(57)【要約】  聴診器として使用するための電子音声モニター、そのモニターを使用する信号処理及び信号の処理方法。音声モニターは振動を電気信号に変換するための少なくとも一つの変換器（２１７；７０１，７０２）、ろ波手段（７０５）、Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換手段（７０７，７１５）、増幅手段（７０３，７０４，７０６，７１６）、処理手段（７０８）、電気信号を音声に変換するための少なくとも一つの変換器（２１４）が配置されている音声室（２１５）、及び前記音声室中に開口している音声通路（２１２）を含み、前記音声通路が音声通路を周辺空気と連結する開口（２１８）を通して音声室（２１４）からの音声を伝達するように適応されている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴診器として使用するための電子音声モニターであって、それが振動を電気信号に変換するための少なくとも一つの変換器（２１７；７０１，７０２）、ろ波手段（７０５）、Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換手段（７０７，７１５）、増幅手段（７０３，７０４，７０６，７１６）、処理手段（７０８）、電気信号を音声に変換するための少なくとも一つの変換器（２１４）が配置されている音声室（２１５）、及び前記音声室中に開口する音声通路（２１２）を含み、前記音声通路が音声通路を周辺空気と連結する開口（２１８）を通して音声室（２１４）からの音声を伝達するように適応されていることを特徴とする電子音声モニター。
【請求項２】
振動を電気信号に変換するための変換器（２１７；７０１，７０２）がモニターの振動収集構造（２１０）内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子音声モニター。
【請求項３】
モニターの振動収集構造（２１０）がベル形状をしていることを特徴とする請求項２に記載の電子音声モニター。
【請求項４】
モニターの振動収集構造（２１０）が略円筒状の形のものであることを特徴とする請求項２に記載の電子音声モニター。
【請求項５】
振動を電気信号に変換するための変換器（２１７；７０１，７０２）がモニターの振動収集構造（２１０）内に配置されたクッション内に封入されており、前記クッションが人間の身体に対して押圧されるように適応されていることを特徴とする請求項３または４に記載の電子音声モニター。
【請求項６】
振動を電気信号に変換するための変換器（２１７；７０１，７０２）がモニターのベル形状部（２１０）内に配置された内部ベル形状部内に吊り下げられ、かつ人間の身体に対して押圧されるように適応されていることを特徴とする請求項３に記載の電子音声モニター。
【請求項７】
音声室（２１５）が単独で音声通路（２１２）に通じており、のど状部、室、及び通路の組合せがホーン効果を生成するように設計されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項８】
音声室（２１５）が音声通路（２１２）に通じ、かつまた周辺空気への直接開口を有し、更にラウドスピーカーが直接的に放射するラウドスピーカーであり、のど状部と通路配置が低周波数を補強するように配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項９】
音声通路（２１２）ののど状部（２１８）が朝顔状に広がり、かつモニターの上方部（２１１）の開口で終わることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１０】
クッションが略０．６〜１．６ｃＰの範囲内の粘度を持つ流体で満たされていることを特徴とする請求項５または６〜８のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１１】
クッションが略４０〜２０００ｃＰの範囲内の粘度を持つゲルで満たされていることを特徴とする請求項５または６〜８のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１２】
ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムがアナログまたはデジタルドメイン中で捕捉された音声のピッチ変更を起こし、サンプリングされた音声を増大することにより初期出力持続時間を保持することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１３】
ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムがアナログまたはデジタルドメイン中で捕捉された音声のピッチ変更を起こし、初期出力持続時間を変更することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１４】
ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムが高周波数及び低周波数成分の相対相を調整することにより、実際のピッチを変更することなしにアナログまたはデジタルドメイン中で捕捉された音声の知覚されたピッチ変更を起こすことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１５】
ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムがリズム連続内で発生する部分の相対ボリュームを調整することにより、静かな音声が大きな音声により大きく覆い隠されないように大きな音声と静かな音声のアスペクトを変更することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１６】
ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムが身体の器官から一般的に発生するリズム連続を識別することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の電子音声モニター。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれかに記載の電子音声モニターの使用方法であって、ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムがアナログまたはデジタルドメイン中で捕捉された音声のピッチ変更を起こし、サンプリングされた音声を増大することにより初期出力持続時間を保持することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれかに記載の電気音声モニターの使用方法であって、ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムがアナログまたはデジタルドメイン中で捕捉された音声のピッチ変更を起こし、初期出力持続時間を変更することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１〜１６のいずれかに記載の電気音声モニターの使用方法であって、ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムが高周波数及び低周波数成分の相対相を調整することにより、実際のピッチを変更することなしにアナログまたはデジタルドメイン中で捕捉された音声の知覚されたピッチ変更を起こすことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１〜１６のいずれかに記載の電気音声モニターの使用方法であって、ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムがリズム連続内で発生する部分の相対ボリュームを調整することにより、静かな音声が大きな音声により大きく覆い隠されないように大きな音声と静かな音声のアスペクトを変更することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１〜１６のいずれかに記載の電気音声モニターの使用方法であって、ＣＰＵ（２１３）内で実行されるプログラムが身体の器官から一般的に発生するリズム連続を識別することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として聴診器として使用されることを意図された、胸部及び腹部器官のための音声モニターに関する。
【０００２】
以下の文章において、本発明を一般的な聴診器から区別するために、本発明は“音声モニター”として言及されるであろう。
【０００３】
本文章で使用されるかつ以下のものを包含することを意図された本発明の目的のための定義：
“振動変換器”とも呼ばれる“振動を電気信号に変換するための変換器”は例えばマイクロホン、圧電素子、及び圧電フィルムである。“電気信号を音に変換するための変換器”は例えばラウドスピーカーまたは均等物により例示される。
“収集構造”は振動変換器が内部に配置される構造、例えば突出したベル状のもの、開口端付き構造、本質的に円筒状の部材、または明細書中に記載された他の実施態様、に対して使用される。開口端付き構造は構造内にまたは構造の開口端に配置された膜またはクッションにより閉じられることができる。
【背景技術】
【０００４】
一般に使用される聴覚聴診器は１８１６年に医者のＬａｅｎｎｅｃにより発明された。それ以来、基本的な設計は変わっていない。通常の聴覚聴診器は膜で覆われたチェストピースを持ち、それは柔軟なチューブに連結され、このチューブはそれぞれがイヤーピースを持つ二つの部分に分割される。例えば鼓動心臓からの音がチェストピースにより捕らえられ、この音が聴診者、すなわち一般的に医者の耳に伝えられる。
【０００５】
従来の慣例では、医者は聴診器を患者に当て、医者により知覚された音に基づいた結論に到達するであろう。セカンドオピニオンを受けるために、別の医者が聴診器を当てることができかつ同じ音を聞くことができなければならないであろう。これは問題である−別の医者が存在しないかもしれないし、または他の医者が聴覚問題または周波数応答問題を持つかもしれない。
【０００６】
