置，其中，所述第一超声换能器包括选自由以下项组成的组的元件：锆钛酸铅(PZT)元件、聚偏二氟乙烯(PVDF)元件、压电微机械超声换能器(PMUT)元件和电容式微机械超声换能器(CMUT)元件；并且所述第二超声换能器包括选自由以下项组成的组的元件：PZT元件、PVDF元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿迪蒂亚·拉贾戈帕，阿莱娜·安·布林利·拉贾戈帕，
申请(专利权)人：加州理工学院，
类型：发明
国别省市：美国,US