(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
聴診器装置であって、以下の：
被験体の呼吸により生成される音を測定し、かつ前記測定された呼吸音を示す音信号を出力する音センサと；
前記被験体の身体に励起電磁信号を放射する送信アンテナと；
前記励起電磁信号に応答して前記身体から変調電磁信号を受信する受信アンテナであって、前記変調電磁信号は、前記身体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調される、前記受信アンテナと；
処理ユニットであって：
前記音センサからの前記音信号及び前記アンテナからの前記変調電磁信号を受信するように；かつ、
前記受信された音信号中の前記測定された音の振幅を、前記変調電磁信号の振幅で除算することにより前記音信号を正規化するように；
構成される前記処理ユニットと；
を含む、聴診器装置。
【請求項２】
前記受信された音信号は複数のサンプリング時間における前記音の振幅の測定値を含み、かつ、前記処理ユニットは：
あるサンプリング時間における前記測定された音の振幅を、前記サンプリング時間における前記変調電磁信号の振幅で除算すること
により前記音信号を正規化するように構成される、請求項１に記載の聴診器装置。
【請求項３】
前記処理ユニットは：
前記変調電磁信号を分析して呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出される空気量を推定すること；かつ、
呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出された前記推定空気量を用いて音信号を正規化すること；
により前記音信号を正規化するように構成される、請求項１に記載の聴診器装置。
【請求項４】
前記聴診器装置はさらに：
前記正規化された音信号を前記聴診器装置のユーザーに出力するスピーカー
を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の聴診器装置。
【請求項５】
前記送信アンテナは、前記受信アンテナと同じアンテナである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の聴診器装置。
【請求項６】
被験体の呼吸により生成される音を処理する方法であって：
被験体の呼吸により生成される音を、音センサを用いて測定し、前記測定された呼吸音を示す音信号を出力することと；
励起電磁信号を、送信アンテナを用いて前記被験体の身体内に放射することと；
受信アンテナを用いて前記励起電磁信号に応答して前記身体からの変調電磁信号を受信することであって、前記変調電磁信号は、前記身体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調される；
前記受信された音信号中の前記測定された音の振幅を、前記変調電磁信号の振幅で除算することにより前記音信号を正規化することと；
を含む、方法。
【請求項７】
前記受信された音信号は、複数のサンプリング時間における前記音の振幅の測定値を含み、かつ、前記音信号を正規化するステップは：
あるサンプリング時間における前記測定された音の振幅を、前記サンプリング時間における前記変調電磁信号の振幅で除算すること
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記音信号を正規化するステップが：
前記変調電磁信号を分析して、呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出される空気量を推定することと；
呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出された空気の推定量を用いて音信号を正規化することと；
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記方法はさらに：
スピーカーを用いて正規化した音信号を出力すること
を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記同じアンテナが、送信アンテナ、及び受信アンテナとして用いられる、請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
コンピュータ読み取り可能コードが具現化されたコンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータ読み取り可能コードが、請求項１〜５のいずれか１項に記載の聴診器装置の処理ユニットによる実行時に、前記聴診器装置が、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の方法を実行させるように、構成されている、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験体による呼吸音の測定に用いる改良型聴診器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
