(57)【要約】  本明細書では、検査中の体内と周囲環境から生じる音を同時に監視するように設計された電子聴診器システムを紹介する。電子聴診器システムには、ハブユニットに接続される１つ以上の入力ユニットを含めることができる。各入力ユニットは、少なくとも１つの聴診マイクロフォンと少なくとも１つの周囲マイクロフォンを備えていてもよい。入力ユニットによって録音される音の品質を改善するために、プロセッサは、聴診マイクロフォンによって作成される音声データと、周囲マイクロフォンによって作成される音声データを入力とみなす、ノイズキャンセルアルゴリズムを適用できる。音声データは、入力ユニットで直接デジタル化され、次に、ハブユニットに送信されて同期され得る。例えば、周囲マイクロフォンによって作成された音声データを調べることにより、プロセッサは、もしあれば、聴診マイクロフォンによって作成された音声データから、どのデジタルアーティファクトにフィルタをかけるべきかを発見することができる。プロセッサは、入力ユニットまたはハブユニット内に常駐できる。【選択図】図４
2020535877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子聴診器システムあって、
入力ユニットであり、
体の内部の音に対応する音響波を収集するように設計された円錐形の共振器を含む構造体と、
前記体の内部の前記音を示す第１の音声データを作成するように構成された聴診マイクロフォンと、
前記体の外部の音を示す第２の音声データを作成するように構成された周囲マイクロフォンと、を含む入力ユニットと、
ハブユニットであり、
前記入力ユニットから前記第１および第２の音声データを受信するように構成されたデータインターフェースと、
プロセッサであって、
前記第２の音声データを解析して、前記体の外部の環境ノイズを発見し、
前記環境ノイズの影響を軽減するために前記第１の音声データを変更し、更に、
前記変更された第１の音声データを調べて、生体認証の特徴を検出する、プロセッサ、を含むハブユニットと、を備えた電子聴診器システム。
【請求項２】
前記入力ユニットと前記ハブユニットとの間を接続するケーブルをさらに備える、請求項１に記載の電子聴診器システム。
【請求項３】
前記データインターフェースが、ネットワークにわたって前記入力ユニットと通信するように構成された無線トランシーバの一部である、請求項１に記載の電子聴診器システム。
【請求項４】
前記入力ユニットが、
湿度、温度、呼吸パターン、心臓の電気的活動、またはそれらの任意の組み合わせを監視するように構成された生体認証センサをさらに含む、請求項１に記載の電子聴診器システム。
【請求項５】
前記ハブユニットが、
無線トランシーバであり、
ネットワークにわたってコンピューティングデバイスとの双方向の情報交換を果たし、
前記変更された第１の音声データをリアルタイムで前記コンピューティングデバイスに送信し、個人が、前記変更された第１の音声データを確認し、または検査を行うときに前記変更された第１の音声データを分析できるように構成された無線トランシーバをさらに含む、請求項１に記載の電子聴診器システム。
【請求項６】
電子聴診器システムの入力ユニットであって、
体の内部の音に対応する音響波を収集するように設計された円錐形共振器を含む構造体と、
前記体の内部の前記音を示す第１の音声データを作成するように構成された聴診マイクロフォンと、
前記体の外部の音を示す第２の音声データを作成するように構成された周囲マイクロフォンと、
前記第１および第２の音声データを検査する役割を担うハブユニットに前記第１および第２の音声データを転送するように構成されたプロセッサと、を備えた入力ユニット。
【請求項７】
前記聴診マイクロフォンが、前記音響波が通過する前記円錐形共振器の内側開口部に向かって配向されている、請求項６に記載の入力ユニット。
【請求項８】
前記入力ユニットの接着状態を示す付着データを生成するように構成された付着センサをさらに含む、請求項６に記載の入力ユニット。
【請求項９】
前記付着センサが、前記円錐型共振器を通じて光を放出し、次いで、前記円錐形共振器を通じて反射され返された前記光の特徴に基づいて、前記入力ユニットと前記体との間の距離を判定するように設計された光学式近接センサである、請求項８に記載の入力ユニット。
【請求項１０】
前記付着センサが、音響特性評価に基づいて、前記入力ユニットと前記体との間の距離を判定するように設計された音声センサである、請求項８に記載の入力ユニット。
【請求項１１】
前記付着センサが、印加圧力の量に基づいて、前記入力ユニットと前記体との間の距離を判定するように設計された圧力センサである、請求項８に記載の入力ユニット。
【請求項１２】
前記プロセッサが、
前記付着データに基づいて、前記入力ユニットが前記体に適切に接着されているかどうかを判定し、
前記入力ユニットが、前記体に適切に接着しているという判定に応じて、
前記聴診および周囲マイクロフォンによる録音を開始し、
前記入力ユニットが、前記体に適切に接着していないという判定に応じて、
前記聴診および周囲マイクロフォンによる録音を防ぐ、ようにさらに構成されている、請求項８に記載の入力ユニット。
【請求項１３】
前記入力ユニットが受ける、力、傾き、角速度、または磁場を示す動きデータを生成するように構成された慣性測定ユニットをさらに含む、請求項６に記載の入力ユニット。
【請求項１４】
前記プロセッサが、
前記動きデータに対応する前記第１および第２の音声データにメタデータを追加するようにさらに構成された、請求項１３に記載の入力ユニット。
【請求項１５】
生体認証特徴を監視する方法であって、請求項１に記載の前記電子聴診器システムを利用して、
前記入力ユニットが検査中の前記体の表面に適切に固定されていると判定するステップと、
前記判定に応じて、
前記聴診マイクロフォンに、前記体の内部の前記音を示す前記第１の音声データを生成させ、
前記周囲マイクロフォンに、前記体の外部の前記音を示す前記第２の音声データを生成させるステップと、
さらなる確認のために、前記入力ユニットから前記ハブユニットへの前記第１および第２の音声データの転送を開始するステップと、
前記第１および第２の音声データを調べて、前記体の生体認証特徴を検出するステップと、を行う方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
さまざまな実施形態は、検査中の体内および周囲環境から生じる音を同時に監視するように設計された電子聴診器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、聴診には（体内から生じる内部音を聞く）音響聴診器が使用されてきた。音響聴診器は、多くの場合、体に対して置くように設計された共振器を有する単一のチェストピースと、イヤピースに接続された一対の中空の空気充填チューブを備えている。音響音波は、共振器でキャプチャされるため、一対の中空の空気充填チューブを介してイヤピースに向けられる。
【０００３】
しかし、音響聴診器には数個の欠点に煩う。例えば、音響聴診器は、ソースの周波数に比例して音響音波を減衰させる。したがって、イヤピースに伝達される音は非常に微弱であることが多く、状態を正確に診断することは困難である。実際、耳の感度の変動が原因で、いくつかの音（例えば、５０ヘルツ（Ｈｚ）未満の音）がまったく聞こえない場合がある。いくつかの企業は、音響聴診器の欠点に対処するために電子聴診器（「聴診器」とも称される）の開発を開始した。
【０００４】
電子聴診器は、体内で聞こえる音を電子的に増幅することにより、音響聴診器を改善する。例えば、電子聴診器は、これらの音を増幅することにより、検査中の体内から生じる微弱な音に対処できる。これを実現するために、電子聴診器は、チェストピースに置かれたマイクロフォンで受信した音響音波を電気信号に変換し、最適なリスニングのために電子信号を増幅する。
【０００５】
しかしながら、増幅により、望ましくないデジタルアーティファクトが結果として生じ、体に影響を与える状態を診断することがより困難になる場合がある。さらに、コンポーネントのカットオフ（例えば、マイクロフォン、増幅器、およびスピーカの周波数応答閾値）は、同時に、中周波音を増幅し、高周波音および低周波音を減衰させることにより、電子聴診器の有用性を制限する場合がある。
【０００６】
