JP5763342B2 - 音響信号を測定するための接着式パッチ - Google Patents

Description

本発明は、体からの音響信号を検出し記録することのできる接着式パッチに関する。

医者に広く使用されている簡単な診断に使われている器具は聴診器であって、聴診器は人間又は動物の皮ふを通して体内の機能の変化を聞き取るために使用される。この聴診器は何百年もの間種々の病気を診断するために医者の手助けとなってきたものである。聴診器を使用する際の問題は、聴診器により集音された音が正しく増幅されずに、フレキシブルな又は固い管状材料を通して医者の耳に達することである。そのことは、体内の非常に小さな音が、聴診器ではリアルタイムで識別できないことを意味している。

この問題を解決するための一つの方法は、電子的なデジタル聴診器の発明であって、デジタル聴診器は、体からの音のレベルを増幅し、医者が聴き取るのに最適な音に処理できるものである。旧式のデジタル聴診器及び従来の聴診器は同じ欠点を有していて、その欠点は、医者が聴診器により収音された音をリアルタイムで聴き取る必要があり、そしてその音にもとづいて判断をしなければならないことである。しかしながら、最近のデジタル聴診器は記録した音の数秒間を記憶することができ、医者はデジタル聴診器に記憶された音を再度聞くことができる。

特許文献１において、この問題は無線のネットワーク網を形成する一つ以上の無線ノードにより解決しようとしていて、ネットワーク網はコンピュータサーバ形式のベースステーションと通信しており、ノードが患者のデータをベースステーションに送り心臓の発作あるいは脳卒中を検出するようになっている。

前述の装置において、種々の機能を有する無線ノードを集めることが説明されていて、一つの無線ノードが電子式聴診器であり、患者の手首から記録された音を用いた心臓音が無線ノードからベースステーションに送信される。無線ノードを集めることは連続的にベースステーションへ通信される必要がある。この健康管理システムの欠点は、無線ノードが分析のために信号をベースステーションに通信しなければならないことである。このことは、使用者又は医者が患者の記録されたデータに関する情報を得るかアクセスするためにベースステーションと通信する必要があるということである。さらに、無線通信は連続的にベースステーションと行なわれているので、電力の使用量が多くなる。というのは、記録された患者のデータの送信に加えて、集められたノードは連続的にチェックされねばならず、そしてその確認を受信しなければならないからである。

冠状動脈疾患（ＣＡＤ）は西欧社会における公衆衛生に対する脅威となっていて、喫煙、ストレスの増加、運動不足、肥満等が冠状動脈の閉塞への、そして冠状動脈疾患をもたらす直接的・間接的なリスクとなっていることが報告されている。近年、ＣＡＤの診断に係わる現在の方法は高価になり、かつ、例えば心電図、核医学検査、血管造影法、ＣＡＴ、ＭＲＩ等のような複雑な器具を必要としていて、これらの方法は、病院や研究所において多くの時間を必要とするものである。

前述の方法を実行するには金がかかることから、これらの方法は検診に使用されることがまれになり、胸の痛みのようなＣＡＤの徴候を示めすものに対するＣＡＤ診断が問題となってくる。

米国特許公開第２００７／０２７６２７０号明細書

従って、人間の身体又は動物の体からの音響信号を利用し、その音響信号が外部の装置に選択的又は連続的に記録及び／又は送信されているＣＡＤの徴候の監視方法の改善の必要がある。選択的に送信するということは、異常な信号が送信を中断する際に正常な信号が送信されることを意味している。

本発明の目的は、人間の身体からの音響信号を連続的に測定することのでき接着式パッチを提供することである。

本発明の別の目的は、測定された音響信号が所定の正常な音響信号から変化した場合に、使用者に注意を喚起する接着式パッチを提供することである。

本発明のさらなる目的は、音響信号を所定の方法で処理し、処理された信号を標準値と比較し、音響信号を外部の装置に送信するために記憶する接着式パッチを提供することである。

本発明のさらなる別の目的は、冠状動脈疾患の初期の徴候を検出するために適した接着式パッチを提供することである。

本発明は、人間の身体又は動物の体からの音響信号を測定するための接着式パッチであって、皮ふ接触面と、音響信号を記録し、前記音響信号を第一の電気出力信号に変換するための変換手段と、前記変換手段を前記皮ふ接触面に取り付けるための接着要素と、前記第一の電気出力信号を周囲の装置に送信する送信手段と、前記変換手段と前記皮ふ接触面との間の圧力を制御するための手段と、を備えている。