例えば心臓周期に関する様々な音を区別するために学生（単数または複数）に教えるとき、唯一人の人のみが一回で聞くことができるという教育時の別の問題が発生する。心臓の特定の事象に関連した特定の音を指摘する可能性がない。
【０００７】
従って、現在の聴覚設計の聴診器の持つ固有の問題は：
教育のために好ましくない設計、音の同時識別のための聴取が不可能である、異常が検出しにくくかつろ波が不可能であることである。雑音は増幅、ろ波及び分離なしには検出することが難しい。
【０００８】
診察時の聴取が容易でなく、かつ患者が聴取できないことが全工程を不可解にし、連絡及び説明をより困難にする。聴覚聴診器では、後での再生のために音を記憶することは実質的に不可能である。マイクロホン及び音を処理しかつ記憶するための手段がこの目的のために必要である。
【０００９】
聴覚聴診器では、生者の器官により作られた音は圧力波の形でチェストピースにより拾いあげられ、そこから柔軟な聴覚チューブに導かれ、このチューブは二つの聴覚導管に連続し、それらは各々イヤーピースで終わる。聴覚圧（音波）はチェストピースから導管を通ってそれぞれのイヤーピースに運ばれ、耳に作用して音を作るであろう。従って、聴診の成功は本質的に聴診器のみならず耳にも依存し、聴診者の知覚は工程の一部である。異なる人の聴取は当然に人々の間で異なり、また同じ人でも聴取は年齢と共に変化する。若い人が容易に知覚する音も年取った人には聞くことが全く不可能であるかもしれない。
【００１０】
伝統的に使用されるチェストピースは、人が身体音、例えば心音を聞くとき、彼は幾つかの場所で聞くことを望むかもしれないという更なる欠点を持つ。その理由は、音が異なる方向に異なって並進されること、または肺を聴取するとき医者は通常幾つかの全く密接した場所で聴取することかもしれないことでありうる。これは、チェストピースが動かされるときにそれが身体から離れるように持ち上げられ、新しい場所に降ろされることを意味する。チェストピースが持ち上げられる間、身体からの全ての音は遮断される。これは、チェストピースが持ち上げられるとき工程が断たれるので場所毎に聴取するために調整する幾つかの機会を医者に与える。
【００１１】
医師たちは主として聴覚聴診器の使用を通して聴診技術を学び、彼らの個々の聴覚性に基づいて正常及び異常な心臓及び肺の音及び他の生物学的音に関してのタイミングを聞くよう訓練される。
【００１２】
音声の増幅及びろ波を持つ電子聴診器は従来技術で既知である。かかる聴診器では、生物学的活性体からの音がマイクロホンにより拾い上げられ、信号はノイズ等を除去するなどのためろ波されることができる。ろ波はまた、その調査の焦点である器官とは別の器官から発出する信号を除去するために例えば選択的であるものとして示される。信号はその後、聴診器の導管でラウドスピーカーに送られる。かかる聴診器は公開されたＵＳ特許出願ＵＳ２００３／００７２４５７（２００４年４月１７日公開）から既知である。
【００１３】
イヤーピース、またはラウドスピーカー、記録手段等のような他の装置と連絡している手持ち型チェストピースを含む電子聴診器もまた、従来技術で既知である。
【００１４】
典型的には、従来技術は身体器官により発生された音の全域または全域近くを再生することができる変換器を必要とする。心音は一般的に１７〜５００Ｈｚの間隔内にある。関心のある重要な周波数は１７〜２００Ｈｚの間隔内にあり、より重要な音の幾つかは１７〜７０Ｈｚの間に見出される。小さなラウドスピーカー及び他の変換器はこの低い周波数範囲を再生するのに困難性を持ち、従って従来技術のイヤーピースの選択は自然である。
【発明の開示】
【００１５】
本発明の目的は、改善された機能性と設計を持つ以下“音声モニター”または“モニター”と呼ばれる電子聴診器である。
【００１６】
本発明の更なる目的は、日常業務時及び幾人かの聴取者がいるときの聴診時の強化されかつ使用が容易なツールを医者に与える電子音声モニターを提供することである。
【００１７】
本発明の更なる目的は、関心のある器官により発生された周波数を表すことができない小さなラウドスピーカーまたは他の電気から音声への変換器の使用を可能にすることである。更なる目的は、本発明によれば、これらの装置上で再生される音の周波数操作を含む発明された方法を通して解決される。この同じ方法は追加の用途を持つ。幾つかの例ではラウドスピーカーまたは音声変換器は一般的な人間の限界または聴取者の聴力の特定の欠陥のため聴取者により容易に聞き取れない音を表すことができる。この方法は以前は聞き取ることができなかった音を個人により適した範囲にもたらすことができる。
【００１８】
器官音の例は心臓雑音であることができる。これらの音は正常な心音に加えて発生することがありまたは正常な心音のアスペクトを置き換えることさえある。これらの雑音を検出または識別するために、音は本発明によれば関心のある音を識別するようにアスペクトで変更される。心臓のような身体の器官は予見しうる連続した音を持つ。これらの連続した音を識別する方法は例えば次の選択可能な選択肢を含むことができる：
・  関心のない部分を識別しかつ減少するために音をアナログまたはデジタル的に分析することによる心音または他の器官の既知の正常な連続した音の除去または減少。この特徴はそれ自身例えばＷＯ  ０２／３２３１３を通して既知である。