音響聴診器とは違って、電子聴診器の設計は大きく異なる。電子聴診器にはマイクロフォン、増幅器、プロセッサなどの異なる配設が含まれる場合があるが、多くの電子聴診器には共振器内に置かれた単一の下向きマイクロフォンが含まれる。しかし、このような設計は周囲ノイズからの大きな干渉を受ける。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術のさまざまな特徴は、図面と一緒に詳細な説明を検討することにより、当業者にはより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電子聴診器システムの入力ユニットの上面斜視図を含む。
【図２Ａ】電子聴診器システムの入力ユニットの側面図を含む。
【図２Ｂ】入力ユニットの側面断面図を含む。
【図２Ｃ】「周囲音」と総称される数個の異なる音の経路を図示する。
【図３Ａ】電子聴診器システム用の入力ユニットの底面斜視図を含む。
【図３Ｂ】電子聴診器システム用の入力ユニットの底面斜視図を含む。
【図４】１つ以上の入力ユニットをハブユニットに接続して電子聴診器システムを形成する方法を図示する。
【図５】各入力ユニットに慣性測定ユニット（ＩＭＵ）が含まれている場合に、入力ユニットアレイを使用して体の呼吸パターンを検出する方法を図示する。
【図６】入力ユニットを位置付けることができる数個の異なる解剖学的場所を示す。
【図７】電子聴診器システムの入力ユニットおよびハブユニットの例示的なコンポーネントを示す高レベルブロック図である。
【図８】検査中の被検者に付着された電子聴診器システムを含むネットワーク環境の例を示す。
【図９】ハブユニットへの伝送前に、入力ユニットによって生成された音声データがどのように処理されるかについての一般的な例を含む。
【図１０】マイクロ電子機械システム（「ＭＥＭＳ」）マイクロフォンの数個の例を示す。
【図１１】１つ以上の入力ユニットおよびハブユニットを有する電子聴診器システムを使用して、生体認証特徴を監視する処理のフロー図を示す。
【図１２】本明細書に記載する少なくともいくつかの動作を実装することができる処理システムの例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここでは、検査中の体内と周囲環境から生じる音を同時に監視するように設計された電子聴診器システムを紹介する。電子聴診器システムには、ハブユニットに接続される１つ以上の入力ユニット（「チェストピース」とも称される）を含めることができる。各入力ユニットは、内部音を示す音声データを作成するように構成された、少なくとも１つのマイクロフォンに音響音波を向けるように設計された円錐形共振器を備えていてもよい。これらのマイクロフォン（複数可）は「聴診マイクロフォン」と称される場合がある。さらに、入力ユニットは、検査中の体の外部の音を示す音声データを作成するように構成された少なくとも１つのマイクロフォンを含むことができる。これらのマイクロフォン（複数可）は、「周囲マイクロフォン」または「環境マイクロフォン」と称される場合がある。例示の目的で、「周囲マイクロフォン」は、「周囲音」を示す音声データを作成可能として記載される場合がある。しかしながら、これらの「周囲音」は、一般に３つの異なるソースによって作成される音、すなわち、（１）周囲環境内から生じる音（例えば、環境ノイズ）、（２）円錐形共振器を通じて漏れる音、および（３）検査中の体に浸透する音、の組み合わせである。周囲音の例には、入力ユニットの構造体から直接発生する（例えば、指または胸による引っ掻き）音、および入力ユニットの構造体を貫通する低周波環境ノイズが含まれる。
【００１０】
入力ユニットによって録音される音の品質を改善させるために、プロセッサは、聴診マイクロフォン（複数可）によって作成された音声データと、周囲マイクロフォン（複数可）によって作成された音声データを入力とみなす、ノイズキャンセルアルゴリズムを適用できる。例えば、周囲マイクロフォン（複数可）によって作成された音声データを調べることにより、プロセッサは、もしあれば、聴診マイクロフォン（複数可）によって作成された音声データから、どのアーティファクトにフィルタをかけるべきかを発見することができる。いくつかの実施形態では、各入力ユニットはプロセッサを含む。したがって、各入力ユニットからハブユニットによって受信された音声データは前処理されてもよい。他の実施形態では、ハブユニットは、入力ユニット（複数可）から受信した音声データの処理のみを担当する。
【００１１】
特別の入力ユニット構成、ネットワークなどを参照して実施形態を記載することができる。しかしながら、当業者は、これらの特徴が他の入力ユニット構成、ネットワークタイプなどに等しく適用可能であることを認識するであろう。例えば、たとえ、電子聴診器システムが、インターネットを介して別のコンピューティングデバイスに接続されていると記載されていても、代わりに電子聴診器システムを、ブルートゥース通信チャネルを介して他のコンピューティングデバイスに接続することができる。
【００１２】
さらに、この技術は、専用ハードウェア（例えば、回路）、ソフトウェアおよび／またはファームウェアで適切にプログラムされたプログラマブル回路、または専用ハードウェアとプログラマブル回路の組み合わせを使用して具現化できる。したがって、電子聴診器システムの実施形態は、録音された音波を示す音声データを調べ、音声データを解析して診断的に関連する特徴を特定し、生体認証特徴（呼吸数、心拍数、喘鳴の程度、パチパチ音など）のパターンを発見するなどの、処理を行うために使用できる命令を有する機械可読媒体を含むことができる。
【００１３】
専門用語
本出願全体を通じて使用される用語、略語、および語句の簡単な定義が以下に与えられる。
【００１４】
「接続された」、「結合された」、またはその変形は、２つ以上の要素間の直接または間接の接続／結合を意味する。構成要素間の結合または接続は、物理的および／または論理的であってもよい。例えば、２つのコンポーネントは、相互に直接結合すること、または中間チャネル（複数可）もしくはコンポーネント（複数可）を介して結合することができる。
【００１５】
「モジュール」という用語は、ソフトウェアコンポーネント、ハードウェアコンポーネント、および／またはファームウェアコンポーネントを広く指している。モジュールは通常、指定された入力（複数可）に基づいて有用なデータまたはその他の出力（複数可）を生成できる機能コンポーネントである。モジュールは自己完結型である場合がある。コンピュータプログラムには１つ以上のモジュールが含まれる場合がある。したがって、コンピュータプログラムには、異なるタスクの完了を担当する複数のモジュール、またはすべてのタスクの完了を担当する単一のモジュールが含まれる場合がある。
【００１６】
技術概要
図１は、電子聴診器システム用の入力ユニット１００の上面斜視図を含む。便宜上、入力ユニット１００は「聴診器パッチ」と称される場合があるが、以下でさらに記載するように、入力ユニットは聴診に必要なコンポーネントのサブセットのみを含む場合がある。入力ユニット１００は、体の胸部に取り付けられることが多いため、「チェストピース」と称されることもある。しかしながら、当業者は、入力ユニット１００が体の他の一部（例えば腹部または背中）にも同様に取り付けられ得ることを認識するであろう。
【００１７】
以下にさらに記載するように、入力ユニット１００は、検査中の体内の生物学的活動を表す音響音波を収集し、音響音波を電気信号に変換し、次いで、（例えば、より簡単に伝送するべく、より高い忠実度を確実にするために）電気信号をデジタル化することができる。入力ユニット１００は、ステンレス鋼、アルミニウム、チタン、または他の好適な金属合金などの金属からなる構造体１０２を含むことができる。構造体１０２を作るために、通常、溶融金属が、ダイカストされ、次いで適切な形状に機械加工または押し出される。
【００１８】
いくつかの実施形態では、入力ユニット１００は、周囲環境への構造体１０２の露出を抑制するケーシングを含む。例えば、ケーシングは、汚染を防ぎ、洗浄性を改善するなどができる。一般に、ケーシングは、その底面に沿って配置された円錐形共振器を除く構造体１０２の実質的にすべてを封入する。円錐形共振器については、図３Ａ〜Ｂを参照して以下に詳しく記載する。ケーシングは、シリコンゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、または他の好適な材料で構成されてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、ケーシングは、その存在が微生物の成長、紫外線（ＵＶ）分解などを制限する添加剤を含む。
【００１９】