聴診器は最も一般的に用いられる医療器具の１つであり、しばしば医師が心音や患者の呼吸により生成される音を聴診するのに用いられる。聴診器は、典型的には、患者の身体に置かれる小型受信器（例えば、ベル又はダイヤフラム）と、当該受信器によって検出された音をユーザーの耳に送る中空管とを含む。
【０００３】
電子聴診器は、マイクを用いて身体内の音を記録し、その音はスピーカーを介してユーザーに出力される。
【０００４】
典型的には、聴診器を用いる場合、被験体は、呼吸音が聴診器のユーザーに確実に聞こえるように、できる限り深呼吸をしなければならない。しかし、被験体によっては、特に呼吸に影響を与える疾患で体調不良である被験体は、深呼吸が十分にできないことがある。
【０００５】
したがって、この問題に対処するために、改良された聴診器装置及び呼吸音の処理方法が望まれる。
【発明の概要】
【０００６】
第一の態様によると、聴診器装置が提供され、前記聴診器装置は、被験体の呼吸により生成される音を測定し、前記測定された呼吸音を示す音信号を出力する音センサと；前記身体に電磁信号を放射する送信アンテナと；前記身体からの電磁信号に応答して変調電磁信号を受信するアンテナであって、前記変調電磁信号は、前記身体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調されるアンテナと；前記音センサからの前記音信号及び前記アンテナからの前記変調電磁信号を受信するように、かつ、前記変調電磁信号を用いて前記音信号を正規化するように構成される処理ユニットと；を含む。音信号を正規化すると、標準的なオーディオ聴診器に比べて異常音がより聞こえやすくなる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記受信された音信号中の前記測定された音の振幅を、前記変調電磁信号の振幅で除算することにより、前記音信号を正規化するように構成される。
【０００８】
いくつかの実施形態では、前記受信された音信号は、複数のサンプリング時間における前記音の振幅の測定値を含み、かつ、前記処理ユニットは、あるサンプリング時間における前記測定された音の振幅を、前記サンプリング時間における変調電磁信号の振幅で除算することにより、前記音信号を正規化するように構成される。
【０００９】
いくつかの実施形態では、前記処理ユニットは、前記変調電磁信号を分析して、呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出される空気量を推定すること；かつ、呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出された前記推定空気量を用いて音信号を正規化すること；により前記音信号を正規化するように構成される。
【００１０】
いくつかの実施形態では、前記聴診器装置はさらに、前記正規化された音信号を前記聴診器装置のユーザーに出力するスピーカーを含む。
【００１１】
代替の実施形態では、前記電磁信号を前記身体に放射するのに用いられる前記送信アンテナは、前記変調電磁信号を受信するのに用いられるアンテナと同じアンテナである。
【００１２】
第二の態様によれば、被験体の呼吸により生成される音を処理する方法であって、励起電磁信号を前記被験体の身体内に放射することと；被験体の呼吸により生成される音を、音センサを用いて測定し、前記測定された呼吸音を示す音信号を出力することと；アンテナを用いて前記身体からの変調電磁信号を受信することとであって、前記変調電磁信号は、前記身体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調され；かつ、前記変調電磁信号を用いて前記音信号を正規化することと；を含む方法が提供される。音信号を正規化すると、標準的なオーディオ聴診器に比べて異常音がより聞こえやすくなる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、前記音信号を正規化するステップは、前記受信された音信号中の前記測定された音の振幅を、前記変調電磁信号の振幅で除算すること、を含む。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記受信された音信号は、複数のサンプリング時間における前記音の振幅の測定値を含み、かつ、前記音信号を正規化するステップは、あるサンプリング時間における前記測定された音の振幅を、前記サンプリング時間における前記変調電磁信号の振幅で除算すること、を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では前記音信号を正規化するステップは、前記変調電磁信号を分析して呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出される空気量を推定すること；かつ、呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出される空気の推定量を用いて音信号を正規化すること、を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、前記方法はさらに、正規化した音信号をスピーカーを用いて出力すること、を含む。