接着式パッチが皮ふ接触面に接着層を備えていて、接着層は、接着式パッチが使用者の皮ふ表面に置かれた後に所定位置に取り付けられていることを保証している。試験結果が以下のことを示めしていて、変換手段が使用者又は専門家によりアナログ又はデジタルの聴診器を用いて所定位置に保持され音響信号が記録される場合、変換手段は機械的なノイズを拾ってしまい、その機械的ノイズは変換手段を所定位置に保持している手又は人間の体肢から発生するわずかな振動により生じるものである。一部の人は非常に安定した手を有しているが、すべての振動を取り除くことは不可能である。というのは、骨格筋は周期的な神経信号により刺激されていて、その神経信号は各筋繊維が収縮するように筋肉に非常に小さな振動を引き起こしているからである。

変換手段が身体からの音響信号を記録するために腕及び／又は手を用いて所定位置に保持され、そして変換手段が感度が良くて、かつ微弱な信号を記録できる場合、手により生じた振動は、重大なノイズの因子となる。このタイプのノイズは、本発明の実施形態を用いることにより低減することができる。その実施形態において、変換手段は、専門医の手における振動により影響を受けないように、接着式パッチを使用して皮ふ表面に取り付けられる。

以下のことが理解されるべきであって、用語「音」は一般に、例えば冠状動脈のような対象部位から空気及び／又は人間の身体又は動物の体を通して、人間の身又は変換手段へと送られてくる圧力の変化と解釈されている。手により発生されるわずかな振動により生じる機械的ノイズは、例えば増幅及び／又は周波数変調により処理することなしには人間の耳で聞き取ることはできない。

皮ふ表面に変換手段を取り付けることの他の利点は、診断の必要性に応じて、使用者が接着式パッチを長期にわたり身につけることができ、音響信号を長期にわたって記録することができることである。

記録された音響信号は第一の電気出力信号に変換され、無線又は有線の送信手段で外部装置へ直接送信される。以下の点に注意すべきであって、外部装置は接着式パッチとは独立した自立式のユニットであって、例えばパソコン（ＰＣ）、移動式電話又はＰＤＡ（個人用デジタル補助装置（personal digital asistant））である。外部装置において、音響信号は、専門家が、ラウドスピーカ、ヘッドホン又は電気的な信号変換器を用いて聞くことにより音響信号の内容を評価したうえでさらに処理されるか、又は処理されない。

音響信号は、変換手段又はマイクロホンを使用者の皮ふ表面に直接接触させて位置決めするか、又は音響伝達層を変換手段と皮ふ表面との間に配置することにより記録され、この場合音響伝達層は音響伝達手段の役割を果している。以下のことが発見されていて、変換手段と皮ふ表面との間のどのような圧力変化もが、皮ふ表面と変換手段との間の音の伝達に影響を与えるか、音の伝達を低減する。変換手段と皮ふ表面との間の音の伝導、伝達及び／又は接触は変換手段と皮ふ表面との間の圧力を出来るだけ安定に維持することにより、すなわち、接着式パッチの使用時に圧力を変化させないこと、又は取り付ける圧力をいずれの圧力変動より大きくすることにより、最適なものとなる。

このことは、変換手段における皮ふ表面から反対側の面を支持し、そして変換手段を皮ふ表面に対して一定の圧力に保持する弾性材料を備えることにより達成されていて、もし変換手段から皮ふに、あるいは皮ふ表面から変換手段に作用する力が変化した場合、弾性材料が、少なくとも力の大部分を吸収し、皮ふ表面と変換手段との間の圧力を維持するようになっている。

変換手段と皮ふ表面との間の圧力を制御するための他の手段は、皮ふ接触面に圧縮部材を設けることである。圧縮部材は皮ふ接触面から突出している一つ以上の突起形状である。突起は円形状又は楕円状又は適切な形状の閉じた線形状であって、変換手段がその閉じた線形状の内側に配置されている。又は、突起は、変換手段の近く及び／又は周囲に配置された適切に位置決めされた突起であってもよい。

接着式パッチの皮ふ接触面が皮ふに取り付けられた場合、突起は、突起に接触している皮ふの部分及び突起により画成されている区域の内側に大きな圧力を作用する。このことは、接着式パッチの皮ふ接触面が接着式パッチとの接触を保っている場合、突起により画成されている区域の内側の皮ふ表面は大きな引張力にさらされていることを意味している。使用者が動いたり、姿勢を変えても、圧縮部材が突起により画成された区域の内側の皮ふの引張力を維持しているので、皮ふ表面の引張力は大きく変化しない。突起から半径方向内側における区域により画成された皮ふ接触面の範囲内で、皮ふ表面の引張力を増大させるために音響媒体を作用することができる。