図２Ａは、電子聴診器システム用の入力ユニット２００の側面図を含み、一方、図２Ｂは、入力ユニット２００の側面断面図を含む。多くの場合、入力ユニット２００は、内部空洞がその中に画定された構造体２０２を含む。入力ユニット２００の構造体２０２は、内部空洞内に常駐するマイクロフォンに向けて音響音波を向けるように設計された円錐形共振器２０４を有してもよい。いくつかの実施形態では、横隔膜２１２（「振動膜」とも称される）は、円錐共振器２０４の広い開口部（「外側開口部」とも称される）にわたって延びる。横隔膜２１２は、肺によってしばしば作成されるような高音を聞くために使用することができる。横隔膜２１２は、エポキシ繊維ガラス化合物またはガラス繊維からなる薄いプラスチックディスクから形成することができる。
【００２０】
円錐形共振器２０４によって収集される音響音波の明瞭さを改善するために、入力ユニット２００は、異なる場所から生じる音を同時に監視するように設計されてもよい。例えば、入力ユニット２００は、検査中の体内から生じる音と周囲環境から生じる音を同時に監視するように設計されてもよい。したがって、入力ユニット２００は、内部音を示す音声データを作成するように構成された少なくとも１つのマイクロフォン２０６（「聴診マイクロフォン」と称される）と、周囲音を示す音声データを作成するように構成された少なくとも１つのマイクロフォン２０８（「環境マイクロフォン」とも称される）を含むことができる。聴診および周囲マイクロフォンの各々には、音響音波を電気信号に変換できるトランスデューサが含まれている。その後、ハブユニットに伝送する前に電気信号をデジタル化することができる。デジタル化により、ハブユニットは複数の入力ユニットから受信した信号を容易にクロック／同期できる。また、デジタル化により、ハブユニットが入力ユニットから受信した信号は、他の方法で実現可能な忠実度よりも、高い忠実度を有することが確実になる。
【００２１】
これらのマイクロフォンは、すべての方向から音を拾うように設計された無指向性マイクロフォン、または特定の方向から来る音を拾うように設計された指向性マイクロフォンである。例えば、入力ユニット２００は、円錐形共振器２０４の外側開口部に隣接する空間から生じる音を拾うように配向された聴診マイクロフォン（複数可）２０６を含むことができる。このような実施形態では、周囲マイクロフォン（複数可）２０８は、無指向性マイクロフォンまたは指向性マイクロフォンであり得る。別の例として、周囲マイクロフォン２０８のセットは、入力ユニット２００の構造体２０２内に等しく間隔を開けて置かれ、高指向性の周囲音をキャプチャして、ノイズおよび干渉を低減することができるフェイズドアレイを形成し得る。したがって、聴診マイクロフォン（複数可）２０６は、着信する内部音の経路（「聴診経路」とも称される）に焦点を合わせるように配設され、一方、周囲マイクロフォン（複数可）２０８は、着信する周囲音の経路（「周囲経路」とも称される）に焦点を合わせるように配設される。
【００２２】
従来、電子聴診器は、音響音波を示す電気信号を、望ましくないアーティファクトのフィルタ処理を担当するデジタル信号処理（ＤＳＰ）アルゴリズムにかける。しかしながら、このようなアクションは、一定の周波数範囲（例えば、１００〜８００Ｈｚ）内のほぼすべての音を抑制し、対象の内部音（例えば、鼓動、吸入、または呼気に対応するもの）を大きく歪ませる。しかしながら、ここで、プロセッサは、聴診マイクロフォン（複数可）２０６によって生成された音声データと、周囲マイクロフォン（複数可）２０８によって生成された音声データを別々に調べるノイズキャンセルアルゴリズムを採用することができる。より具体的には、プロセッサは、周囲マイクロフォン（複数可）２０８によって生成された音声データを解析し、もしあれば、聴診マイクロフォン（複数可）２０６によって生成された音声データをどのように改変すべきかを判定することができる。例えば、プロセッサは、一定のデジタル機能を、（例えば、それらが内部音に対応するため）増幅する、（例えば、それらが周囲音に対応するため）縮小する、または（例えば、それらがノイズを表すため）完全に削除するべきことを発見することができる。このような技術は、入力ユニット２００によって録音された音の明瞭さ、詳細、および品質を改善するために使用することができる。例えば、ノイズキャンセルアルゴリズムの適用は、少なくとも１つの入力ユニット２００を含む電子聴診器システムによって採用されるノイズ除去処理の不可欠な一部であり得る。
【００２３】
プライバシー保護のために、円錐形共振器２０４が体から離れる方向に向けられている間、聴診マイクロフォン（複数可）２０６も周囲マイクロフォン（複数可）２０８も録音を許可されない場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、聴診マイクロフォン（複数可）２０６および／または周囲マイクロフォン（複数可）２０８は、入力ユニット２００が体に付着されるまで録音を開始しない。このような実施形態では、入力ユニット２００は、構造体２０２が体の表面に適切に固定されているかどうかの判定を担当する１つ以上の付着センサ２１０ａ〜ｃを含むことができる。
【００２４】
入力ユニット２００は、ここに示される付着センサの任意のサブセットを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、入力ユニット２００は、円錐形共振器２０４の広い開口部の近くに位置付けされた付着センサ２１０ａ〜ｂのみを含む。別の例として、いくつかの実施形態では、入力ユニット２００は、円錐形共振器２０４の狭い開口部（「内部開口部」とも称される）の近くに位置付けされた付着センサ２１０ｃのみを含む。さらに、入力ユニット２００は、異なるタイプの付着センサを含むことができる。例えば、付着センサ２１０ｃは、円錐形共振器２０４を通じて光（例えば、赤外光）を放出し、次いで、円錐形共振器２０４に反射され返された光に基づいて、入力ユニット２００と体の表面との間の距離を判定するように設計された光学式近接センサであってもよい。別の例として、付着センサ２１０ａ〜ｃは、高周波信号のドロップオフを判定するようにプログラムされたアルゴリズムの助けを借りて、構造体２０２が、（「環境ノイズ」とも称される）周囲ノイズの存在に基づいて、体の表面に対してしっかりと密閉されているかどうかを判定するように設計された音声センサであり得る。別の例として、付着センサ２１０ａ〜ｂは、加えられた圧力の量に基づいて、構造体２０２が、体の表面に対してしっかりと密閉されているかどうかを判定するように設計された圧力センサであり得る。入力ユニット２００のいくつかの実施形態は、これらの異なるタイプの付着センサの各々を含む。前述の活性ノイズキャンセルアルゴリズムと組み合わせてこれらの付着センサ（複数可）２１０ａ〜ｃの出力を考慮することにより、プロセッサは接着状態を動的に判定することができる場合がある。すなわち、プロセッサは、これらの付着センサ（複数可）２１０ａ〜ｃの出力に基づいて、入力ユニット２００が、体に対する密閉を形成したかどうかを判定することができることがある。
【００２５】
図２Ｃは、「周囲音」と総称される数個の異なる音の経路を図示する。多くの場合、周囲マイクロフォンによって録音される「周囲音」は、実際には３つの異なる音、すなわち、（１）周囲環境内から生じる音、（２）円錐形共振器から漏れる音、および（３）検査中の身体に浸透する音の組み合わせになる。
【００２６】
図３Ａ〜Ｂは、電子聴診器システム用の入力ユニット３００の底面斜視図を含む。ここに示されるように、入力ユニット３００は、遠位部分３０４および近位部分３０６を有する構造体３０２を含む。聴診手順を開始するために、個人（例えば、医師または看護師などの医療専門家）は、検査中の身体の表面に対して入力ユニット３００の近位部分３０６を固定することができる。入力ユニット３００の近位部分３０６は、円錐形共振器３１０の広い開口部３０８を含むことができる。円錐形共振器３１０は、広い開口部３０８を通じて収集された聴診音波を狭い開口部３１２に向けるように設計することができ、これは聴診マイクロフォンにつながり得る。従来、広い開口部３０８は、約３０〜５０ミリメートル（ｍｍ）、３５〜４５ｍｍ、または３８〜４０ｍｍである。しかしながら、本明細書に記載される入力ユニット３００は、自動利得制御機能を有し得るため、より小さな円錐形共振器が使用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、広い開口部３０８は、３０ｍｍ、２０ｍｍ、または１０ｍｍ未満である。したがって、本明細書に記載される入力ユニットは、異なる用途などのために設計された、異なるサイズを有する多種多様な円錐形共振器をサポートできる可能性がある。