【００１７】
いくつかの実施形態では、前記電磁信号を前記身体に放射することは前記アンテナを用いて行われ、前記アンテナはまた前記変調電磁信号を受信するためにも用いられる。代替の実施形態では、前記電磁信号を前記身体に放射することが第２（送信）アンテナを用いて行われる。
【００１８】
第三の態様によれば、コンピュータ読み取り可能コードが具現化されたコンピュータ読み取り可能媒体を含むコンピュータプログラムが提供されるが、前記コンピュータ読み取り可能コードは、適当なコンピュータ又はプロセッサによる実行時に、前記コンピュータ又はプロセッサにより上記のいずれの方法が実行されるように構成されている。
【００１９】
したがって、本発明による正常化により、被験体が呼吸している又は呼吸しうる深さにかかわらず、被験体の可聴呼吸音が得られうる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の例示的な実施形態は、単なる例示として、以下の図面を参照して、記載される。
【図１】一実施形態による装置のブロック図である。
【図２】被験体で用いられる装置のブロック図である。
【図３】例示的な実施形態によるアンテナの略図である。
【図４】アンテナから電磁信号を得るための制御回路のブロック図である。
【図５】被験体により生成される呼吸音を処理する方法を示すフローチャートである。
【図６】例示的な音信号である。
【図７】アンテナを用いて得られた例示的な呼吸信号である。
【図８】一実施形態による電磁信号を用いて音信号を正規化した結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上記のように、従来のオーディオ聴診器を用いる場合、被験体は、呼吸音が聴診器のユーザー（すなわち、医師又は他の医療提供者）に確実に聞こえるようにできる限り深呼吸しなければならない。しかし、これは、ある被験体にとっては困難でありえるが、それは深呼吸が満足に行えないために特定の呼吸音が聴診器のユーザーに聞こえにくいからである。したがって、本発明では、当該被験体の身体内の空気、流体及び／又は組織の動き（並びに特に呼吸の動き）によって変調される電磁信号に含まれる情報が被験体の呼吸音の正規化に用いられうることを提供する。特に、電磁信号の変調は当該被験体の呼吸の深さに関連するため、本情報は、呼吸の深さに対する当該被験体の呼吸音を正規化するのに用いられる。
【００２２】
本発明の聴診器装置１の一実施形態を図１に示す。図２は、図１の聴診器装置１の被験体での使用を示す。聴診器装置１は、被験体の呼吸音を測定する音センサ２を含む。当該音センサ２は、被験体の呼吸音を測定しうる１のマイクロホン、複数のマイクロホン又は他のタイプのセンサ、例えば加速度計を含みうる。当該音センサ２は、測定された音を示す信号を出力する。音信号は、（複数のサンプリング時間ごとの音の振幅の測定を含む）アナログ信号又はデジタル信号でありうる。デジタル信号の場合、音センサ２のサンプリング周波数は所望の値でありうる。例えば、サンプリング周波数は、１キロヘルツ（ｋＨｚ）でありえ、あるいは、追加データを得るためにオーバーサンプリングが用いられる場合には、サンプリング周波数は（標準的なオーディオサンプリング値である）２２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ又はより高い周波数でありえる。
【００２３】
音センサ２は、聴診器装置１の処理ユニット４に接続され、音信号は処理ユニット４に供される。
【００２４】
処理ユニット４は一般に、聴診器装置１の動作、例えば、音センサ２による音信号の記録の開始、を制御し、及び／又は、本発明に関する音信号の処理等の聴診器装置１の他の機能及び動作を制御する。処理ユニット４は、必要な様々な機能を実行するために、ソフトウェア及び／又はハードウェアを用いて様々な方法で実装しうる。処理ユニット４は、必要な機能を実行するためにソフトウェアを用いてプログラムされてよい１又はそれ以上のマイクロプロセッサを含んでよい。処理ユニット４は、いくつかの機能を実行する専用ハードウェアと、他の機能を実行するプロセッサ（例えば、１又はそれ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）との組み合わせとして実装されてよい。本開示の様々な実施形態で用いてよい処理構成要素の例としては、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）があげられるが、これらに限定されない。