変換手段が突起に対してあらゆる方向の相対位置を維持するように、変換手段を突起により画成された区域の内側の皮ふ表面に配置することにより、接着式パッチの使用時における変換手段の圧力及び皮ふ表面の引張力が制御され維持されていて、従って変換手段と皮ふ表面との間の圧力が効果的に制御されている。

変換手段と皮ふ表面との間の圧力を制御する別の方法は、変換手段を接着式パッチに配置された圧力空洞の内部に設けることである。接着式パッチの皮ふ接触面が接着式パッチと皮ふ表面との間の気体及び／又は液体の不浸透性のバリアとして作用する。圧力空洞は大気に対する気体及び／又は液体の不浸透性のバリアとなる外壁面を備えていて、そのバリアは圧力空洞の中へ入っている又は入ってくる気体又は液体を圧力空洞の中へ閉じ込めることを保証している。接着式パッチが一方弁及び／又は二方弁を備えていてもよくて、その弁は、圧力空洞の内部の圧力を制御するために、気体及び／又は液体を圧力空洞の中へ導入又は圧力空洞から放出するのに使用される。変換手段は、使用者の皮ふ表面に直接的又は間接的に接触させて圧力空洞の中に配置されてもよくて、圧力空洞の内部の圧力は、使用者姿勢の移動又は変化いずれもが変換手段と皮ふ表面との間の圧力を変化させないようにしている。本発明の一つの実施形態において、接着式パッチが、さらに第一の電気出力信号を処理し、それを第二の電気出力信号に変換する処理手段を備えていてもよい。このために、接着式パッチが処理手段を有しており、処理手段はマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、Ａ／Ｄコンバータ、デジタル信号プロセッサ及び／又は必要な電気回路であって、接着式パッチの内部で音響信号が部分的に処理され第二の電気出力信号となっている。

本発明に関連して、用語“音響信号が部分的に処理され”は、音響信号がフィルタリング、アナログからデジタルへの変換、デジタル又はアナログの増幅、差動増幅、電圧増幅及び同様の信号処理でのアナログ又はデジタル処理を用いて処理することを意味している。

本発明における実施形態において、接着式パッチが、さらに第一の電気出力信号又は第二の電気出力信号を処理し、そしてそれを第三の電気出力信号に変換するための分析手段を備えている。このことは、記録された音響信号が接着式パッチの内部で完全に処理されることを意味している。

「記録された音響信号を完全に処理する」ことは、異常信号の指示を提供することを必要とするすべての信号処理が行なわれるように、記録された信号が接着式パッチの内部で完全に処理されていることを意味している。信号の処理ステップは前述したものと同様である。さらに完全に処理された信号は数値又は数式に処理されたものであって、それらは標準値と比較されあるいは数学モデルに取り込まれ、処理手段は、記録された信号の中にいくつかの異常値があった場合それを表示できるようになっている。

本発明の一つの実施形態において、処理手段は、記録された信号が所定の標準値から逸脱しているかどうかを判断している。もし、接着式パッチが比較する目的で標準値を使用する場合、その標準値は、監視されるべき身体の音響信号、監視されるべき病気に基づいて選択されている。というのは心臓の音響信号、及び呼吸器の音響信号は比較するのに適したものではないからである。

本発明の一つの実施形態において、接着式パッチがさらに第一の電気出力信号又は第二の電気出力信号又は第三の電気出力信号のうちの少なくとも一つを記憶するための記憶手段を備えている。このことは以下のことを意味していて、専門家が使用者が一定期間監視目的のために使用者が接着式パッチを取り付けた後に、専門家は記録された信号の一部あるいは全部を検討することができる。さらに、監視を実行しようとする場合、使用者は病院に行く必要はない。使用者は一つ以上の接着式パッチを取り付けるだけでよくて、その後は通常の生活でよくて、接着式パッチが身体から音響信号を記録することになる。

本発明の一つの実施形態において、変換手段が少なくとも一つのマイクロホンを含んでいて、マイクロホンは身体からの音響信号を記録するために使用される。マイクロホンは、接着式パッチの内部に記憶され、外部の装置に送信され接着式パッチ内部で処理及び／又は分析される第一の電気出力信号を発生する。本発明の他の実施形態において、変換手段は少なくとも二つのマイクロホンを含んでいてもよくて、第一のマイクロホンが身体からの音響信号を記録するために使用され、第二のマイクロホンは少なくとも周囲のノイズ信号を記録するために使用される。二つのマイクロホンを使用して同時に音響信号を記録することにより、第二のマイクロホンから得られるノイズ信号は第一のマイクロホンで記録された周囲のノイズを除去することに使用され、そのことは、ノイズレベルを低減し、そして残った音響信号が診断において関心のある身体からの主な音響信号である。