【００２７】
「遠位」および「近位」という用語に関して、特に指定しない限り、これらの用語は、体に対する入力ユニット３００の相対位置を指す。例えば、体への固定に好適な入力ユニット３００を指す場合、「遠位」は、デジタル信号の伝達に好適なケーブルが入力ユニット３００に接続される所に近い第１の位置を指し、「近位」は、入力ユニット３００が体と接触する所に近い第２の位置を指す。
【００２８】
図４は、電子聴診器システム４００を形成するために、１つ以上の入力ユニット４０２ａ〜ｎをハブユニット４０４に接続することができる方法を図示する。いくつかの実施形態では、複数の入力ユニットがハブユニット４０４に接続されている。例えば、電子聴診器システム４００は、４つの入力ユニット、６つの入力ユニット、または８つの入力ユニットを含み得る。一般に、電子聴診器システム４００は少なくとも６つの入力ユニットを含む。複数の入力ユニットを有する電子聴診器システムは、「マルチチャンネル聴診器」と称される場合がある。他の実施形態では、１つの入力ユニットのみがハブユニット４０４に接続される。１つの入力ユニットを有する電子聴診器システムは、「シングルチャンネル聴診器」と称される場合がある。
【００２９】
図４に示すように、各入力ユニット４０２ａ〜ｎは、対応するケーブル４０６ａ〜ｎを介してハブユニット４０４に接続することができる。一般に、対応するケーブル４０６ａ〜ｎを介して各入力ユニット４０２ａ〜ｎとハブユニット４０４との間に形成される伝送経路は、実質的に干渉がないように設計されている。例えば、ハブユニット４０４への伝送の前に、入力ユニット４０２ａ〜ｎにより電子信号をデジタル化し、電磁ノイズの発生／汚染を禁止することにより信号忠実度を確実にすることができる。ケーブルの例には、リボンケーブル、同軸ケーブル、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブル、高解像度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ）ケーブル、ＲＪ４５イーサネットケーブル、およびデジタル信号の伝達に好適なその他のケーブルが含まれる。各ケーブルは、（例えば、物理ポートを介して）ハブユニット４０４に接続された第１の端部と、（例えば、物理ポートを介して）対応する入力ユニットに接続された第２の端部を含む。したがって、各入力ユニット４０２ａ〜ｎは単一の物理ポートを含むことができ、ハブユニット４０４は複数の物理ポートを含むことができる。代替的に、単一のケーブルを使用して、すべての入力ユニット４０２ａ〜ｎをハブユニット４０４に接続してもよい。このような実施形態では、ケーブルは、ハブユニット４０４とインターフェース接続することができる第１の端部と、各々が単一の入力ユニットとインターフェース接続することができる一連の第２の端部とを含むことができる。このようなケーブルは、例えば、第２の端部の数に基づいて、「１対２ケーブル」、「１対４ケーブル」、または「１対６ケーブル」と称されることがある。
【００３０】
ハブユニット４０４に接続された入力ユニット４０２ａ〜ｎのすべてが聴診モードにあるとき、電子聴診器システム４００は、内部音を周囲音と比較するようにプログラムされた適応利得制御アルゴリズムを採用できる。適応利得制御アルゴリズムは、十分な音レベルが達成されたかどうかを判断するために、対象の聴診音（例えば、通常の気息、喘鳴、パチパチ音など）を分析する。例えば、適応利得制御アルゴリズムは、音のレベルが所定の閾値を超えるかどうかを判定してもよい。適応利得制御アルゴリズムは、（例えば、２つの異なる段階で）、最大１００倍の利得制御を達成するように設計できる。利得レベルは、入力ユニットアレイ４０８内の入力ユニットの数、ならびに各入力ユニット内の聴診マイクロフォン（複数可）によって録音された音のレベルに基づいて、適応的に調整することができる。いくつかの実施形態では、適応利得制御アルゴリズムは、フィードバックループの一部として展開するためにプログラムされる。したがって、適応利得制御アルゴリズムは、入力ユニットによって録音された音声に利得を適用し、音声が事前にプログラムされた強度閾値を超えるかどうかを判定し、その判定に基づいて追加の利得が必要かどうかを動的に判定する。
【００３１】
電子聴診器システム４００は、後処理手順中に適応利得制御アルゴリズムを展開できるため、入力ユニットアレイ４０８は、心臓、肺などによって引き起こされる広範囲の音に関する情報を収集することを許可され得る。入力ユニットアレイ４０８の入力ユニット４０２ａ〜ｎは、体の表面に沿った（または全く異なる体の上の）異なる解剖学的位置に置くことができるため、異なる生体認証特徴（例えば、呼吸数、心拍数、または喘鳴の程度、パチパチ音など）が、電子聴診器システム４００によって同時に監視できる。
【００３２】
図５は、各入力ユニットが慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を含む場合、入力ユニットアレイ（例えば、図４の入力ユニットアレイ４０８）を使用して体の呼吸パターンを検出する方法を図示する。ＩＭＵによって生成されたデータは、例えば、体のジェスチャーの方位を判定するためにも使用できる。ＩＭＵは、物体の力、角速度、傾向／傾斜、および／または磁場を測定するために設計された電子部品である。一般に、ＩＭＵには、加速度計（複数可）、ジャイロスコープ（複数可）、磁力計（複数可）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。ここで、例えば、各入力ユニットは、３軸加速度計と３軸ジャイロスコープを有する６軸ＩＭＵを含む。
【００３３】
入力ユニットアレイの各入力ユニットにＩＭＵが含まれているとき、電子聴診器システムはこれらのＩＭＵの出力を調べて、入力ユニットが取り付けられている体の呼吸パターンを確証できる。個々の入力ユニットについて、（例えば、加速度計によって測定される）加速度の変化は、吸入または呼気を示している場合がある。体のさまざまな一部に沿って位置付けされたＩＭＵの出力を同期させることにより、電子聴診器システムは、内部音と一緒に呼吸状態を確証できる。例えば、電子聴診器システムは、腹部に取り付けられ入力ユニット（複数可）が実質的に静止したまま、または下に移動している間に、胸上部に取り付けられた入力ユニット（複数可）が上方に移動した場合、吸入が起きた可能性が高いと判定する場合がある。別の例として、電子聴診器システムは、腹部に取り付けられた入力ユニット（複数可）が実質的に静止したまま、または上に移動している間に、胸上部に取り付けられた入力ユニット（複数可）が下に移動した場合、呼気が起きた可能性が高いと判定することがある。電子聴診器システムは、音声データ内で発見した内部音（例えば、喘鳴やパチパチ音）を吸入、呼気、休息期間などに関連付けることができる。検査中に呼吸状態を絶えず監視することにより、電子聴診器システムは、発見した内部音のコンテキストをよりよく理解できる可能性がある。
【００３４】
図６は、入力ユニットを位置付けることができる数個の異なる解剖学的場所を示す。第１の例では、図６に示す解剖学的場所の各々に単一の入力ユニットが取り付けられている。例えば、電子聴診器システムは、体の腹側に沿って配設された４つの入力ユニット、体の左側面に沿って配設された２つの入力ユニット、および体の右側面に沿って配設された２つの入力ユニットを含むことができる。したがって、アレイには、内部音と周囲音を同時に監視できる８つの入力ユニットを含めることができる。第２の例では、単一の入力ユニットをこれらの異なる解剖学的場所の間で移動させることができる。（例えば、ＩＭＵによって生成されたデータに基づいて）入力ユニットの位置／移動を監視することにより、入力ユニットの移動経路を確証することができる。移動経路により、入力ユニットによって生成された（音声データなど）データを特定の解剖学的場所に後でマッピングできる。したがって、複数の入力ユニットのアレイをシミュレートするような方法で、単一の入力ユニットを体全体に移動させることができる。
【００３５】
当業者は、入力ユニットのさまざまな数、およびそれらの入力ユニットのさまざまな配設が、異なる状況で有用であり得ることを認識するであろう。したがって、どの内部音（複数可）または器官系（例えば、循環器系、呼吸器系、または胃腸系）に関心があるかに依存して、電子聴診器システムの実施形態は、入力ユニットの異なる数、入力ユニットの異なる配設などを含み得る。