【００２５】
様々な実装において、処理ユニット４は、図１においてメモリユニット６として示される１又はそれ以上の記憶媒体に関連付けられてよい。メモリユニット６は処理ユニット４の一部であってよく、又は、（図１に示されるように）処理ユニット４に接続される聴診器装置１内の他の構成要素でありうる。メモリユニット６は、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等のいかなる適当な又は所望のタイプの揮発性又は不揮発性のコンピュータ・メモリをも含みうる。メモリユニット６は、本明細書に記載される方法を実行するために処理ユニット４によって実行されうるコンピュータプログラムコードを記憶するのに用いられうる。メモリユニット６はまた、聴診器装置１内の音センサ２及び／若しくはいかなる他のセンサからの音信号又は測定値、並びに／又は処理ユニット４によって決定された音信号又は他のセンサ測定値から導出された情報をも記憶するのに用いられうる。
【００２６】
聴診器装置１はまた、（例えば、呼吸及び心臓の拍動により生じる）身体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調された被験体の身体からの電磁信号を受信するのに用いられるアンテナ８をも含む。身体内の組織の動きは、組織の体積の変化を含みうることが理解されよう。当該変調は、電磁信号の振幅及び／又は位相変調を引き起こす。本明細書ではアンテナ８によって受信された電磁信号を変調電磁信号という。
【００２７】
変調電磁信号は、当該被験体の身体に放射される励起電磁信号に応答して当該身体から放射される。当該励起電磁信号により磁気誘導がおこるが、これはすなわち、外部磁場の印加により組織内に渦電流が発生することであり、当該渦電流／電磁信号は、被験体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調される。
【００２８】
励起電磁信号は、アンテナ８又は他の送信アンテナによって放射されうる。この励起電磁信号は、処理ユニット４又は処理ユニット４によって制御される別の励起回路（図１には示されていない）から供給される励起信号に応答して放出されうる。換言すれば、アンテナ８はまた、電磁信号を身体に放射する機能及び励起信号に応答して身体から変調電磁信号を受信する機能を共に実行することによる送信アンテナでもありうる。
【００２９】
放出励起電磁信号（すなわち、受信された変調電磁信号）は、例えば数百メガヘルツ（ＭＨｚ）のオーダーの周波数、例えば１００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚの範囲の周波数である、無線周波数信号でありうる。特定の例としては、アンテナ８は、周波数４５０ＭＨｚの電磁信号を受信するように構成されうる。
【００３０】
磁界は、電界よりも身体に深く浸透するため、磁界は身体のより深遠部の特性の変化を測定するのに用いられうる一方で、電界は皮膚表面の特性の変化、例えば皮膚の誘電率を測定するのに用いうる。したがって、アンテナ８は、好ましくは、磁気アンテナであるように、すなわち、放出される電磁信号の磁場挙動が電場挙動を上回るように構成される。
【００３１】
好ましくは、アンテナ８は、アンテナ８が磁気アンテナとして考えられるループの計測のための電磁信号の波長と比較して小さい。いくつかの実施形態では、ループアンテナの直径が電磁信号の波長の１０％未満であれば小さいとみなしうる。
【００３２】
図３を参照して以下により詳細に説明されるいくつかの実施形態では、アンテナ８はループアンテナを含む。これらの実施形態のいくつかでは、ループアンテナは、電界（近接場）を低下させるためにファラデーシールドでシールドされる。代替的な実施形態では、アンテナ８はコイルアンテナである。
【００３３】
いくつかの実施形態では、聴診器装置１のすべての構成要素は同じ装置の部品であり、例えば、音センサ２、処理ユニット４及びアンテナ８は単一のハウジング内にある。他の実施形態では、音センサ２及び／又はアンテナ８は、処理ユニット４に対して他の装置又はハウジング内にある。音センサ２及び／又はアンテナ８が処理ユニット４に対して他の装置又はハウジング内に設けられる場合、適当な回路又は構成要素が提供されえ、それにより音信号及び／又は受信変調電磁信号が処理ユニット４に送られうる（例えば、送信される）。