專利名稱：用于電子聽(tīng)診器的拾音頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子聽(tīng)診器，尤其是涉及電子聽(tīng)診器的拾音頭。
聽(tīng)診器在工業(yè)中使用，尤其是當(dāng)用于監(jiān)聽(tīng)能夠指示機(jī)器中缺陷的某種確定的聲音時(shí)被采用，但是主要的使用領(lǐng)域是在醫(yī)學(xué)中，用于監(jiān)聽(tīng)與特定身體功能密切相關(guān)的聲音，特別是與肺、心以及靜脈一類重要器官有關(guān)的聲音。
醫(yī)生經(jīng)常要在同時(shí)接收的多種聲音中收聽(tīng)特定的聲音。這些各種聲音時(shí)常對(duì)應(yīng)于特定的頻帶，這種關(guān)系可見(jiàn)附圖4中示出的與各種類型的心臟病相關(guān)的聲音頻帶。例如，對(duì)于二尖瓣狹窄感興趣的醫(yī)生，如果能夠去除高于80Hz的頻率，則能夠?qū)崿F(xiàn)聽(tīng)診結(jié)果的實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，因?yàn)榫哂懈哂?0Hz頻率的聲音通常是與其它類型的病理現(xiàn)象而不是與這種心臟狹窄型的疾病相關(guān)聯(lián)。
已經(jīng)采用各種技術(shù)對(duì)于被希望從身體傳送到醫(yī)生耳朵或聲音記錄裝置的聲音頻率范圍進(jìn)行處理。例如，在本申請(qǐng)人的挪威95,0495專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種具有用于去除不希望頻率的可調(diào)帶通濾波器的電子裝置，即能夠去除＂噪聲＂，以便僅傳送正在進(jìn)行的特定診斷所感興趣的聲音。但是，還可以解決在聽(tīng)診器自身中的頻率整形和聲音頻率的適應(yīng)的問(wèn)題，即在聽(tīng)診器拾音部件中的這些問(wèn)題。在那些不具有電子放大功能的普通聽(tīng)診器上已經(jīng)安裝了設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同頻帶的衰減/放大的專用拾音頭，例如在專利文獻(xiàn)GB 2051584和US 4903794中，這兩項(xiàng)專利都公開(kāi)了這樣的聽(tīng)診器拾音頭，即具有設(shè)計(jì)用于提供在確定的頻率諧振的專門(mén)的空腔。在這兩項(xiàng)公開(kāi)的專利中的拾音頭都具有正向振動(dòng)膜，在膜的中央具有一個(gè)前向凸起的尖端，用于直接吻合在人體表面上。
電子型的聽(tīng)診器，即具有聲電換能器的聽(tīng)診器，以及在一定程度上和本發(fā)明的設(shè)計(jì)相關(guān)的聽(tīng)診器在專利文件DE2703781、DE2453936和DE932268中已經(jīng)公知。在DE2703781中公開(kāi)了一種具有壓電元件的人體聲音提取裝置。為了將振動(dòng)傳送到該元件，在一個(gè)筒狀的開(kāi)口中央放置一個(gè)凸出的銷，目的是避免通過(guò)空氣接收聲音。沒(méi)有采取對(duì)于提取的聲音的頻率進(jìn)行整形的措施。
DE2453926示出一種電子聽(tīng)診器，其中的聲音提取部件所具有的正向振動(dòng)膜帶有一個(gè)位于膜中央并且向前突出的＂底蓋帽＂(scull cap)。但是，聲音的振動(dòng)還是通過(guò)在該振動(dòng)膜內(nèi)部的空氣傳送到內(nèi)置的聽(tīng)診器部件。沒(méi)有提到對(duì)于特定頻帶的增強(qiáng)/衰減的特征。