多数の異なるタイプのマイクロホンが身体からの音響信号を記録するために使用されてもよくて、一つの実施形態において少なくとも一つのマイクロホンはシリコンのマイクロホンであって、他の実施形態において、少なくとも一つのマイクロホンは感圧式の接触マイクロホンであってもよい。本発明における代りの実施形態において、接着式パッチが一つ以上のマイクロホンを含んでいて、マイクロホンは種々のタイプのものであってもよい。このことには以下の利点があって、一つのタイプのマイクロホンはノイズを記録するのに適したものであり、他のタイプのマイクロホンは身体からの音響信号を記録するのに適している。当業者においては、本発明の教示にもとづいて、ノイズ又は身体からの音響信号等を記録するのに適したいずれのタイプのマイクロホンが接着式パッチに使用されてもよいことは明白なことである。

身体からの音響信号の記録の質を上げるために、接着式パッチがさらに集音装置を備えていてもよい。集音装置は変換手段の集音区域より広い皮ふ表面から音響信号を集音するために使用される。集音装置は一つ以上の集音区域に向かう音響信号に焦点をあてる。具体的には、広い端部が音響信号を集音し、その音響信号を狭い端部に集めるじょうご状のものである。集音装置を追加することにより、変換手段は、直接的に変換手段を使用する場合に比較してより多くの音響信号を対象とすることができる。このことは変換手段の感受性を増し、集音装置を使用しない場合に比較して、接着式パッチがより微弱な信号を取得できるようにしている。

本発明の一つの実施形態において、集音装置がベル形状の区画を含んでいて、変換手段はその区画の中央に配置されている。ベル形状の区画は集められた音波が壁面で跳ね返され、そして変換手段に向けて反射されることを可能にしている。

別の実施形態において、集音装置がダイアフラムを含んでいて、ダイアフラムがダイアフラムと連通している皮ふ表面区域に作用する圧力差にもとづく音波又は振動にさらされると、ダイアフラムは振動する。ダイアフラムの物理的寸法はダイアフラムの応答性に影きょうするので、ダイアフラムがフィルタとして作用する。

身体からの音響信号を記録あるいは監視する変換手段に影きょうする周囲のノイズを低減するために、接着式パッチが吸音層を含んでいる。吸音層は変換手段を周囲外部から遮断し周囲からのノイズを低減するために使用されている。

本発明の一つの実施形態において、吸音層が、親水コロイド材料のような高密度材料を備えていて、その親水コロイド材料は接着式パッチの層又は接着式パッチに組込まれた部分であってもよい。親水コロイド材料の遮音特性はその厚さとその化学成分に依存するものであり、厚い方が遮音特性にすぐれていて、高密度粒子を含んでいる材料がノイズを減衰し遮音特性がすぐれている。親水コロイド材料は水蒸気を透過するものであって、皮ふ表面から接着式パッチに導入された水蒸気のいずれもが親水コロイド層を介して接着式パッチから漏洩してゆく。親水コロイド材料の水蒸気の透過性は接着式パッチ内部における電気回路の水蒸気による損傷リスクを低減し保護している。

変換手段と皮ふ表面との間の音響伝達を容易にするために、接着式パッチが音響伝達層を備えている。音響伝達層は変換手段と皮ふ表面との間の音響伝達特性を改善する。というのは、層間における音響インピーダンスが低減されるからである。音響インピーダンスを低減することにより、音響伝達層が受け取った音波の速度を維持するからである。このことは、音響伝達層内部における音波の音速がほぼ皮ふ層の音響インピーダンスを模倣することにより身体の音速に維持されるので、音波が皮ふ表面と変換手段との間を容易に横切ることを意味している。変換手段と皮ふ表面との間を直接接触することは、取得する信号の音響特性を低減するかもしれない。というのは、音が皮ふ表面から変換手段に向かって横切るときに、音響インピーダンスの増加が音の一部分の成分をフィルタするからである。

本発明の一つの実施形態において、音響伝達層が音響伝達ゲルで作られている。ゲルにおける音速は皮ふ層の音速と同一である。このことは、前述の音響インピーダンスによる音質の低下なしに、音が皮ふ層から音響伝達ゲルを介して変換手段に伝達されることを意味している。