・  自動利得制御（ＡＧＣ）として通常記載されるアナログまたはデジタルドメインの標準的自動ボリューム制御。この目的は過負荷を防ぐ電子処理法により構成されることができるボリュームレベルを維持することである。
・  アナログまたはデジタルドメインの帯域通過、高域、及び低域ろ波器のような標準的ろ波技術。
・  信号の大きさを所定範囲に制限する圧縮技術として通常記載されるアナログまたはデジタルドメインの音の動的スケーリング。高レベル音のボリューム低下及び低レベル音のボリュームの増加。
・  所定範囲に渡って信号の大きさを増加する拡張技術として通常記載されるアナログまたはデジタルドメインの音の動的スケーリング。高レベル音のボリュームを低レベル音に比べて増加。
【００１９】
更に本発明によるモニターで使用されることができるこれらの方法に加えて、音のピッチに関する本発明による新しい方法が以下に説明されるであろう。
【００２０】
関心のある音を最も効果的にターゲットとするために聴取者により選択可能な上記の全ては単独でまたは組合せて使用されることができる。更に、処理方法は音操作を制御するパラメーターの自動調整を可能にする。これは器官音の性質の変化を追跡する最も効果的な出力を装置が維持することを可能にする。
【００２１】
これらの及び他の目的は音の持続時間及び相対的連続が保持されるように周波数がスケーリングされるように音を操作することにより達成される。それは音のタイミングが正しいが音の周波数が異なっていることを意味する。最終出力は初期信号に存在する周波数を含まないことさえありうる。その効果は小さなラウドスピーカーの使用を容易にする音が効果的にピッチを上げられることである。事実、ピッチが最低の器官音は大きなラウドスピーカーが使用されるときでさえ聞き取ることができない。従来技術による装置で小さなラウドスピーカーを使用するとき、低いピッチの音は事実上表されない。
【００２２】
本発明は聴診器として使用するための音声モニターを含み、それは振動を電気信号に変換するための少なくとも一つの変換器、ろ波手段、Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換手段、増幅手段、処理手段、電気信号を音に変換するための少なくとも一つの変換器が配置されている音声室、及び音声室中に開口している音声通路を含み、前記音声通路が音声通路を周囲空気と連結する開口を通して音声室からの音声を伝達するように適応されている。
【００２３】
振動を電気信号に変換するための変換器は振動収集構造内に配置されている。
【００２４】
本発明の更なる実施態様は“情報”が効果的にピッチを上げられ小さなラウドスピーカーの使用を容易にするように周波数がスケーリングされるように音声モニターにより拾われた音を操作することにある。これらの例は：
・  初期の出力持続時間を保持しながら、アナログまたはデジタルドメインの音のピッチ変更。より高いまたはより低いピッチにより聴取の効果を作る。
・  初期の出力持続時間を変更しながら、アナログまたはデジタルドメインの音のピッチ変更。これはより低い速度またはより高い速度で聴取の効果を作る。
【００２５】
本発明による更なる実施態様では、特別なタイプの信号処理が使用され、それは各音のタイミングが事実上合致するように情報をスケーリングするであろう。これは以下に述べられる本発明による方法の寄せ集め及び組合せを用いてなされる。
【００２６】
本発明のなお更なる実施態様では、チェストピースはチェストピースをいずれかのイヤーピースと直接連結するための聴覚チューブを持たない。電力増幅器が部屋内の多数の聴取者が選択された人間の器官音を経験させることができるように装置内に取付けられた小さなスピーカーを駆動するために使用される。この増幅器はイヤーホーンを駆動するために使用される出力よりずっと大きな出力を持つ。
【００２７】
しかし、イヤーピースが幾人かの聴取者への音声の分配のための共通装置に連結するために使用されることができる。共通装置に連結されたイヤーピースはまた、周辺ノイズを低レベルに保ち、それにより音の知覚を容易にするために使用されることができる。
【００２８】
図面の簡略説明
図面において同様な要素は同様な参照符号が与えられている：
図１は従来技術による一般的な聴診器を示す。
図２は本発明による音声モニターの図を示す。
図３は本発明による音声モニターの概略的側面図を示す。
図４は図３に示されたＡ−Ａに沿った本発明による音声モニターの断面を示す。
図５は図２に示されたＢ−Ｂに沿った本発明による音声モニターの断面を示す。
図６は音声室、音声通路及びのど状部の本発明による二つの実施態様を示す。
図７は本発明による装置の一例を示すブロックダイヤグラムである。
図８は本発明によるモニターの振動収集構造の更なる実施態様を示す。
図９ａ〜ｈは初期持続時間を維持しながら信号のピッチを変更するために本発明により採用される方法を示す。
図１０ａ〜ｂは本発明により処理された複合信号及び対応信号を示し、使用された“サンプリング”のタイプ及び信号の再構成もまた示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