この場合、処理ユニット４は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ等のパーソナル電子デバイスの一部、又は、音センサ２及び／もしくはアンテナ８のためのベースユニットもしくはハブユニット等の他の電子デバイスの一部、又は、（例えば、クラウド内に配置され、すなわち、インターネットを介してアクセス可能な）遠隔サーバの一部でありえるが、この場合、音センサ２及び／又はアンテナ８からの測定値は、いかなる適当な通信プロトコル（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Bluetooth（登録商標）、又はセルラー電気通信プロトコル)を用いても、電子デバイス内の処理ユニット４に無線で送信されうる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、処理ユニット４は、音センサ２からの音信号及びアンテナ８からの変調電磁信号をリアルタイム又は（例えば、測定値を処理ユニット４に送信又は伝達するために必要な信号処理にのみ起因する遅延により）ほぼリアルタイムで受信しうる。（音センサ２及び／又はアンテナ８が処理ユニット４から離れている実施形態を含む）他の実施形態では、音信号が分析又は処理される場合、音信号及び変調電磁信号はメモリユニット６に記憶されることができ、処理ユニット４は過去に得られた音信号をメモリユニット６から取り出しうる。
【００３５】
上記のように、いくつかの実施形態では、処理ユニット６は、音センサ２からの音信号及び／又はアンテナ８からの変調電磁信号に接続されうるか、さもなければ受信しうるスマートフォン又は他の汎用計算装置の一部であってよいが、他の実施形態では、聴診器装置１は、音信号を獲得し、かつ処理する目的に専ら用いられうる。
【００３６】
図１は、聴診器装置１の様々な実施形態を示すのに必要な構成要素を示すに過ぎず、実際の実施形態では、聴診器装置１は図示されているものに加えてさらなる構成要素を含んでよいことが理解されよう。例えば、聴診器装置１は、聴診器装置１に電力を供給するバッテリ又は他の電源、処理された音信号を例えば聴診器装置１又は遠隔コンピュータのためのベースユニット等の他の装置に通信させうる通信モジュール、及び／又は、１またはそれ以上のユーザインターフェースコンポーネントを含んでよい。一例として、１以上のユーザインターフェース構成要素は、スイッチ、ボタン、又は聴診器装置１及び／又は音信号処理を起動及び停止させるための他の制御手段を含みうる。ユーザインターフェース構成要素は、また又は代替的に、処理された音信号を出力するスピーカー、及び／又は処理された音信号のグラフ表示を示すためのディスプレイ又は他の視覚インジケータを含みうる。
【００３７】
図２は、被験体１０に用いられる図１の聴診器装置１を示す。具体的には、音センサ２及びアンテナ８は、被験体１０の肺１２の近傍の被験体１０の胸部又は背部に置かれる。したがって、音センサ２は、被験体１０による呼吸音（及び心拍音）を測定でき、アンテナ８は、肺の動き（呼吸）及び／又は心臓の動き（心拍）により変調された電磁信号を受信しうる。
【００３８】
一部の実施形態では、音センサ２及びアンテナ８は同ユニット内にありえ、したがって、被験体１０の身体の同じ位置にあってよいことが理解されよう。
【００３９】
図３は、一実施形態による例示的なアンテナ８を示す。アンテナ８は、第１シールド構成要素２２によりその長さを横切ってシールドされるワイヤループ２０の形態の放射素子を含むが、ワイヤループ２０が露出される開口部２４及び第２シールド構成要素２８内に配置される部分２６は除く。この開口部２４はアンテナ８の短絡を防止するのに必要である。
【００４０】
第２シールド構成要素２８は、ワイヤループ２０の部分２６を覆い、ファラデーシールドとして作用するように金属で作製されうる。
【００４１】
コンデンサ３０は、第２シールド構成要素２８の内側に配置されたワイヤループ２０の部分２６に接続される。コンデンサ３０はアンテナ８を同調するために供される。
【００４２】
ケーブル３２は、一端で第２シールド構成要素２８内のワイヤループ２０に接続され、ワイヤループ２０によって受信されたいかなる信号をも処理ユニット４に出力させる。アンテナ８がまた励起電磁信号を放射するのに用いられる場合、ケーブル３２は、処理ユニット４からの励起信号をワイヤループ２０に供給するのに用いられうる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、アンテナ８はまた、電界残留物を低下させるための静電放電（ＥＳＤ）シールドを含みうる。このＥＳＤシールドは金属性非導電性箔から形成されうる。
【００４４】
実際の実施形態では、ワイヤループ２０及び第１シールド構成要素２２は、円形に形成された同軸ケーブルでありえ、同軸ケーブルの内側導体がワイヤループ２０として作用し、同軸ケーブルの外側部分がシールド（ファラデーシールド）として作用しうる。代替の実施形態では、アンテナ８は、ファラデーシールドとして作用するＰＣＢ（プリント回路基板）材料の２つの層を用いて形成されうる。
【００４５】
上記のように、アンテナ８の直径は、アンテナ８が測定すべき電磁波（空中）の波長に比べて小さいことが好ましい。したがって、４５０ＭＨｚ（波長０．６６ｍ（ｍ））で信号を受信するアンテナ８の場合、ワイヤループ２０は、直径１５ミリメートル（ｍｍ）でありうる。他の例では、１１８ＭＨｚで信号を受信するアンテナ８の場合、ワイヤループ２０の直径は４５ｍｍでありうる。