【００３６】
アレイ内の入力ユニットがどのように展開されているかを発見しやすくするために、各入力ユニットは位置支援追跡機能を所有している場合がある。つまり、各入力ユニットは、３次元の幾何学的空間でそれ自体を監視することが可能である。さらに、各入力ユニットは、（例えば、ブルートゥースビーコンまたは他のローカルブロードキャストテクノロジーを介して）、アレイ内の他の入力ユニットに対する自身の場所を監視することが可能である。したがって、電子聴診器システムは、アレイが１つの入力ユニットまたは複数の入力ユニットを含むかどうかに関係なく、各入力ユニットの位置意識を（例えば、対応する各ＩＭＵの出力を監視することによって）有することができる。
【００３７】
位置情報は、さらなる確認のために電子聴診器システムのハブユニットによって記録されてもよい。このようなアクションにより、電子聴診器システムは、経時的な位置の追跡、予想しない／予想される位置の変動の検出、および予想しない／予想される変動の監視を行うことができる。一般に、「予想される変動」とは、吸入や呼気など、検査中に起きると予想される動きである。一方、「予想しない変動」とは、検査中に起こると予想されない動きである。予想しない変動の例には、咳発作、長時間の無吸入または無呼気などが含まれる。いくつかの実施形態では、各入力ユニットは、個々に（例えば、他の入力ユニットを参照せずに）、独自の位置を確立するように設計されてもよい。
【００３８】
従って、各入力ユニットの位置に関する情報は、ハブユニットまたは別個の記録システム（例えば、ネットワークアクセス可能な記憶装置）に含まれ得るメモリに記入され得る。入力ユニットの位置を経時的に追跡することにより、（例えば、聴診モデルの構築のコンテキストで）、半監視の機械学習と監視なし機械学習に必要な機能のラベル付けも容易になる。例えば、診断プラットフォームは、位置データに関連する音声データを調べることにより、吸入前、吸入中、吸入後に監視する機能（複数可）を発見することができる。同様に、診断プラットフォームは、呼気前、呼気中、または呼気後に監視する機能（複数可）を発見することができる。診断プラットフォームは、電子聴診器システム、または電子聴診器システムに通信可能に結合される別のコンピューティングデバイス（例えば、携帯電話またはネットワークアクセス可能なサーバシステム）上に常駐してもよい。
【００３９】
上記のように、いくつかの実施形態では、各入力ユニットは、追跡目的で他の近くの入力ユニット（複数可）と通信することができてもよい。例えば、アレイ内の入力ユニットは互いに通信し（例えば、ブルートゥースビーコンまたは他のローカル同報技術を介して）、アレイ内の他の入力ユニットに対するそれらの位置を確証してもよい。このような機能は、入力ユニットの展開中（例えば、入力ユニットがアレイ内の他の入力ユニットに対して適切な場所にあるときを示す間）、または後処理中（例えば、ハブコンポーネントが対応する入力ユニットの場所に基づいて音声データの複数のセットを処理する方法を判定する間）に有用な場合がある。
【００４０】
図７は、電子聴診器システムの入力ユニット７００およびハブユニット７５０の例示的なコンポーネントを示す高レベルブロック図である。入力ユニット７００およびハブユニット７５０の実施形態は、図７に示されるコンポーネントの任意のサブセット、およびここに示されていない追加のコンポーネントを含むことができる。例えば、入力ユニット７００のいくつかの実施形態は、（例えば、皮膚湿度に基づく）発汗、温度などの体の生体認証特徴を監視することが可能な生体認証センサを含む。追加的または代替的に、生体認証センサは、気息パターン（「呼吸パターン」とも称される）を監視し、心臓の電気的活動を記録するなどのように設計されてもよい。
【００４１】
入力ユニット７００は、１つ以上のプロセッサ７０４、無線トランシーバ７０６、１つ以上のマイクロフォン７０８、１つ以上の付着センサ７１０、メモリ７１２、および／または、電力インターフェース７１６に電気的に結合された電力コンポーネント７１４を含むことができる。これらのコンポーネントは、ハウジング７０２（「構造体」とも称される）内に常駐してもよい。
【００４２】
上述のように、マイクロフォン（複数可）７０８は、音響音波を電気信号に変換することができる。マイクロフォン７０８は、内部音を示す音声データを作成するように構成された聴診マイクロフォン（複数可）、周囲音を示す音声データを作成するように構成された周囲マイクロフォン（複数可）、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。電気信号の値を表す音声データは、少なくとも一時的にメモリ７１２に保存することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ（複数可）７０４は、ハブユニット７５０にダウンストリームを伝送する前に音声データを処理する。例えば、プロセッサ（複数可）７０４は、デジタル信号処理、ノイズ除去、利得制御、ノイズキャンセル、アーティファクト除去、特徴特定などのために設計されたアルゴリズムを適用してもよい。いくつかの実施形態では、ハブユニット７５０にダウンストリームを伝送する前に、最小限の処理がプロセッサ７０４によって行われる。例えば、プロセッサ（複数可）７０４は、入力ユニット７００のアイデンティティを指定するメタデータを音声データに単に追加してもよいし、マイクロフォン（複数可）７０８によって音声データに既に追加されたメタデータを調べてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、入力ユニット７００とハブユニット７５０とは、対応するデータインターフェース７１８、７７０の間に接続されたケーブルを介して互いにデータを送信する。例えば、マイクロフォン（複数可）７０８によって生成された音声データは、ハブユニット７５０のデータインターフェース７７０への伝送のために、入力ユニット７００のデータインターフェース７１８に転送されてもよい。代替的に、データインターフェース７７０は、無線トランシーバ７５６の一部であってもよい。無線トランシーバ７０６は、ハブユニット７５０の無線トランシーバ７５６との無線接続を自動的に確立するように構成され得る。無線トランシーバ７０６、７５６は、近距離無線通信（ＮＦＣ）、無線ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、セルラーデータプロトコル（例えば、ＬＴＥ、３Ｇ、４Ｇ、または５Ｇ）、または独自のポイントツーポイントプロトコルなどの双方向通信プロトコルを介して、互いに通信することができる。
【００４４】
入力ユニット７００は、必要に応じて、ハウジング７０２内に常駐する他のコンポーネントに、電力を供給することができる電力コンポーネント７１４を含むことができる。同様に、ハブユニット７５０は、ハウジング７５２内常に常駐する他のコンポーネントに、電力を供給することができる電力コンポーネント７６６を含むことができる。電力コンポーネントの例には、充電式リチウムイオン（Ｌｉ−Ｉｏｎ）電池、充電式ニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池、充電式ニッケルカドミウム（ＮｉＣａｄ）電池などが含まれる。いくつかの実施形態では、入力ユニット７００は専用の電力コンポーネントを含まず、したがってハブユニット７５０から電力を受信する必要がある。（例えば、電気接点の物理的接続を介して）電力の伝送を促進するように設計されたケーブルは、入力ユニット７００の電力インターフェース７１６と、ハブユニット７５０の電力インターフェース７６８との間に接続され得る。
【００４５】
電力チャネル（すなわち、電力インターフェース７１６と電力インターフェース７６８との間のチャネル）、およびデータチャネル（すなわち、データインターフェース７１８とデータインターフェース７７０との間のチャネル）は、例示のみを目的とし別個のチャネルとして示されている。当業者は、これらのチャネルを同じケーブルに含めることができることを認識するであろう。したがって、データおよび電力を運ぶことが可能な単一のケーブルを入力ユニット７００とハブユニット７５０の間に結合することができる。
【００４６】