本発明の一つの実施形態において、音響伝達層が、変換手段の外表面の一部分を覆っている皮膜として設けられた音響伝達材料で作られている。音響伝達材料は、変換手段の外表面の一部又は全体を覆う固体層である。利点のあることに、音響伝達材料は、身体から音響信号を取得するために適切な変換手段の外表面を覆っている。

音響伝達材料は変換手段の表面全体を覆っていてもよくて、音響伝達材料が変換手段と皮ふ表面と音響伝達材料との間の音響伝達特性を改善している。さらに、音響伝達材料は、変換手段の寿命を低減し、変換手段の身体からの音響信号を記録するための性能を劣化させる有害な汚染物から変換手段を保護するためにも使用されていて、その汚染物質とは、有害と考えられる物質、湿分、汚染物質のようなものである。

本発明の一つの実施形態において、接着式パッチがさらに、前記人間の身体又は動物の体における解剖学的ランドマークにより前記接着式パッチの位置を表示するための可視手段を備えている。可視手段は、所定の解剖学的ランドマークにより接着式パッチの位置決めを容易にするために使用されていて、解剖学的ランドマークはどの音響測定を実行するかによるものである。このことは、接着式パッチの物理的な位置決めが、特定のタイプの音響測定を容易にしている。このことは、接着式パッチが、身体から音響信号を記録するための一つ以上の、例えば１Ｄ，２Ｄ、又は３Ｄアレー（array）の変換手段を有している場合に重要なことであって、接着式パッチの取り付けに依存する音響信号の出力に関して、アレーの正確な位置及び空間的配置が重要である。

接着式パッチは、呼吸信号、消化信号、内臓信号、関節信号、尿信号及び身体からの他の信号を測定するために使用されてもよい。

本発明において、接着部材と変換部材とを備えている接着式パッチのキットも開示されている。接着部材は使用後使い捨てできるものであって、接着部材はいつも接着性能が最適なものとして使用できるようになっている。変換部材は電気回路と本発明による音響信号を記録するのに必要な変換手段とを備えている。変換手段、送信手段及び／又は処理手段のような変換部材の個々の部品は、接着部材に比較して高価なものであり、何回も使用することにより、診断に係わる全体コストを低減することが可能となる。変換部材は暫定の接続手段により接着部材に取り付けられていて、その接続手段は、フック・ループ式の接続手段、接着手段又は接着部材及び／又は変換部材の間の機械式の接続手段のようなものである。接着部材と変換部材とがお互いに取り付けられた場合、二つの部材が本発明における接着式パッチを形成する。

接着部材は消毒した又は消毒していない接着部材であってもよくて、変換部材に設けられた第二の接続手段に一時的に接続するための第一の接続手段を有している。従って、キットは、接着部材が使用者の皮ふ表面に取り付けられるように使用でき、そして、接着式パッチを使用者の皮ふ表面に取り付ける前に接着部材と変換部材とを接続することにより変換部材は続いて接着部材に接続される。接着部材のキットが、身体からの音響信号を測定するために使用された後に、接着部材と変換部材とは皮ふ表面から取り外ずされてそれぞれが一つの部材になる。接着部材は捨てられ、一方変換部材は洗浄又は消毒又は再調整することにより、次の使用者のために専門家により準備される。

使い捨て式の接着部材を使用することは、接着面の接着性能が使用者の皮ふ表面に取り付けるために最適であることを保証している。以下のことも理解されるべきであって、接着部材が再使用可能なものであり、接着面がキットの接着部材を最後に使用するまで必要な接着性能を有しているように、接着面は調整できるものである。

本発明は、さらに、変換手段と処理手段と送信手段とを備えた接着式パッチを用いて人間の身体から音響信号を検出するための方法を開示している。接着部材は使用者の皮ふ表面に取り付けられ、変換手段が皮ふ表面と直接・間接的に接触している。変換手段は記録した音響信号をアナログの電気信号に変換していて、そしてそれがＡ／Ｄコンバータを用いてデジタル型式に変換される。アナログ又はデジタル信号は、サイズを低減するために、所定の周波数の上限及び下限を有するバンドパスフィルタを用いてフィルタされる。その所定の周波数の上限及び下限は、身体のどの音響信号を測定するかに基づいて選択される。

本発明の一つの実施形態において、変換手段が二つのマイクロホンを有していて、第一のマイクロホンが身体からの音響信号を記録し、第二のマイクロホンがノイズを記録し、二つの信号は差動増幅器に送られる。差動増幅器は入力信号を比較し、そして第二のマイクロホンの同期している信号の値により、第一のマイクロホンの信号の値を低減する。このことは以下のことを意味していて、身体からの基本的な音響信号が、差動増幅器の出力信号においてはっきりしたものとなる。