【００４６】
図３のアンテナ８では、より高い周波数、例えば、約１０００ＭＨｚで、受信信号の位相の変化が、被験体の身体内の空気／組織／流体の動きによる受信信号の振幅の変化より優位であることが見いだされている。より低い周波数、例えば約１００ＭＨｚでは、振幅の変化が位相の変化より優位であろう。
【００４７】
当業者であれば、図３に示すアンテナ８が単に例示的なものであり、他のタイプのアンテナ８も用いられうることを理解するであろう。
【００４８】
アンテナ８は、変調電磁信号を得るためのいくつかの方法で用いられうる。以下に２つの例示的な実施形態を記載するが、他の構成もありうることを理解されたい。第１の実施形態では、アンテナ８は、アンテナ８の共振周波数で電磁信号を受信するのに用いられることができ、変調電磁信号は、アンテナのリターンロスの測定値である。当業者であればアンテナ８のリターンロスを測定する技術を知っており、本明細書ではこれ以上の詳細は供しない。処理ユニット４は、変調電磁信号の周波数、振幅及び／又は位相の変化を測定するように構成されうる。
【００４９】
図３に示すように、ループアンテナ８では、ループは、２つの周波数、すなわち、内側ループ共振及び外側ループ共振で共振する。すなわち、外側ループ（シールド構成要素２２）によってシールドされた内側ループ２０には内側ループ共振があり、測定アンテナとして用いられる。シールドは、それ自体（寄生的な）共振周波数がより高いループとしても作用する。したがって、当該ループには２つの共振周波数があり、周波数の低い方が用いられる。
【００５０】
第２の実施形態を図４に示す。本実施形態では、位相ロックループ（PLL）が、アンテナ８の励起信号を生成するのに用いられ、ＰＬＬの制御信号は、当該被験体の身体内の空気、流体及び／又は組織の動きを表す出力信号を提供する。
【００５１】
図４は、アンテナ８のための制御回路５０を示し、基準発振器５１と、基準発振器５１に接続された、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５４に(Vtuneとして知られる)アナログ制御信号を出力するＰＬＬ５２とを含む。Vtune信号は、基準発振器５１からの信号とＶＣＯ５４からの信号との比較の結果である。ＰＬＬアナログ制御信号に応答して、ＶＣＯ５４は、必要な周波数で励起信号を発生させるが、これをアンテナ８に提供すると、アンテナ８が励起電磁信号を発する。上記のように、励起電磁信号が当該被験体の体内に渦電流を誘起すると、当該渦電流がアンテナ８に電流を誘起するであろう。
【００５２】
励起信号はまた、フィードバックループの一部としてＰＬＬ５２に供給される。ＰＬＬ５２からのアナログ制御信号はまた、アナログ制御信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器（ADC）５６に供給され、このデジタル信号はコントローラ５８に供給される。コントローラ５８は、ＰＬＬ５２のためのデジタル制御信号を決定し、これをＰＬＬ５２に供給する。公知のように、ＰＬＬシステムでは、ＶＣＯ５４の位相が基準発振器５１の位相と異なる場合、デジタル制御信号がＶＣＯ位相を補正する。
【００５３】
身体内の空気、流体及び／又は組織の動きは、アンテナ８を効果的にデチューンし、デジタル制御信号が、このデチューニングに対応してＶＣＯ５４の位相を補正する。デジタル制御信号は、それゆえ、空気、流体及び／又は組織の動きに関する情報を伝達し、コントローラ５８は、当該被験体の身体内の空気、流体又は組織の動きに関する情報を表すか又は包含するデジタル制御信号からの出力信号６０を決定する。この出力信号６０は、実際の位相及び振幅情報は伝達しないが、生理学的特性（例えば、心拍数、呼吸数）は、明らかに観察しうる。
【００５４】
ＶＣＯ５４を必要な周波数に維持するために必要な補正信号Vtuneは、被験体の身体内の空気、流体及び／又は組織の動きに起因する振幅及び／又は位相シフトを測定するのに用いられる。位相シフトは振幅変化より優位である傾向がある。ＰＬＬ補正信号（アナログＰＬＬ補正信号５０から導出されたコントローラ５８によって出力されるデジタル制御信号）は、出力信号６０を決定するのに用いられる。例えば、出力信号６０は、信号対ノイズ比を改善する適当なフィルタリング及び／又はダウンサンプリングを伴うデジタル制御信号に対応しうる。
【００５５】
図５のフローチャートは、本発明により被験体によって生成される呼吸音を処理する方法を示す。
【００５６】
第１ステップであるステップ１０１では、被験体１０の呼吸により生成された音が測定される。本ステップは、上記のように、音センサ２によって実行されえ、音センサ２は、測定された呼吸音を表す音信号を出力しうる。音センサ２が心臓の拍動等の他の音及び被験体１０の環境中の他の音も測定しうることは理解されるであろう。図６のプロットは、加速度計を用いて得られた例示的な音信号を示す。いくつかの実施形態において、音信号は、呼吸よりも高い周波数で生じる心拍（及びノイズ）に関する信号の一部を除去するために、ローパスフィルタリングされてよい。したがって、ローパスフィルタリングには、典型的な心拍数と典型的な呼吸数との間のカットオフ周波数があってよい。