ハブユニット７５０は、１つ以上のプロセッサ７５４、無線トランシーバ７５６、ディスプレイ７５８、コーデック７６０、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータ７６２、メモリ７６４、および電源コンポーネント７６６を含むことができる。これらのコンポーネントは、ハウジング７５２（「構造体」とも称される）内に常駐してもよい。上述のように、ハブユニット７５０の実施形態は、これらのコンポーネントの任意のサブセット、およびここに示されていない追加のコンポーネントを含むことができる。例えば、ハブユニット７５０のいくつかの実施形態は、検査中の個人の呼吸状態または心拍数、ネットワーク接続状態、電力接続状態、入力ユニット７００の接続状態などの情報を提示するためのディスプレイ７５８を含む。ディスプレイ７５８は、触覚入力機構（例えば、ハウジング７５２の表面に沿ってアクセス可能なボタン）、音声入力機構（例えば、音声コマンド）などを介して制御され得る。別の例として、ハブユニット７５０のいくつかの実施形態は、ディスプレイ７５８ではなく、操作ガイダンス用のＬＥＤインジケータ（複数可）７６２を含む。このような実施形態では、ＬＥＤインジケータ７６２は、ディスプレイ７５８が有するであろう、同様の情報を伝達することができる。別の例として、ハブユニット７５０のいくつかの実施形態は、ディスプレイ７５８およびＬＥＤインジケータ７６２を含む。
【００４７】
入力ユニット７００のマイクロフォン７０８（複数可）によって生成された電気信号を表す音声データを受信すると、ハブユニット７５０は、着信データの復号化を担当するコーデック７６０に音声データを提供することができる。コーデック７６０は、例えば、編集、処理などのために音声データを（例えば、入力ユニット７００によって適用される符号化を逆にすることにより）復号することができる。コーデック７６０は、入力ユニット７００内の聴診マイクロフォン（複数可）によって生成される音声データと、入力ユニット７００内の周囲マイクロフォン（複数可）によって生成される音声データを、順次または同時に処理するように設計できる。
【００４８】
その後、プロセッサ（複数可）７５４は音声データを処理することができる。入力ユニット７００のプロセッサ（複数可）７０４と同様に、ハブユニット７５０のプロセッサ（複数可）７５４は、デジタル信号処理、ノイズ除去、利得制御、ノイズキャンセル、アーティファクト除去、特徴特定などのために設計されたアルゴリズムを適用してもよい。これらのアルゴリズムのいくつかは、入力ユニット７００のプロセッサ（複数可）７０４によって、すでに適用されている場合は不要である。例えば、いくつかの実施形態では、ハブユニット７５０のプロセッサ（複数可）７５４はアルゴリズム（複数可）を適用して、音声データの診断関連機能を発見するが、他の実施形態では、入力ユニット７００のプロセッサ（複数可）７０４が、診断的に関連する特徴をすでに発見している場合、そのようなアクションは必要ではないかもしれない。一般に、診断に関連する機能は、所定のパターン定義パラメータに一致する音声データの値のパターンに対応する。別の例として、いくつかの実施形態では、ハブユニット７５０のプロセッサ（複数可）７５４は、アルゴリズム（複数可）を適用して音声データのノイズを低減し、信号対ノイズ（ＳＮＲ）比を改善するが、他の実施形態では、これらのアルゴリズム（複数可）は、代わりに、入力ユニット７００のプロセッサ（複数可）７０４によって適用される。
【００４９】
電力インターフェース７６８に加えて、ハブユニット７５０は電力ポートを含むことができる。（「電源ジャック」とも称される）電源ポートにより、ハブユニット７５０を電源（例えば、電気コンセント）に物理的に接続できる。電源ポートは、異なるコネクタタイプ（Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１９など）とのインターフェース接続が可能である。追加的または代替的に、ハブユニットは、外部ソースから無線で電力を受信することができる集積回路（「チップ」）を有する電力受信機を含んでもよい。電力受信機は、ワイヤレスパワーコンソーシアムによって開発されたＱｉ規格または他の何らかの無線電力規格に従って送信される電力を受信するように構成されてもよい。
【００５０】
いくつかの実施形態では、ハブユニット７５０のハウジング７５２は音声ポートを含む。（「音声ジャック」とも称される）適切音声ポートは、音声などの信号をヘッドフォンなどの付属品の適切なプラグに送信するために使用できるコンセントである。音声ポートには通常、適切なプラグが音声ポートに挿入されたときに音声信号を簡単に送信できるようにする２、３、または４つの接点が含まれる。例えば、ほとんどのヘッドフォンには、３．５ミリメートル（ｍｍ）の音声ポート用に設計されたプラグが含まれている。追加的または代替的に、ハブユニット７５０の無線トランシーバ７５６は、（例えば、ＮＦＣ、ブルートゥースなどを介して）、音声信号を無線ヘッドフォンに直接送信することができてもよい。
【００５１】
上記のように、入力ユニット７００のプロセッサ７０４および／またはハブユニット７５０のプロセッサ７５４は、さまざまなアルゴリズムを適用して、異なる機能をサポートすることができる。このような機能の例は、
音声データで失われたデータパケットの減衰、
ノイズ依存のボリュームコントロール、
ダイナミックレンジ圧縮、
自動利得制御、
均等化、
ノイズの抑制、および
音響エコーキャンセル、を含む。
【００５２】
各機能は、メモリ（例えば、入力ユニット７００のメモリ７１２またはハブユニット７５０のメモリ７６４）に常駐する別個のモジュールに対応してもよい。したがって、入力ユニット７００およびハブユニット７５０は、減衰モジュール、音量制御モジュール、圧縮モジュール、利得制御モジュール、等化モジュール、ノイズ抑制モジュール、エコーキャンセルモジュール、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００５３】
図８は、検査中の被検者８０２に付着された電子聴診器システム８０４を含むネットワーク環境８００の例を図示する。電子聴診器システム８０４は、内部音を示す音声データ、周囲音を示す音声データ、またはそれらの任意の組み合わせを生成することを担当し得る。これらの異なるタイプの音声データは「音声データ」と総称される場合がある。電子聴診器システム８０４は、１つ以上のコンピューティングデバイスに音声データを送信するように構成することができる。ここで、例えば、電子聴診器システム８０４は、音声データを携帯電話８０８およびネットワークアクセス可能なサーバシステム８１０（「ネットワーク化されたデバイス」と総称される）に送信する。
【００５４】
ネットワーク化されたデバイスは、１つ以上のネットワーク８０６ａ〜ｃを介して電子聴診器システム８０４に（および互いに）接続することができる。ネットワーク８０６ａ〜ｃは、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ（複数可））、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ（複数可））、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ（複数可））、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ（複数可））、セルラーネットワーク、インターネットなどを含むことができる。追加的または代替的に、ネットワーク化されたデバイスは、短距離通信プロトコルを通じて電子聴診器システム８０４と（または互いに）通信してもよい。例えば、電子聴診器システム８０４は、（例えば、ブルートゥース通信チャネルを介して）、音声データを携帯電話８０８に送信し、その後、携帯電話８０８は、（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ通信チャネルまたはセルラー通信チャネルを介して）、音声データの少なくともいくつかをネットワークアクセス可能なサーバシステム８１０に送信する。別の例として、電子聴診器システム８０４は、（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ通信チャネルまたはセルラー通信チャネルを介して）、音声データをネットワークアクセス可能なサーバシステム８１０に直接送信してもよい。
【００５５】