説明のために、本発明は人間の心臓から発生する音のような身体音を聴取するのに使用するための従来技術による一般的な聴診器に関して説明されるであろう。かかる聴診器は図１に示されている。
【００３０】
図面にチェストピース１０１が見られ、それは柔軟な聴覚チューブ１０２に取付けられ、この聴覚チューブは二つの両耳用聴覚チューブ１０３，１０４に分割され、それぞれは取付けられたイヤーピース１０５，１０６を持つ。音はチェストピースにより拾い上げられ、音波として効果的に聴取者の耳中に伝達される。これは古いタイプの聴診器の代表的図である。より新しいタイプの聴診器では、音はチェストピースによってではなくマイクロホンにより拾い上げられる。このマイクロホンは柔軟な聴覚チューブの一部として、例えばチューブが両耳用に分割されるところに取付けられた小さな容器内に設置されることができる。この容器はマイクロホン、増幅器及びラウドスピーカーを含むことができる。この装置はアナログモードで作動し、簡単なろ波手段を有し、かつ記憶し半分の速度で再生する可能性を持つことができる。
【００３１】
伝統的に医者は音のどのような歪みも望まず、それは聴診器の概念を変えることへの妨げを与えている。
【００３２】
本発明の一実施態様によれば、図２〜４に示された音声モニターは上部２１１と下部２１０を含む。図２〜４中の参照番号は示された詳細に対し共通である。下部２１０、すなわち振動収集構造、はベルとも呼ばれる。この実施態様では、ベルの下方部に、クッションが身体と接触するように配置されている。代替実施態様では、ベルはベル２１０の内側に配置された更なるベル形状構造を持ち、その中に変換器、例えばマイクロホンが配置される。二つの装置は更に以下で説明されるであろう。更なる実施態様が図８に関して説明される。
【００３３】
上記で下部は図２〜４に関してベルと名付けられたが、この下部は更なる実施態様ではこの出願の目的のために振動から電気信号への変換器と呼ばれる例えばマイクロホンまたは圧電手段であることができる振動受容手段を含む突出または内蔵振動収集構造であることができる。
【００３４】
注目されるべきことは下部及び上部が示されるように図２の構成に関連することである。下部２１０は振動変換器及びそのための収集構造を含む。
【００３５】
記載された実施態様では、ベル形状下部２１０は液体充填クッションを含む。
【００３６】
図２には音声モニターの上部２１１が上から示されている。聴取始動／停止のためのボタン２０１、記録始動／停止のためのボタン２０２、スピーカー出口２０３、ボリューム制御器２０４、ＬＣＤディスプレイ２０５、ＩＲ口２０６、ヘッドホーン出口２０７、及びメニュー制御器２０８が示されている。これが概略図であること、及び音声モニターの設計が片手で容易に使用されるように適応されることができることは理解されるべきである。
【００３７】
図３には音声モニターは聴取始動／停止ボタン２０１（記録始動／停止ボタン２０２は図示せず）、ＩＲ口２０６、及びヘッドホーン出口２０７を持つ上部２１１を示す側面図で示されている。
【００３８】
図４には図３の線Ａ−Ａに略沿った音声モニターの上表面に平行な断面が示されている。この図にはラウドスピーカー２１４、ＣＰＵを持つ回路板２１３、音声通路２１２の一部、及び音声通路２１２ののど状部２１８が示されている。
【００３９】
図５には図３の線Ｂ−Ｂに沿った断面が示されており、ここでは上部２１１内にＬＣＤディスプレイ２０５、ＣＰＵを持つ回路板２１３、音声室２１５の配置、音声通路２１２、及びのど状部２１８がある。音声室２１５内にラウドスピーカー２１４が配置されている。この配置は図６に関して以下に更に述べられるであろう。
【００４０】
上部（２１１）には通路及び室（２１５）は低い周波数を強化するために示されるように配置されている。周波数が低いほど、通路は長くなければならない（ベースラウドスピーカーの寸法を高音スピーカーの寸法と比較されたい）。通路及び室を用いることは低い周波数の音が拡大されるのみならず方向的に集中されることも確実とする。低い周波数の音は広がり、一方で高いピッチの音は指向性である。
【００４１】
聴覚聴診器ではチェストピースにより拾い上げられた音が耳（すなわち比較的閉じられた空間）に直接送出されるのでこの問題は存在しないことが指摘される。
【００４２】
図６ａ及び６ｂに関して、のど状部、通路、及び室の配置の二つの実施態様が述べられるであろう。好適実施態様は図６ａに示されたものである。二つの図において同じ参照番号は対応する詳細に関連する。ラウドスピーカー、室、通路及びのど状部の配置は装置の性能に重要である。
【００４３】
装置の物理的限界は点線２２０により概略的に示されている。これは全通路２１２が通路の開口またはのど状部２１８を除き、装置内に封入されることを示すにすぎない。のど状部２１８から通路２１２の対向端部内に室２０９が位置されている。この室２０９内に小さなラウドスピーカー２１４が装置内で信号処理を受けた拾い上げた音を送出するために配置されている。
【００４４】
二つの実施態様はのど状部２１８及びラウドスピーカー２０９が幾らか異なって配置されている点で異なる。
【００４５】
