[发明专利]用于监测生理过程的次声听诊器

说明书

用于监测患者的生理过程的次声听诊器包括能够检测在可听频率带宽中和在次声带宽中（0.03至1000赫兹）的声信号的扩音器、在扩音器的第一开口处被附着到主体的主体联结器、在扩音器中的第二开口处被附着到主体的柔性管以及被附着到柔性管的耳承。主体联结器能够与患者衔接以将来自人的声音传输到扩音器并然后传输到耳承。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年3月16日提交的美国非临时专利申请序号14/658,584的权益和优先权，该专利申请要求2014年10月2日提交的美国临时专利申请序号62/058,794的权益和优先权，其内容被整体地通过引用结合到本文中。

关于联邦赞助研究或开发的声明

本文中所述的发明是在根据NASA合同的工作的执行中且由美国政府的雇员完成的，并且服从国际公法96-517（35 U.S.C.§202）的规定，并且可以由政府出于政府目的在没有任何皇室对本发明的支付的情况下制造和使用或者用于政府。根据35 U.S.C.§202，立约人选择不保留权利。

技术领域

本公开涉及用于监测生理过程的次声听诊器（或“次声听诊器（infrascope）”），并且特别地涉及无线次声听诊器。

背景技术

在20赫兹以下频率下的声音被称为“次声”。次声的特别有利的性质是其以很少的衰减在长距离内的传播。次声具有此性质，因为大气吸收在次声频率下实际上是可忽略的，并且因为在同温层中存在声学“天花板”，其中，声速对比高度的正梯度促使次声射线返回到地球的反射，所以次声在长距离（例如，数千公里）内的传播主要由于来自大气层中的上层的折射大气干扰，而在短距离内的传播是通过直接路径完成的。

通过不同人类和动物组织的声音的密度、声阻抗以及速度根据听诊的位置而改变。当声信号穿过组织层时，原始信号的振幅随着声信号源的深度而被更多地衰减。衰减（即能量损失）可能是由于不同组织的界面处的吸收、反射以及散射而引起的。衰减程度还取决于声波的频率及其行进的距离。一般而言，高频声信号与高衰减相关联，因此限制了组织穿透，但是较低频率不具有衰减问题，因此为医生提供心脏性能的更好的理解。心脏信号的超过60%功率谱密度落在次声带宽中。从不同的人类器官（诸如心脏）检测到的低频声信号对于医生监测心脏和肺而言很有价值。

扩音器和听诊器经常被医生用在检测声音以便监测生理状况中。心音描记术在超过75年来已被用于监测心搏以及检测流过心脏的血液的可听声音。这些生理状况监测器被直接地耦合到人的身体，并且通过侦听或通过记录某些带宽中的信号来测量过程。在从1/10赫兹到500赫兹的不同频率带宽中反映诸如呼吸和心脏活动之类的生理过程。其它听诊器只能监测可听频率带宽，而不能监测在20 Hz以下的次声频率。在20 Hz以下的低频声信号不是可听的，但是可以向医生提供有用信息。

在正常心脏内部，存在四个腔室，即：右心房、左心房、右心室以及左心室。心脏的功能是保持血液在单向方向上流动。当瓣膜打开时，瓣膜让适当量的血液通过，并且然后闭合以防止血液在搏动之间倒流。任何患者的心脏状态的容易且相对廉价的评定可以用胸腔中的声音来确定。良好听诊的关键在于低音和高音声音。随着心脏搏动，血液通过三尖瓣从右心房流入右心室。

血液然后通过肺动脉瓣（有时也称为半月瓣）流向肺以获取适当量的氧气。血液从肺流回到左心房并通过二尖瓣进入左心室。血液然后通过主动脉瓣被泵送到主动脉，并且出去到达身体的其余部分，为身体细胞提供氧气和营养。全部的四个腔室（右心房、右心室、左心房以及左心室）必须刚好在正确的时间收缩以便使正常心脏适当地运转。适当的定时由心脏的电路径协调。电信号由窦房结（SA结）和房室结（AV结）产生。