音声データを処理し、音声データを解析して診断に関連する機能を特定し、生体認証特徴（例えば、呼吸数または心拍数など）のパターンを発見するか、診断をレンダリングするように構成された診断プラットフォームが、ネットワーク化されたデバイスのいずれかに常駐する。例えば、診断プラットフォームは、携帯電話８０８、ネットワークアクセス可能なサーバシステム８１０、またはそれらの任意の組み合わせに常駐することができる。
【００５６】
個人（例えば、被検者または医師や看護師などの医療専門家）は、インターフェースを介して診断プラットフォームとインターフェース接続することができる。インターフェースは、ウェブブラウザ、デスクトップアプリケーション、モバイルアプリケーション、またはオーバーザトップ（ＯＴＴ）アプリケーションを介してアクセスできることが好ましい。したがって、インターフェースは、携帯電話８０８、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ゲームコンソール、音楽プレーヤー、ウェアラブル電子デバイス（例えば、時計またはフィットネスアクセサリー）、ネットワーク接続された（「スマート」）電子デバイス（例えば、テレビやホームアシスタントデバイス）、仮想／拡張現実システム（例えば、ヘッドマウントディスプレイ）、またはその他の電子デバイスで閲覧される。
【００５７】
いくつかの実施形態では、電子聴診器システム８０４は、リアルタイムで音声データをネットワーク化されたデバイスに送信する。例えば、電子聴診器システム８０４は、ネットワーク化されたデバイスに通信可能に結合されたままである限り、ネットワーク化されたデバイスにオーディオデータを絶えずアップロードすることができる。したがって、個人は、電子聴診器システム８０４が展開されている間、インターフェース上で音声データを観察（またはそのようなデータの分析を）する場合がある。他の実施形態では、電子聴診器システム８０４は、定期的に（例えば、１時間ごと、毎日、または毎週）、音声データをネットワーク化されたデバイスに送信（またはそのようなデータの分析を）する。
【００５８】
図９は、ハブユニット９５０への伝送の前に、入力ユニット９００によって生成されたオーディオデータが、どのように処理され得るかについての一般的な図を含む。ここに示されるように、入力ユニット９００は、制御基板９０２（「プリント回路基板」または「回路基板」とも称される）に電気的に接続される１つ以上のマイクロフォン９０４、増幅器９０６、およびアナログデジタル変換器９０８を含み得る。
【００５９】
最初に、マイクロフォン（複数可）９０４は、検査中の体内から生じる内部音および／または周囲環境から生じる周囲音を示す音声データを生成することができる。マイクロフォン（複数可）９０４は、その出力が高性能ＭＥＭＳ要素を活用する微小電子機械システム（「ＭＥＭＳ」）マイクロフォンを含むことができる。ＭＥＭＳマイクロフォンの数個の例を図１０に示す。ＭＥＭＳマイクロフォンは、瞬間空気圧レベルに比例する出力電圧を作成する。通常、ＭＥＭＳマイクロフォンは３つのピンを有し、すなわち、出力、電源電圧（例えば、ＶＤＤ）、および接地を有する。従来のマイクロフォンと比較して、ＭＥＭＳマイクロフォンはＳＮＲが高く、消費電力が低く、感度が優れている。
【００６０】
マイクロフォン（複数可）９０４によって生成された音声データは、制御された方法で利得を自動的に適用して、（例えば、ＳＮＲを増加させることにより）音声データを改善するように設計された増幅器９０６に提供され得る。その後、アナログデジタル変換器９０８は、音声データをデジタル信号に変換することができる。すなわち、アナログデジタル変換器９０８は、音声データを表す連続時間連続振幅アナログ信号を離散時間離散振幅デジタル信号に変換することができる。変換により（アナログ入力の量子化などが原因で）少量のノイズが導入されるが、デジタル出力により電磁干渉（ＥＭＩ）は確実に大幅に回避される。さらに、変換は、ハブユニット９５０が複数の入力ユニットから受信したデータが、互換性のある形式であることを確実にする場合がある。デジタル出力は、ハブユニット９５０に接続されたすべての入力ユニット（複数可）にわたって同期的であってもよい。
【００６１】
一方、ハブユニット９５０は、制御基板９５２に電気的に接続されたプロセッサ９５４を含むことができる。最初に、プロセッサ９５４は、ハブユニット９５０に接続された入力ユニット（複数可）から受信したデジタル信号（複数可）を集約できる。ハブユニット９５０は、１、２、４、６、８、１２、または１６個の入力ユニットに接続されてもよい。さらに、プロセッサ９５４は、これらのデジタル信号（複数可）を同期的に処理してもよい。いくつかの実施形態では、ハブユニット９５０は、周囲環境から生じる周囲音を示す音声データを生成するマイクロフォンを含む。このような実施形態では、プロセッサ９５４は、マイクロフォンによって録音された音声データに基づいて各デジタル信号に対してノイズキャンセル処理を同時に実行することができる。
【００６２】
図１１は、１つ以上の入力ユニットおよびハブユニットを有する電子聴診器システムを使用して生体認証特徴を監視する処理１１００のフロー図を示す。最初に、電子聴診器システムは、入力ユニット（複数可）が検査中の体の表面に適切に固定されているかどうかを判定する（ステップ１１０１）。例えば、プロセッサは、各入力ユニットの付着センサ（複数可）によって生成されたデータを調べて、各入力ユニットの接着状態を確証してもよい。付着センサの例には、光学式近接センサ、音声センサ、圧力センサなどが含まれる。いくつかの実施形態では、電子聴診器システムは、このような分析を（例えば、個人の入力が要求されない）自動的に行うように構成される。
【００６３】
入力ユニット（複数可）が体の表面に適切に固定されていると判定したことに応答して、電子聴診器システムは、各入力ユニット内に収容されたマイクロフォン（複数可）による録音を開始することにより音声データを生成できる（ステップ１１０２）。マイクロフォン（複数可）は、内部音を示す音声データを作成するように構成された聴診マイクロフォン（複数可）、周囲音を示す音声データを作成するように構成された周囲マイクロフォン（複数可）、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、各入力ユニットによって生成された音声データは、少なくとも一時的に、対応する入力ユニット内に収容されたメモリに保存される。
【００６４】
その後、各入力ユニットは、その音声データをさらなる確認のためにハブユニットに送信することができる（ステップ１１０３）。いくつかの実施形態では、各入力ユニットは、ハブユニットへのダウンストリーム伝送の前に音声データを処理する。例えば、入力ユニットは、デジタル信号処理、ノイズ除去、利得制御、ノイズキャンセル、アーティファクト除去、特徴特定などのために設計されたアルゴリズムを適用する場合がある。他の実施形態では、ハブユニットへのダウンストリーム伝送の前に、入力ユニットにより最小限の処理が行われる。例えば、入力ユニットは、ソースを指定するメタデータを音声データに単に追加するか、（例えば、それを生成することを担当するマイクロフォン（複数可）によって）音声データに既に加えられているメタデータを調べる。
【００６５】
入力ユニット（複数可）からの音声データの受信に続いて、ハブユニットは、音声データを調べることにより生体認証特徴を発見または監視することができる（ステップ１１０４）。生体認証特徴の例には、呼吸数、心拍数、喘鳴／パチパチ音の程度などが含まれる。生体認証特徴を発見するために、ハブユニットは、所定のパターン定義パラメータにほぼ一致する値を有する、音声データのセグメントを特定するように設計されたアルゴリズムを適用できる。同様に、生体認証特徴を監視するために、ハブユニットは、生物学的事象（例えば、吸入または呼気）の連続発生間の変動、体が経験した生物学的事象（例えば、鼓動）間の変動、および対象サンプルのそれらを確証するように設計されたアルゴリズム（複数可）を適用できる。例えば、ハブユニットは、異常が存在するかどうかを発見するために、鼓動を一連の対象サンプルと比較する。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ハブユニットは、生体認証特徴に関連する情報の表示を引き起こす（ステップ１１０５）。例えば、生体特徴に関する情報は、個人（例えば、医師または看護師などの医療専門家）による確認のためにディスプレイ上に提示され得る。追加的または代替的に、情報は別のコンピューティングデバイスに表示されてもよい。例えば、ハブユニットは、さらなる確認のために音声データ（またはそのようなデータの分析）を別のコンピューティングデバイスに送信してもよい。同様に、ハブユニットは、少なくともいくつかの音声データ（またはそのようなデータの分析）をネットワークにわたって別のコンピューティングデバイスに送信してもよい（ステップ１１０６）。コンピューティングデバイスの例には、携帯電話、タブレットコンピュータ、ウェアラブル電子デバイス、およびネットワークアクセス可能なサーバシステムが含まれる。