図６ａによる実施態様では、ラウドスピーカーの完全な封入は装置ハウジング内のより少ない開口のためより容易な浄化を促進する。全体の配置が装置の物理的寸法内に収容されることができるために通路設計は曲がった経路に追従することができる。のど状部２１８の設計は朝顔状に広がったホーンを形成するように指数曲線を用いる。ここでは、のど状部、室、及び通路の組合せは最大の感度と指向性のためのホーン効果を生成するように設計される。従って、この配置は増大した指向性を持つ最高音声出力を提供する。
【００４６】
図６ｂによる実施態様では、設計は低音周波数の強化を提供する通路配置及びのど状部を持つ直接放射ラウドスピーカーを採用する。このタイプではのど状部は図６ａによる実施態様と比べてより狭い。のど状部、室及び通路の組合せはのど状部出力がスピーカーからの出力を増加するように設計されており、低い周波数を強化する。直接空気中への開口を通して放射する直接放射ラウドスピーカーは幾人かの聴取者が伴なうところでは有利でありうる音のより大きな分散を与える。従って、音はラウドスピーカーから直接的にかつまた音声通路を通して間接的に来る。
【００４７】
ボリューム制御ボタンは例えば親指を用いて操作されることができる。図示のように、二つのボタンは聴取等を操作するのに使用するために上部の前方に（一つは後側にあるので見えない）配置されている。音声モニターの機能性はラウドスピーカーが指の間に位置されるように聴診者がチェストピース／音声モニターを手の平に保持するように配置されることができる。親指はボリューム制御のために使用され、中指はオフ／オンボタンを制御する。
【００４８】
ベル形状下部２１０の底に配置されたクッションが身体に対して置かれ、オン／オフボタンが押されると、装置は“聴取活動（ａｃｔｉｖｅ  ｌｉｓｔｅｎｉｎｇ）”を始動する、すなわち音が拾い上げられ、音はラウドスピーカーを通して聞かれるであろう。聴取活動は期待される特定の音特徴を識別することを目的とする。いったん音が識別され／見出されたら、記録ボタンを中指で押すことにより記録が始動される。装置は身体から除去され、もう一度記録ボタンを中指で押すことにより最後に記録された音の繰返し再生が行われる。ここでは音は例えば用途に依存して使用者により決定される予め決められた時間にわたる音を意味している。再生のために記録された音を表す信号はろ波等を用いて処理されることができる。
【００４９】
クッションは好ましくは適当な媒体で満たされる。これは異なる媒体間で拾い上げられた音の変換時のレベル及び周波数の損失を減らすためになされる。聴覚聴診器では音は身体、通例流体を含む身体から来て、空気を通してピックアップ装置に伝達される（聴覚聴診器では音はチューブを通して耳に直接伝達されるので実際にはピックアップ装置はなく、耳がピックアップ装置である）。
【００５０】
本発明の一実施態様によれば、これは次の変換により置き換えられる：通例流体を含む身体から音は液体を通して伝達され、そこから振動収集構造及び振動変換器に伝達される。クッション中の液体のタイプに関しては、それは低粘度を持つ液体、例えばメタノールであることができる。高い範囲の粘度を持つ物質はより小さなノイズを与えるが、低い粘度はより良好な増幅を与えるかまたはむしろ音の損失は空気に比べたときより少ない。
【００５１】
しかし、代替的に高粘度液体またはゲルは高周波数の受信を意識的に削減するために採用されることができる。
【００５２】
本発明の一実施態様は図７のブロックダイヤグラムに示されるように電気的に実施されることができる。振動変換器７０１は身体音を拾い上げるために身体に対して押圧される装置の一部内に配置される。それからのアナログ信号は入力増幅器７０３の入力に表れるであろう。これらの信号はそこで増幅され、その後帯域ろ波器、高域ろ波器、及び低域ろ波器を含むアナログろ波器７０５で処理される。ろ波された信号は二つの入力利得制御器をそれぞれ含むアナログ利得増幅器７０６に向けられる。増幅された信号は次いで２チャネルＡ／Ｄ変換器７０７でアナログ信号に変換される。これらのアナログ信号はデジタル信号処理器７０８の入力に送られる。デジタル信号処理器７０８はクロック源７０９を含む。
【００５３】
また、上記の説明及びダイヤグラムから明らかなように対応する入力増幅器７０４と対応する信号経路を持つ補助変換器７０２がある。補助変換器７０２に対して二つの可能な用途がある：
１．非常に小さな子供または他の特別な場合に、主組込み変換器を用いると到達しにくくなるかもしれない。そのような場合、ワイヤーを介して連結された小さな外部変換器がその目的（赤ん坊に対してより小さく、種々のプロジェクトのために特別な形状をしたまたは取付けられた動物に対してより大きく）のために良好に適合させるべきである。
２．補助変換器は特に騒々しい環境で周辺音を拾い上げるために取付けられることができる。不必要な音は次いで主変換器により拾い上げられた音からキャンセルされることができる。ノイズを拾い上げるために外部マイクロホンを使用するこの方法は航空機のヘッドホーンで使用されることが多い。
【００５４】
デジタル信号処理器７０８は図面に関して以下に述べられる特別な信号処理を適用するように適応されている。
【００５５】
