[發明專利]用于監測生理過程的次聲聽診器

有效

• 申請號: 201580065742.5
• 申請日: 2015-03-17
• 公開（公告）號: CN107205716B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: A.J.祖克瓦;Q.A.沙姆斯;A.L.迪馬坎托尼奧
• 申請（專利權）人: 美國國家航空航天局
• 主分類號: A61B7/02
• 分類號: A61B7/02;A61B7/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐紅燕;鄭冀之

用于監測患者的生理過程的次聲聽診器包括能夠檢測在可聽頻率帶寬中和在次聲帶寬中（0.03至1000赫茲）的聲信號的擴音器、在擴音器的第一開口處被附著到主體的主體聯結器、在擴音器中的第二開口處被附著到主體的柔性管以及被附著到柔性管的耳承。主體聯結器能夠與患者銜接以將來自人的聲音傳輸到擴音器并然后傳輸到耳承。

相關申請的交叉引用

本申請要求2015年3月16日提交的美國非臨時專利申請序號14/658,584的權益和優先權，該專利申請要求2014年10月2日提交的美國臨時專利申請序號62/058,794的權益和優先權，其內容被整體地通過引用結合到本文中。

關于聯邦贊助研究或開發的聲明

本文中所述的發明是在根據NASA合同的工作的執行中且由美國政府的雇員完成的，并且服從國際公法96-517（35 U.S.C.§202）的規定，并且可以由政府出于政府目的在沒有任何皇室對本發明的支付的情況下制造和使用或者用于政府。根據35 U.S.C.§202，立約人選擇不保留權利。

技術領域

本公開涉及用于監測生理過程的次聲聽診器（或“次聲聽診器（infrascope）”），并且特別地涉及無線次聲聽診器。

背景技術

在20赫茲以下頻率下的聲音被稱為“次聲”。次聲的特別有利的性質是其以很少的衰減在長距離內的傳播。次聲具有此性質，因為大氣吸收在次聲頻率下實際上是可忽略的，并且因為在同溫層中存在聲學“天花板”，其中，聲速對比高度的正梯度促使次聲射線返回到地球的反射，所以次聲在長距離（例如，數千公里）內的傳播主要由于來自大氣層中的上層的折射大氣干擾，而在短距離內的傳播是通過直接路徑完成的。

通過不同人類和動物組織的聲音的密度、聲阻抗以及速度根據聽診的位置而改變。當聲信號穿過組織層時，原始信號的振幅隨著聲信號源的深度而被更多地衰減。衰減（即能量損失）可能是由于不同組織的界面處的吸收、反射以及散射而引起的。衰減程度還取決于聲波的頻率及其行進的距離。一般而言，高頻聲信號與高衰減相關聯，因此限制了組織穿透，但是較低頻率不具有衰減問題，因此為醫生提供心臟性能的更好的理解。心臟信號的超過60%功率譜密度落在次聲帶寬中。從不同的人類器官（諸如心臟）檢測到的低頻聲信號對于醫生監測心臟和肺而言很有價值。

擴音器和聽診器經常被醫生用在檢測聲音以便監測生理狀況中。心音描記術在超過75年來已被用于監測心搏以及檢測流過心臟的血液的可聽聲音。這些生理狀況監測器被直接地耦合到人的身體，并且通過偵聽或通過記錄某些帶寬中的信號來測量過程。在從1/10赫茲到500赫茲的不同頻率帶寬中反映諸如呼吸和心臟活動之類的生理過程。其它聽診器只能監測可聽頻率帶寬，而不能監測在20 Hz以下的次聲頻率。在20 Hz以下的低頻聲信號不是可聽的，但是可以向醫生提供有用信息。

在正常心臟內部，存在四個腔室，即：右心房、左心房、右心室以及左心室。心臟的功能是保持血液在單向方向上流動。當瓣膜打開時，瓣膜讓適當量的血液通過，并且然后閉合以防止血液在搏動之間倒流。任何患者的心臟狀態的容易且相對廉價的評定可以用胸腔中的聲音來確定。良好聽診的關鍵在于低音和高音聲音。隨著心臟搏動，血液通過三尖瓣從右心房流入右心室。

血液然后通過肺動脈瓣（有時也稱為半月瓣）流向肺以獲取適當量的氧氣。血液從肺流回到左心房并通過二尖瓣進入左心室。血液然后通過主動脈瓣被泵送到主動脈，并且出去到達身體的其余部分，為身體細胞提供氧氣和營養。全部的四個腔室（右心房、右心室、左心房以及左心室）必須剛好在正確的時間收縮以便使正常心臟適當地運轉。適當的定時由心臟的電路徑協調。電信號由竇房結（SA結）和房室結（AV結）產生。