DE932268公開(kāi)的是一種用于提取人體聲音的麥克風(fēng)，其中心栓把出自人體表面的振動(dòng)經(jīng)過(guò)一種半剛性的機(jī)械連接傳送到一個(gè)聲電換能器。圍繞該中心栓的是正向凸起的園形邊緣，其目的是提供使得該中心栓緊靠著皮膚的一個(gè)近似恒定的吻合力。沒(méi)有采取只對(duì)所傳送的去除了不希望的聲音和不希望的頻率的聲音進(jìn)行感應(yīng)的措施。
本發(fā)明的目的是提供一種用作一個(gè)電子聽(tīng)診器的一部分的拾音頭，其中通過(guò)該拾音頭結(jié)構(gòu)的本身把針對(duì)診斷目的的特定的頻率范圍增強(qiáng)而將其它的頻率范圍削減。
根據(jù)本發(fā)明，其目的是通過(guò)提供由所附的權(quán)利要求準(zhǔn)確限定了的拾音頭所實(shí)現(xiàn)的。所以，本發(fā)明的核心特征是，至少一個(gè)用于傳送振動(dòng)的細(xì)長(zhǎng)栓被放置在一個(gè)感應(yīng)聲音的杯形端的內(nèi)部中央，用杯形端的邊緣定界一個(gè)環(huán)繞該細(xì)長(zhǎng)栓的反射和/或吸收空間，以此方式將某些頻率向該栓的方向反射，而其它的頻率則不發(fā)生這種反射，從而該栓傳送頻率整形的聲音。杯形端自身不與該細(xì)長(zhǎng)栓聲耦合，它自身只從身體表面的一個(gè)很小的面積上提取聲音，而在該杯形端內(nèi)部反射之后傳送到的該栓的聲音主要是起源于在該杯形端下面限定的較大的身體表面區(qū)域。
下面將結(jié)合附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的拾音頭的一個(gè)實(shí)施例。
圖2示出圖1所示的拾音頭和一個(gè)電子部件連接在一起，構(gòu)成一個(gè)完整的電子聽(tīng)診器。
圖3是圖2示出的類型的一個(gè)完整的電子聽(tīng)診器，但是具有不同的拾音頭反射栓的設(shè)計(jì)。
圖4是表示某種類型的心臟病的有效聲音頻率范圍的頻率圖。
在圖1中示出的是本發(fā)明拾音頭的一個(gè)基本的實(shí)施例。該拾音頭自身用參考符號(hào)1表示，包括的最主要的部件是一個(gè)感應(yīng)聲音的杯形端2，一個(gè)中心栓3和一個(gè)聲電換能器裝置4。中心栓3直接連接到換能器4，換能器4通過(guò)電接觸點(diǎn)5與在圖中沒(méi)有示出的電子放大和處理電路相連接。通過(guò)振動(dòng)吸收襯墊6的作用使得感應(yīng)聲音的杯形端2與換能器4在聲音上脫離耦合。
該圖是貫穿拾音頭1的一個(gè)截面圖，并且顯然該拾音頭是關(guān)于和該中心栓的縱向軸重合的中心軸圓對(duì)稱的。但是，該形狀還可以是橢圓，或者可以使得該栓2具有矩形的周邊，或是三角形或多邊形的周邊。
當(dāng)邊沿區(qū)域7吻合在人體的表面上時(shí)，拾音頭的感應(yīng)聲音的杯形端2定界在人體表面上聽(tīng)診的區(qū)域。從在該人體表面上定界的該聽(tīng)診區(qū)域傳出的聲音能夠隨即被在該感應(yīng)聲音的杯形端2中的內(nèi)壁8朝向中心栓3反射以便提供除了由該栓在其所耦合的很小的中心區(qū)域中直接提取的聲音之外的附加的聲音。在這種連接中的重要的參數(shù)是內(nèi)壁的形狀，即可能的曲率或平坦性、在內(nèi)壁8和邊沿區(qū)的平面7之間的傾角B和內(nèi)壁8的材料和出現(xiàn)的聲音的頻率。雙曲線的內(nèi)壁8，例如在交叉部分具有拋物線，將朝向在中心栓3上的一個(gè)確定的位置提供一個(gè)聚焦效果，而圖1示出的錐形的內(nèi)壁8(即當(dāng)貫穿一個(gè)園形對(duì)稱的拾音頭示出的截面圖)將進(jìn)一步地把反射的聲音分布到該栓的整個(gè)區(qū)域上。