一种简易电子听诊器制造技术

本发明专利技术公开了一种简易电子听诊器，包括听诊头，所述听诊头通过传导胶管分别与第一听诊开关和第二听诊开关连接，所述第一听诊开关通过传导胶管与听音耳塞连接，所述第二听诊开关通过传导胶管与声音采集传感器连接，所述声音采集传感器与处理模块集合装置连接。本发明专利技术可以同时使用电子听诊和普通听诊两种模式，便于使用者根据使用习惯和需求自主选择，并具备结构简易、成本低廉的特点；电子听诊模式以空气耦合的方式将心肺音信号传输至声音采集传感器，并且通过数字信号传输模块和人机交互模块，可以接入多种不同终端，到达便携或高精度使用等不同目的，适用于临床诊断、医学教学等多方面。

A Simple Electronic Stethoscope

The invention discloses a simple electronic stethoscope, including a stethoscope head, which is connected with the first stethoscope switch and the second stethoscope switch respectively through a conductive rubber tube, the first stethoscope switch is connected with the stethoscope earplug through a conductive rubber tube, the second stethoscope switch is connected with the sound acquisition sensor through a conductive rubber tube, and the sound acquisition sensor and the processing module are assembled. Set up connections. The invention can use two modes of electronic auscultation and common auscultation at the same time, which is convenient for users to choose independently according to their usage habits and needs, and has the characteristics of simple structure and low cost; the electronic auscultation mode transmits cardiopulmonary sound signals to sound acquisition sensors in air-coupled way, and through digital signal transmission module and human-computer interaction module, can access a variety of different modes. With the same terminal, it can be used for different purposes, such as portable or high-precision use. It is suitable for clinical diagnosis, medical teaching and other aspects.