プログラムが実行されるデジタル信号処理器７０８への入力に対しオプション選択及びパラメーター制御を可能にするように適応された多数のスイッチ７１０としてここで示されている制御器が装置上にある。また、プログラムによるデータを表示し、選択されたオプション／パラメーターを示すかまたはプログラムからのメッセージを示すかのいずれかのためのＬＣＤマトリックスディスプレイ７１１がある。このＬＣＤディスプレイはまた、一実施態様では未処理の音声または処理された音声の波形を示すように適応されることができる。
【００５６】
また、ＬＣＤメニューのためのスクロール制御器７１２が配置されている。捕捉された音声データの再生及び分析のためのソリッドステート記憶装置７１３もまた、配置されている。装置は音声データの更なる記憶のための外部記憶装置（図示せず）と例えばＩＲまたは無線通信のための手段を任意選択的に持つことができる。
【００５７】
また、装置に電力を供給するための電池電源及び電圧モニター７１４が示されている。
【００５８】
デジタル信号処理器７０８内でプログラムにより処理された信号は、プログラムに従ってかつ選択されたオプション及び選択されたパラメーターにより規定された条件下で実行され、そこで入力に応じて変換された対応する信号を生成する。変換された信号は次いでデジタルアナログ変換器７１５内で処理される。出力は使用者により操作されることができる電力増幅器７１６内で利得制御を受ける。電力増幅器の出力に小さなラウドスピーカー、例えば略５ｃｍ以下の直径を持つものが配置される。
【００５９】
任意のイヤーホーンまたはヘッドホーン出力７１８が配置されることができる。ヘッドホーン７１９が図に示されている。
【００６０】
図８には本発明による音声モニターの更なる実施態様が示されている。前記で下方部またはベルと名付けられたモニターの部分はまた、異なるように設計されることができる。下方部はこの図に関して振動収集構造と呼ばれるであろうし、これは振動を電気信号に変換するための変換器、及び変換器が取付けられた異なる幾何学的形状を示す構造の両者を包含することを意図されている。
【００６１】
図８ａには伝統的なベルの形に合致しない、むしろボウル状形状の“ベル”の例が示されている。このボウル内に変換器が取付けられている。
【００６２】
図８ｂには振動収集構造が本質的にモニター中に組込まれた実施態様が示されている。その構造はここでは円形または長円形断面のいずれかを持つ円筒状形状を持つ。図８ｃはモニターの底に取付けられた対応する構造を示し、最後に図８ｄは本質的にモニター中に組込まれた変換器と振動収集構造を示す。図８ｅは取巻き構造の断面が異なる形状を有することができることを例示する。
【００６３】
この関連において、振動を電気信号に変換するための変換器はマイクロホンとして通常呼ばれるものを含むのみならず、円筒、すなわち取巻き構造内に取付けられ、円筒の断面を本質的に覆うプレストレスド状態で適応されたフレーム部材上に延びる圧電素子または圧電フィルムからなることもできる。
【００６４】
クッションが圧電フィルムに付与される場合には、前記フィルムはまた、クッションの両側の一方の上に配置されることができる。また、ここではフィルムはぴんと張られて広げられるべきである。この態様では、圧電フィルムは本質的に患者の皮膚と直接接触し、振動は圧電フィルムにより捕捉され、電気信号に変換されるであろう。
【００６５】
本発明による信号のデジタル信号処理で使用するためのプログラムはロード可能なソフトウエアであるかまたは装置内のハードウエアとして部分的に実施されるかのいずれかであることができる。
【００６６】
本発明の更なる実施態様によれば、音のピッチが音のタイムスケールを変更することなく上昇される信号処理が案出されている。これは、音のより高い周波数への上昇が聴き取りにくい音を聞くために小さなラウドスピーカーを使用可能にし、かつ音のタイムスケール、例えば正常な心臓周期を保存することにより識別するのが容易であるので、重要である。音の周波数シフト（拡大）はもちろん特に聞く人に依存して人に対して特有のものであるべきである。
【００６７】
図９ａには考えられる信号のＦＦＴ（高速フーリエ変換）法によるデジタル分析が示されている。信号波形はこの方式で部分的に分析されることができる。ＦＦＴ法は構成周波数、それらの大きさ、及び相対関係の表を作る。個々の要素は純粋な正弦波であり、それらは数学的に記載するのが容易であり、従って異なる周波数にスケーリングされることができる。これらの新しい周波数は同じ相対関係で再結合され、図９ｂに見えるようにオリジナルのピッチシフト版を作る。各部分が分析されて再構成されるとき、幾らかの形の平滑化が部分境界に必要かもしれない。信号が再構成されるときの部分の重複後のクロスフェードは、アーティファクト（歪）を最少にする。
【００６８】
ＦＦＴ分析の特徴はそれが著しい計算力を必要としないことである。この装置のデジタル信号処理器は連続基準で計算するこのレベルを提供することができないかもしれない。従って、ピッチシフトを達成するためにより少ない計算費用を要求する他の案が使用される。
【００６９】
図９ｃ及び９ｄは最少の計算を要求する案を示す。波形試料のウインドウは２倍の割合で再生されかつ複製される。次のウインドウが処理されるとき、ウインドウ間のクロスフェードがアーティファクトを最少にする。
【００７０】