所以，考慮到出自人體表面的定界區(qū)域的總的聲音信號(hào)的不同部分到達(dá)換能器4的時(shí)間，內(nèi)壁8的不同的形狀是重要的，并且有可能＂修改＂該內(nèi)壁8的形狀以便向拾音頭提供相關(guān)于特定感興趣的人體聲音的最佳的可能響應(yīng)。當(dāng)然，同樣是本發(fā)明的實(shí)施例(沒(méi)示出)的另一個(gè)聽(tīng)診器拾音頭將使得內(nèi)壁8具有能夠改變的形狀，最好的方式是在拾音頭外部的一個(gè)單一的手指操作按鈕，通過(guò)直接地將機(jī)械力傳輸?shù)揭粋€(gè)張力部件，強(qiáng)迫內(nèi)壁8改變其曲率，從而給出形狀的改變，并從而向拾音頭提供不同的總體響應(yīng)。
還可能使內(nèi)壁8的一個(gè)區(qū)域或某些區(qū)域具有不同的與頻率相關(guān)的聲音反射或聲音吸收性質(zhì)，以便在涉及到特殊聲音的最佳傳送的一個(gè)所希望的方向上感應(yīng)該拾音頭的響應(yīng)。在本發(fā)明的一個(gè)變形中，感應(yīng)聲音的杯形端具有完全吸收性質(zhì)的內(nèi)壁。這將有可能消除回聲和出自該杯形端的聲音，使得只由中心栓將聲音的振動(dòng)傳送到換能器4。
在拾音頭1的其它的可變參數(shù)當(dāng)中，必須提及的是中心栓3本身，作為起點(diǎn)的該中心栓是一個(gè)由硬質(zhì)材料，例如鋼材料制成的剛性的長(zhǎng)形棒。但是，該拾音頭也可以具有幾個(gè)這樣的栓，它們排列在感應(yīng)聲音的杯形端2的中央。這些栓可以被接到單一的聲電換能器4，或者針對(duì)每一個(gè)分別的栓配備一個(gè)獨(dú)立的換能器，以便獲得雙重的、三重的等等拾音頭。在這種＂多重栓＂的情況中，這些栓的角度可以從精確的軸的方向(相對(duì)于圖1中示出的單個(gè)栓的情況)導(dǎo)出，并且所指的方向和在身體表面內(nèi)的聲源的深度有可能通過(guò)所附的電子線路和計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)計(jì)算。
盡管強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的要點(diǎn)是利用杯形端的內(nèi)壁8的“專門(mén)設(shè)計(jì)”的尺寸和形狀將直接的聲音和反射的聲音進(jìn)行特定的組合(該直接聲音來(lái)自由一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)中心栓提供的小的中心區(qū)域，而該反射的聲音則是從被感應(yīng)聲音的杯形端的內(nèi)側(cè)定界的較大的身體表面區(qū)反射到該中心栓)，但是，還應(yīng)該注意到一個(gè)特定的實(shí)施例有可能通過(guò)在感應(yīng)聲音的杯形端的整個(gè)開(kāi)口上，即在正向凸起的中心栓3的外部緊繃一個(gè)在圖1中以虛線示出的振動(dòng)膜9來(lái)改變?cè)撌耙纛^的性質(zhì)而使之與上述的拾音頭的性質(zhì)不同。必須在該杯形端的外沿的四周提供用于該振動(dòng)膜9的一個(gè)緊固裝置10。這種振動(dòng)膜的效果是使得與該振動(dòng)膜相接合的中心栓從更大的區(qū)域上俘獲聲音，但是這種方案也會(huì)從感興趣的身體表面得到更多的接觸噪聲，因而不是通常采用的首選方案。