本発明の一つの実施形態において、出力信号が送信手段を用いて外部の装置に送信され、さらに信号の処理が実行される。別の実施形態において、出力信号は処理手段に送られ、信号に対して一つ以上の信号処理が行なわれる。方法は、身体からの音響信号のタイプにより選択されるものであって、時間周波数解析、統計分析及び他の周知信号処理から選択されてもよい。処理手段は分析手段により補完されてもよくて、処理された信号又はそれらの数学的表現が標準値と比較されてもよくて、標準値からの変差が分析手段により検知できるようになっている。

変換手段を用いて取得された音響信号は、フラッシュメモリのようなメモリ・バンクに記憶されるか、又は外部の装置に送信される。一時的に記憶するか、送信するかは技術者又は専門家により実行される。さらに、送信手段が接着式パッチをプログラムするのに使用され、接着式パッチに各計測にあたっての指示を与える。

図面を用いて以下に本発明を詳述する。

図１は、本発明による本体からの音響信号を検出するための接着式パッチの分解図である。 図２は、図１における矢視II−IIから見た接着式パッチの断面図である。 図３は、接着式パッチの断面図であって、接着式パッチは接着部材と独立した変換部材を備えている。 図４ａは、圧縮部材を備えた接着式パッチの断面図である。 図４ｂは、圧縮部材を備えた接着式パッチの断面図である。 図５は、使用者の皮ふ表面に取り付けられた本発明による接着式パッチの断面図である。

図１は、本発明による本体からの音響信号を検出するための接着式パッチ１の分解図である。接着式パッチ１は、保護層２を備えていて、その保護層２は包囲層に見えるかも知れない。保護層２が突出部分３を備えていて、突出部分３は保護層のほぼ中心部分に配置されていて、そして保護層２の遠位端部から軸方向に離間するように突出している。保護層２が接着層４を備えていて、接着層４は接着式パッチ１が監視するべき対象物の皮ふ表面に接着できることを確実なものにしている。接着層４は保護層の遠位端部から延伸していて、そして保護層２の中心部分に向かって半径方向内側に向けて延伸している。本実施形態において、接着層４が遠位端部から延伸していて、突出部分３が始まる部分に向かって半径方向内側に延伸している。

マイクロホン５が突出部分３の内表面、すなわち接着層４に隣接している表面に設けられている。本実施形態において、マイクロホン５は対象物の皮ふ表面に直接接触していて、接着式パッチ１が皮ふ表面に取り付けられた場合、保護層はマイクロホンと皮ふ表面とを離間させるようにはなっていない。このことは、接着層が突出部分３と同一のサイズである中心部分における開口部を有していることから理解できる。さらに、パッド６又は弾性材料のブロックが、保護層２とマイクロホン５との間の突出部分３の内表面に配置されていて、マイクロホン５のサポートを提供している。接着式パッチが使用者の皮ふ表面に取り付けられた場合に、弾性パッド６は、マイクロホン５が皮ふ表面に押し付けられることを確実なものにしている。弾性パッド６の弾性材料の選択は、皮ふ表面とマイクロホンとの間の接触が異なる状況下で最適な圧力となるように変更可能である。

マイクロホン５はリード線７を介して制御ユニット９と電気通信していて、そのリード線７は保護層２の小さな開口部８を介して保護層２の外表面に取り出されている。リード線７は組立段階で制御ユニット９に接続され制御ユニット９と電気通信が可能になる。開口部８はリード線が通過するのに十分な大きさであるが、ぴったり合う寸法であって、ノイズが穴を通過してマイクロホン５による記録を妨げないようになっている。

一つの実施形態において、制御ユニット９が永久的に保護層２に接続されていてもよくて、別の実施形態においては、もし、保護層２を廃棄する場合に制御ユニット９を取り外ずすことができるように、制御ユニット９が一時的に保護層２の外表面に接続されていてもよい。本発明におけるこの実施形態において、第二のマイクロホン１０が保護層２の外表面に取り付けられていて、第二のマイクロホン１０は周囲からノイズを記録するために使用される。第二のマイクロホン１０は、リード線１１を介して制御ユニットと電気通信を行なうことができる。

接着式パッチの別の実施形態において、保護層２は接着材料であってもよくて、このことは接着式パッチを使用者の皮ふ表面に取り付けるために特別な接着層４を必要としないことを意味している。この場合、接着式パッチの外表面は、接着式パッチ１の外表面が接着しないように保護フィルムを備えていてもよい。