【００５７】
第２ステップであるステップ１０３は、典型的にはステップ１０１と同時に（すなわち、音信号が得られるのと同時に）起こり、変調電磁信号はアンテナ８を用いて身体から受信される。この変調電磁信号は、当該身体内の空気、流体及び／又は組織の動きによって変調される。
【００５８】
いくつかの実施形態において、変調電磁信号は、ノイズを除去又は最小化するためにフィルタリングされうる。
【００５９】
いくつかの実施形態において、本方法は、被験体１０の身体内に励起電磁信号を放射するステップをさらに含みうる。この励起電磁信号は、アンテナ８又は第２アンテナを用いて、被験体１０の本体内に放射されうる。
【００６０】
図７は、５秒間被験体の左側肋骨近くに配置されたアンテナ８によって得られた変調電磁信号の例を示すが、呼吸による信号振幅の変化が明らかにみられる。
【００６１】
次に、ステップ１０５において、音信号は変調電磁信号を用いて正規化される。変調電磁信号の変調は、被験体１０の呼吸の深さに関連するため、この情報は、呼吸の深さに対する被験体の呼吸音を正規化するのに用いられる。図８は、一実施形態による電磁波を用いて音信号を正規化した結果を示す。特に、図８は、心拍に関する信号の多くを除去するためにローパスフィルタリングされた音信号を正規化した結果を示す。図８では、時間軸は、図６及び図７とは異なるスケールで記載されていることが理解されるであろう。
【００６２】
いくつかの実施形態では、正規化された音信号は当該聴診器装置１のユーザーに出力されうるため、本方法は、正規化された音信号を当該装置１のユーザーに出力することをさらに含みうる。例えば、正規化された音信号は、当該装置１内又は装置に関連するスピーカーを介して出力されうる。もしくは又はそれに加えて、正規化された音信号は、当該装置１上又は当該装置１に関する表示スクリーンにより図で示されうる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、音信号は、当該音信号中の測定された音の振幅を前記変調電磁信号の振幅で除算することにより正規化される。すなわち、音信号は、複数のサンプリング時間での音の振幅の測定値を含み、音信号はあるサンプリング時間で測定された音の振幅を、その時間での前記変調電磁信号の振幅で除算することで正規化される。音信号がステップ１０１でフィルタリングされた場合、フィルタリングされた音信号はステップ１０５で正規化されうる。
【００６４】
音信号及び電磁信号の相対的な処理時間に応じて、（可能であればフィルタリングされた）音信号を正規化する前に信号を時間的に調節すべく、１の信号に時間をシフトさせることは有用であるか又は必要である。この時間シフトは、正規化された音信号における生理学的特性の可視性又は可聴性を改善する。
【００６５】
あるいは、変調電磁信号は分析されて、呼吸ごとに前記被験体により吸入及び／又は吐出される空気量が推定され、音信号は吸入及び／又は吐出された空気の推定量を用いて正規化されうる。
【００６６】
したがって、改良された聴診器装置及び呼吸音の処理方法が提供される。
【００６７】
本発明は、図面及び上記の記載において詳細に説明及び記載されているが、当該説明及び記載は理解の一助又は例示と考えられるべきであり、それらに限定されるべきではなく、それゆえ本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【００６８】
開示された実施形態の変形例は、図面、明細書及び添付の特許請求の範囲の考察から、特許請求の範囲に記載された発明を実施する場合に当業者によって理解され、改変されうる。特許請求の範囲での用語「含む（comprising）」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他の処理ユニットは、特許請求の範囲で言及された、いくつかの項目の機能を発揮してよい。ある手段が相互に異なる従属クレームに記載されているという単なる事実は、当該手段の組み合わせが有利に用いられえないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと共に又はその一部として供給される固体媒体等の光学媒体上に記憶／分配されてよいが、また、インターネット又は他の有線若しくは無線の通信システム等の他の形態でも分配されてよい。特許請求の範囲中の引用符号は、その範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【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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