【００６７】
物理的な可能性に反しない限り、上記のステップはさまざまな順序および組み合わせで行えることが想定される。例えば、ハブユニットは、音声データをリアルタイムで（例えば、音声データ自体を実際に調べる前に）別のコンピューティングデバイスにストリーミングするように構成されてもよい。他のステップもいくつかの実施形態に含まれ得る。例えば、各入力ユニットは、さらなる確認のためにそれをハブユニットに送信する前に音声データを処理するように構成されてもよい。
【００６８】
処理システム
図１２は、本明細書に記載する少なくともいくつかの動作を実装することができる処理システム１２００の一例を示すブロック図である。例えば、処理システム１２００のいくつかのコンポーネントは、入力ユニット（例えば、図７の入力ユニット７００）上で、ハブユニット（例えば、図７のハブユニット７５０）上で完全にホストされ、またはユニットとその入力ユニットに分散されてもよい。別の例として、処理システム１２００のいくつかのコンポーネントは、電子聴診器システムのハブユニットに通信可能に結合されたコンピューティングデバイス上でホストされてもよい。
【００６９】
処理システム１２００は、１つ以上の中央処理装置（「プロセッサ」）１２０２、メインメモリ１２０６、不揮発性メモリ１２１０、ネットワークアダプタ１２１２（例えば、ネットワークインターフェース）、ビデオディスプレイ１２１８、入力／出力デバイス１２２０、制御デバイス１２２２（例えば、キーボードおよびポインティングデバイス）、記憶媒体１２２６を含む駆動ユニット１２２４、およびバス１２１６に通信可能に接続された信号生成デバイス１２３０を含み得る。バス１２１６は、適切なブリッジ、アダプタ、またはコントローラによって接続される１つ以上の物理バスおよび／またはポイントツーポイント接続を表す抽象として示されている。したがって、バス１２１６には、システムバス、周辺機器相互接続（ＰＣＩ）バスまたはＰＣＩ高速バス、ハイパートランスポートまたは業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、小型コンピュータシステムインターフェース（ＳＣＳＩ）バス、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＩＣ（Ｉ２Ｃ）バス、または米国電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）標準１３９４バス（「ファームウェア」とも称される）含めることができる。
【００７０】
処理システム１２００は、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、ゲーム機、音楽プレーヤー、ウェアラブル電子デバイス（例えば、時計またはフィットネストラッカー）、ネットワーク接続された（「スマート」）デバイス（例えば、テレビまたはホームアシスタントデバイス）、仮想／拡張現実システム（例えば、ヘッドマウントディスプレイ）、または、処理システム１２００によって（シーケンシャルまたは別の方法で）されるアクションを指定する、一連の命令を実行可能な別の電子デバイスのそれと同様のコンピュータプロセッサアーキテクチャーを共有してもよい。
【００７１】
メインメモリ１２０６、不揮発性メモリ１２１０、および（「機械可読媒体」とも称される）記憶媒体１２２６は単一の媒体として示されているが、「機械可読媒体」および「記憶媒体」という用語は、１つ以上の命令セット１２２８を保存する単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中型／分散型データベースおよび／または関連するキャッシュおよびサーバ）を含むと理解される。「機械可読媒体」および「記憶媒体」という用語は、処理システム１２００による実行のための命令セットを保存する、符号化する、または運ぶことが可能な任意の媒体も含むと理解される。
【００７２】
一般に、本開示の実施形態を実装するために実行されるルーチンは、オペレーティングシステムまたは特定のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、オブジェクト、モジュール、または一連の命令（「コンピュータプログラム」と総呼される）の一部として実装できる。コンピュータプログラムは、通常、コンピューティングデバイスのさまざまなメモリおよび記憶デバイスにさまざまな時点で設定される１つ以上の命令（例えば、命令１２０４、１２０８、１２２８）を含む。要素１つ以上のプロセッサ１２０２によって読み取られて実行されるとき、命令（複数可）は、処理システム１２００に、本開示のさまざまな態様に関係する要素を実行するための動作を行わせる。
【００７３】
さらに、実施形態は、完全に機能しているコンピューティングデバイスタのコンテキストで記載されてきたが、当業者は、さまざまな実施形態がさまざまな形態のプログラム製品として配布できることを理解するであろう。本開示は、本開示は、配信を果たすために使用される特別のタイプのマシンまたはコンピュータ可読媒体に関係なく適用される。
【００７４】
機械可読記憶媒体、機械可読媒体、またはコンピュータ可読媒体のさらなる例には、揮発性および不揮発性メモリデバイス１２１０、フロッピーおよび他のリムーバブルディスク、ハードディスクドライブ、光ディスク（例えば、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ））、およびデジタルおよびアナログ通信リンクなどの伝送型媒体などの記録型媒体が含まれる。
【００７５】
ネットワークアダプタ１２１２により、処理システム１２００は、処理システム１２００および外部エンティティによってサポートされる任意の通信プロトコルを通じて、ネットワーク１２１４内のデータを処理システム１２００の外部にあるエンティティと仲介することができる。ネットワークアダプタ１２１２は、ネットワークアダプタカード、無線ネットワークインターフェースカード、ルータ、アクセスポイント、無線ルータ、スイッチ、多層スイッチ、プロト変換器、ゲートウェイ、ブリッジ、ブリッジルータ、ハブを含むことができる、デジタル媒体レシーバ、および／またはリピータを含むことができる。
【００７６】
ネットワークアダプタ１２１２は、コンピュータネットワーク内のデータへのアクセス／プロキシの許可を統治および／または管理し、異なるマシンおよび／またはアプリケーション間のさまざまなレベルの信頼を追跡するファイアウォールを含み得る。ファイアウォールは、マシンとアプリケーション、マシンとマシン、および／またはアプリケーションとアプリケーションの特別のセット間で、（例えば、これらのエンティティ間のトラフィックとリソース共有のフローを調整するために）、アクセス権の所定のセットを実施できるハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントの任意の組み合わせを有する任意の数のモジュールであり得る。ファイアウォールは、個人、マシン、および／またはアプリケーションによるオブジェクトのアクセス権と操作権、および許可権が存在する事情を含む許可を詳述するアクセス制御リストへのアクセスを、追加的に管理および／または有することができる。
【００７７】
ここで導入する技術は、プログラム可能な回路（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ）、ソフトウェアおよび／またはファームウェア、専用ハードワイヤード（つまり、プログラム不可）回路、またはこのような形式の組み合わせによって実装できる。専用回路は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの形式にすることができる。
【００７８】
備考
本技術のさまざまな実施形態の前述の説明は、例示および説明の目的で提供された。網羅的であること、またはクレームされた主題を、開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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