図２は、図１における矢視II−IIから見た接着式パッチの断面図であって、接着式パッチの種々の部品が組み立てられている。この組み立てた状態で、第一のマイクロホン５は接着層４により画成される表面から突出していて、接着式パッチが皮ふ表面に接着された場合マイクロホンは皮ふ表面と弾性パッド６との中へ押し込まれ、そして弾性パッド６が第一のマイクロホン５と皮ふ表面との間に最適な圧力を提供するようになっている。

本実施形態において、第一のマイクロホン５が制御ユニット９と電気通信していて、リード線７は開口部８を介して接着式パッチの内部空間１２から接着式パッチの外表面に通過している。

本発明において、制御ユニット９は第一のマイクロホン５及び第二のマイクロホン１０からの電気信号を変換し、処理し、送信し、記憶しそして分析するために必要な電気回路を有している。電気信号を処理するための電気回路は、従来技術におけるフィルタコンポーネント、Ａ／Ｄコンバータ、マイクロプロセッサ、無線送信モジュール、フラッシュメモリ・チップ、ＵＳＢコントローラ又は同様の電子コンポーネントのグループから選択されてもよい。制御ユニット９は、さらに接着式パッチを作動状態又は作動停止状態にするために使用されるオン・オフスイッチを備えていてもよい。

制御ユニット９が、さらに接着式パッチの電気回路及び電気式又は電子式コンポーネントに電流を供給するために電源を備えていて、その電源は、使い捨てのバッテリ又は充電式のバッテリ、又は電力変換装置等々である。

図３は、本発明による接着式パッチ３０の一つの実施形態の概略図であって、接着部材３１と変換部材３２とは第一の接続手段３３及び第二の接続手段３４を介してお互いに着脱可能に接続されている。接着部材３１が接着面３５を備えていて、その接着面は皮ふ接触面及び皮ふ接触面３５に対面していない非接着式の外表面３６を提供している。接着部材が貫通している開口部３７を有していて、その開口部３７は接着部材３１の外表面３６から皮ふ接触面３５に通じている。

変換部材３２が内部空洞４１を画成している円筒壁面３９と後部壁面４０とを有したハウジング３８を備えていて、その内部空洞４１は弾性発泡体又は同様の材料の圧力処理要素（a pressure management element）４２、及びマイクロホン又は音響変換器形式の変換手段４３を収容している。変換部材３２は、接続リングの形状で開口部３７を囲んでいる第一の接続手段３３に接続されていてもよくて、リング３３は接着部材３１の外表面３６に取り外ずせないように取り付けられている。ハウジング３８の自由端部が、第二の突起に係合するようになっている第一の半径方向突起４４の形状をした第二の接続手段３４を備えていて、その第二の突起は接続リング３３の自由端部における突起４５又はリムとして備えられている。変換部材が接着部材に取り付けられるので、変換手段４３の皮ふ接触面４６は接着部材３１の皮ふ接触面にほぼ平行になっていて、このことは、接着式パッチ４０が使用者の皮ふ表面に取り付けられるので、変換部材は皮ふ表面に接触することを意味している。本発明における教示に基づいて、寸法、形状、材料の選択に係わる修正されてもよい。

図４ａは、接着部材３１の皮ふ接触面３５の上に圧縮部材４７を有している接着部材３１の概略図である。圧縮部材４７は皮ふ接触面３５の傾斜した表面部分４８として形成されていて、接着部材３１から離なれる方向に突出している。傾斜した表面部分４８は接着部材３１の厚さが増加すると見ることができるが、接着部材の厚さは開口部から半径方向に離間する部分において薄くなり、そして開口部３７に近い部分において厚くなっている。

図４ｂは、接着部材３１の皮ふ接触面３５における環状突起５１の形状をした圧縮部材５０を有している。

図５は、本発明における使用者の皮ふ表面に取り付けられた接着式パッチ６０を示めしていて、接着式パッチ６０が図４ａに図示する圧縮部材６２を有しており、圧縮部材６２は開口部６３を囲んでいて、図４ｂに示めす傾斜した表面６４又は突起が接着式パッチ６０を取り付けたときに使用者の開口部６３の内側の皮ふ表面６５を引き伸ばし及び／又は表面の引張力を増加しており、接着式パッチ６０を継続して使用する際に皮ふ表面６３の引張力を維持している。この実施形態において、接着式パッチ６０を囲んでいる皮ふ表面６６が引き伸ばされるか、変形されるか、移動されても、開口部６３の内側の皮ふ表面６３の表面引張力は維持されていて、従って、変換部材６７と皮ふ表面６５との間の圧力は制御されている。本実施形態において、音響伝達層６８が皮ふ表面６４と変換部材６７との間に取り付けられている。