上述の方法は信号がゼロ軸を交差するところを検出することにより更に拡張され、かくして波形の周期及び半周期を識別可能にする。図９ｅ及び９ｆは初期接続時間の保持及びピッチの２倍化を達成するためにどのように周期が２倍の速度で複製されかつ再生されることができるかを示す。
【００７１】
図９ｇ及び９ｈは２倍の速度での半周期複製を示す。この場合、各複製された半周期の極性は最も平滑化された接続を達成するために逆にされなければならない。
【００７２】
上記の処理後、信号は平滑な曲線により表されることができない。この現象はどのように接近してサンプリングがなされるかに依存して幾分厳しい。また、信号処理において特に音楽の記録において知られている信号を平滑化するためのアルゴリズムがある。幾つかのアルゴリズムは信号の再サンプリングを必要とする。これは初期データから数学的レベルで達成されることができる。これに代えて、付加的なアナログからデジタルへの変換器が採用されることができ、それは第一のものとは異なるサンプリング周期で作動する。この第二変換器の利用は計算費用を最少にする。これはこれらの計算の幾つかが多量の計算能力を必要とするので重要であり、計算法の組合せは工程をスピードアップしかつ処理器空間を節約するであろう。
【００７３】
本発明は上述の工程の混合を使用して音の処理を可能にする。本発明による“サンプリング”のタイプはまた、図１０に示されている。これは図１０ａ〜１０ｂに例示される。図において信号の容積／大きさは時間の関数としてプロットされている。
【００７４】
図８ｇには初期波形がプロットされ、ウインドウは水平矢印により示されている。用いられた方法は半周期複製によるピッチシフトである。得られるピッチ２倍波形は図８ｈに示される。等価な時間ウインドウが示されている。
【００７５】
サンプリング時間が短い程、もちろん結果がより良好である。
【００７６】
この装置によるＦＦＴ分析技術の更なる使用は最も一般的に発生する心臓または他の器官の異常を同定することである。
【００７７】
本発明によるクッションの使用は外部ノイズを減らす利益を与え、上述のように身体上で音声モニターを動かすときの幾らかの中断を除去する。しかし、本発明の音声モニターの更なる実施態様によれば、クッションはベルタイプの手段により置き換えられることができる。このベルは外部保護外殻により取り囲まれ、糸または他の柔軟な吊り下げ体を用いて弾性的に吊り下げられる。これは良好な結果を与えることを示している。内部ベルは患者の皮膚と接触しているであろうが、聴診者の指はベルの外殻と接触しているであろう。従って、ノイズは内部装置に伝達されないであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】従来技術による一般的な聴診器を示す。
【図２】本発明による音声モニターの図を示す。
【図３】本発明による音声モニターの概略的側面図を示す。
【図４】図３に示されたＡ−Ａに沿った本発明による音声モニターの断面を示す。
【図５】図２に示されたＢ−Ｂに沿った本発明による音声モニターの断面を示す。
【図６】音声室、音声通路及びのど状部の本発明による二つの実施態様を示す。
【図７】本発明による装置の一例を示すブロックダイヤグラムである。
【図８】本発明によるモニターの振動収集構造の更なる実施態様を示す。
【図９ａ−ｄ】図９ａ〜ｄは初期持続時間を維持しながら信号のピッチを変更するために本発明により採用される方法を示す。
【図９ｅ−ｈ】図９ｅ〜ｈは初期持続時間を維持しながら信号のピッチを変更するために本発明により採用される方法を示す。
【図１０】図１０ａ〜ｂは本発明により処理された複合信号及び対応信号を示し、使用された“サンプリング”のタイプ及び信号の再構成もまた示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ−ｄ】
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【図９ｅ−ｈ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
本発明の一実施態様は図７のブロックダイヤグラムに示されるように電気的に実施されることができる。振動変換器７０１は身体音を拾い上げるために身体に対して押圧される装置の一部内に配置される。それからのアナログ信号は入力増幅器７０３の入力に表れるであろう。これらの信号はそこで増幅され、その後帯域ろ波器、高域ろ波器、及び低域ろ波器を含むアナログろ波器７０５で処理される。ろ波された信号は二つの入力利得制御器をそれぞれ含むアナログ利得増幅器７０６に向けられる。増幅された信号は次いで２チャネルＡ／Ｄ変換器７０７でデジタル信号に変換される。これらのデジタル信号はデジタル信号処理器７０８の入力に送られる。デジタル信号処理器７０８はクロック源７０９を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図９ｇには初期波形がプロットされ、ウインドウは水平矢印により示されている。用いられた方法は半周期複製によるピッチシフトである。得られるピッチ２倍波形は図９ｈに示される。等価な時間ウインドウが示されている。
【国際調査報告】
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