用于心脏听诊的声学超听诊器
应用物理
2023-06-05 v1
摘要
直筒式圆柱听诊器是传统听诊器的重要替代方案，后者在传染病治疗中的应用可能因防护服装的使用而受限。然而由于其生物声学信号的低频特性，其小型化具有挑战性。在此，我们设计并在实验上实现了一款亚波长尺寸、制作简单、易于组装且高灵敏度的超听诊器，其仅由多个圆孔板单元与圆柱壳组成。我们通过解析推导频率响应方程阐明了所提机制，证明等效声传播路径被高折射率超材料显著延长，从而使超听诊器可缩小至亚波长尺寸。超听诊器的声学性能通过监测着衣人体的心脏听诊进行了实验表征。仿真与测量结果吻合良好，二者均显示在所预测 80 至 130 Hz 工作频率范围内尽管结构紧凑简单，所提超听诊器的灵敏度预期增强约 10 dB。我们设计的便携、可拆卸且有效的超听诊器为超材料赋能的听诊器范式开辟了路径，在医疗诊断与声学传感等多种场景具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2306.01374,
title = {Acoustic meta-stethoscope for cardiac auscultation},
author = {Zheng-Ji Chen and Jing-Jing Liu and Bin Liang and Jing Yang and Jian-Chun Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.01374},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 3 figures