音響伝達層６８は開口部６３全体に又はその一部に延在している。層６８は、接着可能な皮ふ接触面と、その反対表面における接着層とを有している。層６８は、ゲル状であってもよいし、空気のような気体であってもよい。皮ふ表面と変換部材との間における音響伝達を容易にするために、従来技術における適切ないずれの音響伝達材料が使用されてもよい。

図４及び５における実施形態において、二つの部品の装置が図示されていて、変換部材は着脱可能に接着部材に接続されている。他の実施形態において、同一又は同様の圧縮部材が備えられていて、接着部材は図２に図示するように、変換部材に取り外せないように取り付けられている。

図４及び５における圧縮部材の形状、寸法、構造の修正が行なわれてもよい。

Claims (9)

1. 人間の身体又は動物の体からの音響信号を測定する接着式パッチであって、
   接着部材（３１）と変換部材（３２）とを具備しており、
   前記接着部材（３１）は、皮ふ接触面を提供する接着面（３５）と、前記皮ふ接触面に対面していない非接着式の外表面（３６）とを備えていて、該接着部材は、該接着部材（３１）の前記外表面（３６）から前記皮ふ接触面に通じる貫通開口部（３７）を有しており、
   前記変換部材（３２）は、内部空洞（４１）を画成する円筒壁面（３９）と後部壁面（４０）とを有するハウジング（３８）を具備しており、前記内部空洞（４１）は、弾性発泡体又は同様の材料の形態の圧力処理手段（４２）と、音響信号を検知してその検知した音響信号を第一の電気出力信号に変換する変換手段（４３）とを収容しており、前記変換手段（４３）は皮ふ接触面（４６）を備えており、前記圧力処理手段（４２）は、前記変換手段（４３）の前記皮ふ接触面（４６）とは反対側を支持するように、前記後部壁面（４０）と前記変換手段（４３）との間に配置されており、
   該接着式パッチは、前記電気出力信号を周囲の装置に送信する送信手段を更に具備する、接着式パッチにおいて、
   前記変換部材が前記接着部材に接続されたとき、前記貫通開口部（３７）内に配置されている前記変換手段（４３）の前記皮ふ接触面（４６）は、前記接着部材（３１）の前記皮ふ接触面にほぼ平行であることにより、該接着式パッチが使用者の皮ふ面に取り付けられているとき前記変換部材が前記皮ふ面に接触するという結果を招くこと、及び前記接着部材の前記皮ふ接触面から突出する一つ以上の突起（４８，５１）の形をしている圧縮部材（４７，５０）であって、前記変換手段の近くに及び／又は前記変換手段を囲んで配置される圧縮部材（４７，５０）を前記接着部材が前記皮ふ接触面に備えること、及び前記接着部材と前記変換部材が第一の接続手段（３３）及び第二の接続手段（３４）を介して互いに解放可能に接続可能であることを特徴とする、接着式パッチ。
2. 前記圧縮部材（４７）は、接着部材（３１）の厚さの増大をもたらす傾斜した表面部分（４８）として形成されており、前記接着部材は、前記貫通開口部（３７）から半径方向で離れる部分で薄く、前記傾斜した表面部分（４８）が前記開口部（３７）に近い部分において厚くなっている、請求項１に記載の接着式パッチ。
3. 前記圧縮部材（５０）が、前記接着部材（３１）の前記皮ふ接触面（３５）における環状突起（５１）の形をしている、請求項１に記載の接着式パッチ。
4. 前記圧縮部材が、使用者の皮ふの表面張力を増大させるために形成されている、請求項１又は２に記載の接着式パッチ。
5. 前記接着部材が音響伝達層を具備しており、前記音響伝達層は、前記変換手段の外表面の少なくとも一部を覆う皮膜として設けられた音響伝達材料で作られている、請求項１に記載の接着式パッチ。
6. 前記変換手段が少なくとも一つのマイクロホンを含んでいる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接着式パッチ。
7. 前記少なくとも一つのマイクロホンがシリコンのマイクロホン又は感圧式の接触型マイクロホンである、請求項６に記載の接着式パッチ。
8. 前記第一の電気出力信号を処理してその信号を少なくとも第二の電気出力信号に変換する処理手段（９）を更に具備する、請求項１に記載の接着式パッチ。
9. 前記接着部材が使い捨て式の部分であり、かつ前記変換部材は再使用可能な部分である、請求項１に記載の接着式パッチ。

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