在圖1中的拾音頭的頂端帶有一個(gè)插口11。在圖2和圖3的實(shí)施例中示出的該插口11用于使得完整的聽(tīng)診器12和13具有近似于一個(gè)閃光燈的形狀，其中的長(zhǎng)形主體18包括有在一個(gè)電子部件中的完整的放大和處理電路，經(jīng)過(guò)接點(diǎn)5連接到換能器裝置4(見(jiàn)圖1)。參考符號(hào)17圖示地表示一個(gè)無(wú)線型的天線，用于發(fā)送調(diào)制的光或用于發(fā)送超聲波，在多數(shù)的情況下用于發(fā)送由一個(gè)固定(沒(méi)示出)接收裝置接收的信息載波輻射。當(dāng)然，有線連接也是可能的，但是此時(shí)的手持單元12和13可能實(shí)際被減至單一的部件1，通過(guò)導(dǎo)線從接點(diǎn)5連接到更完整的、穩(wěn)定的信號(hào)處理單元，該拾音頭1本身則構(gòu)成手持單元。
在圖2中，拾音頭1實(shí)際上是和圖1中的相同的類型，而圖3中示出感應(yīng)聲音的杯形端2中的一個(gè)雙曲線的內(nèi)壁15。杯形端的邊沿區(qū)在此種情況中的形狀則更為尖銳，形成邊沿14。
圖4示出了與某些心臟病癥狀相關(guān)的特殊聲音在可聽(tīng)聲音范圍中的位置。應(yīng)該注意，與可聽(tīng)的聲音范圍(20Hz-20KHz)和典型的呼吸聲音的范圍(200-700Hz)相比，不同的二尖瓣狹窄具有在范圍25-80Hz內(nèi)的特殊的頻率，第一和第二心音出現(xiàn)在20-140Hz的頻率范圍，房中隔缺損是在20-70Hz的頻率范圍，主動(dòng)脈和二尖瓣回流具有的聲音頻率是在170-900Hz，而射血性雜音是在130-500Hz。根據(jù)本發(fā)明的拾音頭恰能夠增強(qiáng)這些頻率范圍，或者抑止其外部的頻率的傳送，如果更希望這樣的話。
應(yīng)該注意到，根據(jù)本發(fā)明的拾音頭當(dāng)在衣服的外部聽(tīng)診時(shí)也提供良好的結(jié)果。
在使用中，感應(yīng)聲音的杯形端圍繞著中心栓形成一個(gè)閉合空間，并因此具有的效果是使得來(lái)自外部的聲音不能夠由該栓所提取。所以，該杯形端還起到阻隔除了＂可用信號(hào)＂之外的其它的信號(hào)的一個(gè)屏蔽的作用。只有在杯形端的內(nèi)部提取的人體的聲音才是有效的，不希望的信號(hào)將被去除。
上面已經(jīng)談到，在感應(yīng)聲音的杯形端中的不同形狀的反射內(nèi)壁將提供能夠?qū)嶋H上是朝向在中心栓上的一個(gè)位置的或者是更為擴(kuò)散的朝向多個(gè)位置的反射。所以，可以利用該內(nèi)壁的形狀來(lái)補(bǔ)償不同聲音的不同的到達(dá)時(shí)間，從而使得某種到達(dá)被抑止而使得其它的到達(dá)能夠被增強(qiáng)。作為感應(yīng)聲音的杯形端的幾何形狀和材料的選擇的結(jié)果的到達(dá)時(shí)間是一個(gè)重要的參數(shù)。該杯形端提供的反射在不同的時(shí)間朝向不同的位置發(fā)散的事實(shí)將提供在時(shí)間/聲音中的相位移。參見(jiàn)圖5中利用傳統(tǒng)的心音顯示儀記錄的曲線段。這些曲線在一定的程度上可以通過(guò)采用根據(jù)本發(fā)明的拾音頭實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)和強(qiáng)調(diào)而變得更清晰、更好的限定和更易于理解。
權(quán)利要求
1.一種用于電子聽(tīng)診器的拾音頭，包括至少一個(gè)聲電換能器(4)，用于提供至少一個(gè)代表聲音振動(dòng)的電信號(hào)；和至少一個(gè)耦合到所說(shuō)的換能器(4)的機(jī)械部件(3)，用于把來(lái)自人體表面的所說(shuō)的聲音振動(dòng)傳送到所說(shuō)的換能器(4)；其特征在于，一個(gè)不與所說(shuō)的至少一個(gè)機(jī)械部件(3)聲耦合但環(huán)繞其放置的感應(yīng)聲音的杯形端或杯狀物(2)，用于以其邊沿(7)在所說(shuō)的人體表面上定界一個(gè)聽(tīng)診區(qū)域，并以其內(nèi)壁(8)提供環(huán)繞所說(shuō)的至少一個(gè)機(jī)械部件(3)的一個(gè)感應(yīng)聲音的空腔表面；并且所說(shuō)的至少一個(gè)機(jī)械部件是由一個(gè)細(xì)長(zhǎng)栓(3)構(gòu)成，它緊靠所說(shuō)的身體表面，用于從實(shí)際上小于所說(shuō)的定界的聽(tīng)診區(qū)的區(qū)域上提取聲音振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的拾音頭，其特征在于，用于提取聲音振動(dòng)的若干個(gè)細(xì)長(zhǎng)栓被耦合到一個(gè)單一的聲電換能器(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的拾音頭，其特征在于，用于提取聲音振動(dòng)的若干個(gè)細(xì)長(zhǎng)栓被分別耦合到對(duì)應(yīng)數(shù)目的聲電換能器中的一個(gè)之上，用于提供對(duì)應(yīng)數(shù)目的分別的電信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的拾音頭，其特征在于所說(shuō)的感應(yīng)聲音的杯形端或杯狀物的邊沿(7)實(shí)際上是平坦的并具有園形、橢圓形、方形或多邊形。
5.根據(jù)在先的權(quán)利要求之一的拾音頭，其特征在于，感應(yīng)聲音的杯形端或杯狀物(2)中的內(nèi)壁(8)被用于將聲音朝向至少一個(gè)栓(3)反射，該內(nèi)壁的形狀，即角度和曲率半徑，以及表面材料是與所傳送和有可能增強(qiáng)的特定的聲音頻率有關(guān)的預(yù)定的參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的拾音頭，其特征在于內(nèi)壁(8)的至少一個(gè)區(qū)域被用于吸收在預(yù)定的頻率范圍內(nèi)聲音。
7.根據(jù)在先的權(quán)利要求之一的拾音頭，其特征在于沿著所說(shuō)的感應(yīng)聲音的杯形端或杯狀物的邊沿(7)緊固一個(gè)振動(dòng)膜(9)，以便直接地接觸人體的表面，即在所說(shuō)的至少一個(gè)栓(3)和所說(shuō)的人體表面之間緊固振動(dòng)膜(7)。
8.根據(jù)在先權(quán)利要求之一的拾音頭，其特征在于，用于處理電信號(hào)的電子電路(16)包括在單元(18)中，該單元與所說(shuō)的拾音頭(1)制成一體或固定在其上，還可能具有一個(gè)無(wú)線發(fā)射機(jī)單元(17)，用于進(jìn)一步與可以包括一個(gè)計(jì)算機(jī)的中心單元相通信。
全文摘要
帶有用于將聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的聲電換能器(4)的拾音頭(1)的特征在于一個(gè)圍繞一個(gè)細(xì)長(zhǎng)栓(3)放置和直接地緊固在該換能器(4)上的感應(yīng)聲音的杯形端(2),杯形端(2)定界在人體表面上的聽(tīng)診區(qū)域并通過(guò)內(nèi)部的反射和/或吸收而以預(yù)定的方式將由該細(xì)長(zhǎng)中心栓(3)直接提取的聲音感應(yīng)到預(yù)定的程度。該杯形端(2)不與該中心栓(3)聲耦合。
文檔編號(hào)A61B7/04GK1202095SQ96198344
公開(kāi)日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1996年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月16日
發(fā)明者奧爾滕·比格 申請(qǐng)人:梅迪特龍股份有限公司