【技术实现步骤摘要】
一种简易电子听诊器
本专利技术涉及医疗器械
，，具体涉及一种简易电子听诊器。
技术介绍
听诊器作为现代医学中使用较为频繁的医学仪器，在心脑血管疾病、呼吸系统疾病诊断中具有重大的意义。而因为传统听诊器无法存储回放、不能无线传输数据、抗环境干扰能力差等缺点，限制了听诊器在远程医疗、移动医疗等方面的使用。因此，电子听诊器的研究具有重要的意义。目前的电子听诊器正在被世界各国研究，并已有一些产品投入市场。国内在电子听诊器产品方面发展较慢，目前市面上国产电子听诊器屈指可数。其中秦皇岛康泰公司研发了一系列多功能可视电子听诊器，该多功能可视电子听诊器集听诊、心电采集、血氧和脉率检测于一体，通过耳机输出所听诊的声音信号，其听诊音量可调，但不具备存储回放、无线发送等功能，而且其“可视”并非指显示心肺音波形而是心电波形，同时听诊音中也夹杂了较多干扰，也没有信号的上位机处理简易诊断等功能。国外方面，ThinkLabs公司推出了一款电子听诊器，其外形设计突破了传统声学听诊器的外观限制，使得电子听诊器更加便携、美观、实用，但该电子听诊器功能相对单一，且不具备无线传输功能。传统听诊器领域行业标杆的3M公司也研发了一系列电子听诊器，其中以3200型蓝牙电子听诊器为代表，该产品延续传统声学听诊器的外观结构，与3M的其他听诊器形成了一个优秀的听诊器家族。电子听诊器具有存储回放、无线通信等功能，同时还加入了抗环境噪声技术(AdaptiveNoiseReduction，ANR)，最大程度可将环境噪声降低75％，大大增强了听诊有效性。与最优良的传统声学听诊器相比，声音信号可放大24倍。国外电子听诊器产品较为成熟，但与此同时其价格也十分昂贵，该电子听诊器价格高达约8800元，同时该电子听诊器在听诊音的存储时间和存储曲目数量上却极为有限，同时也未做信号分析实现简易诊断异常心音等功能。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的是提供一种简易电子听诊器，通过对关键的各个模块及心肺音信号分析处理等进行改进，与现有技术相比，能够有效解决杂音多、存储时间及存储曲目小、造价高等问题，同时实现心音信号的有线无线传输、并可以对心肺音信号数据进行显示和分析给出诊断的结果。技术方案：本专利技术一种简易电子听诊器，包括听诊头，所述听诊头通过传导胶管分别与第一听诊开关和第二听诊开关连接，所述第一听诊开关通过传导胶管与听音耳塞连接，所述第二听诊开关通过传导胶管与声音采集传感器连接，所述声音采集传感器与处理模块集合装置连接。进一步的，所述处理模块集合装置内包括信号处理模块、人机交互模块和数字信号传输模块，所述人机交互模块分别与信号处理模块和数字信号传输模块连接，所述声音采集传感器与信号处理模块连接。进一步的，所述信号处理模块由前置放大器模块、低通滤波器模块、运算放大器模块和编解码模块组成，所述前置放大器模块、低通滤波器模块、运算放大器模块和编解码模块依次连接，从而实现了对原始心肺音音频信号的预处理以及数字化。进一步的，所述编解码模块包括用于输出数字音频信号的模数转换模块和用于输出模拟音频信号的数模转换模块。进一步的，所述数字信号传输模块包括蓝牙传输模块、Wifi传输模块和USB接口。进一步的，所述人机交互模块包括单片机和显示器，所述显示器将单片机处理之后的心肺音信号波形和心率通过显示器屏幕实时显示，所述单片机还包括计时器，使得电子听诊器具有便携和低成本的特点。进一步的，所述人机交互模块包括电脑，所述电脑对信号处理模块处理之后的心肺音信号实时显示波形，并通过算法进行分析和显示参数；所述算法进行分析过程为：(1)对信号处理模块处理之后的心肺音信号使用小波降噪算法进行硬阈值降噪处理；(2)通过香农能量算法提取降噪后心肺音信号的包络，得到信号的香农能量图和时间门图；与此同时，通过Burg算法对降噪后心肺音信号进行自回归模型下的功率谱分析，得到信号的频谱图；(3)通过基于盲源信号的心肺音分离算法，利用非负矩阵分解、聚类分析和时频掩码的方式，将心肺音信号中的杂声肺音信号分离，得到心音信号；(4)通过心音异常分析算法，并结合已有的频谱图、香农能量图和时间门图，从上述心音信号中提取出第一心音和第二心音，再计算出香农能量图中相邻峰值的时间差，得到对心音的分析结果。有益效果：本专利技术与现有技术相比，由于声音采集传感器的改进、音频编解码的滤波及模数转换、人机交互模块等模块对心肺音信号的处理，能够实现心肺音的双模式听诊、心肺音信号的有线无线传输、实时显示心肺音波形、基于PC机的心肺音显示、心肺音分离及简易诊断，具有音质清晰、听诊方式多种可选、诊断分析准确率高等特点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为处理模块集合装置的结构示意图。具体实施例下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步描述：如图1和图2所示，本专利技术一种简易电子听诊器，包括听诊头1，听诊头1通过传导胶管分别与第一听诊开关2和第二听诊开关3连接，第一听诊开关2通过传导胶管与听音耳塞4连接，第二听诊开关3通过传导胶管与声音采集传感器5连接，声音采集传感器5与处理模块集合装置6连接，用户可以同时使用电子听诊和普通听诊两种模式，便于用户根据使用习惯和需求自主选择；电子听诊模式通过听诊头1将心肺音声信号传输至声音采集传感器5，声音采集传感器5选用了驻极体麦克风，驻极体麦克风由声电转换和阻抗变换两部分组成，声电转换的关键元件是驻极体振动膜，当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压，即可将心肺音声信号转化为电信号，传输给处理模块集合装置6。处理模块集合装置6内包括信号处理模块7、人机交互模块8和数字信号传输模块9，信号处理模块7由前置放大器模块71、低通滤波器模块72、运算放大器模块73和编解码模块74组成，编解码模块74包括用于输出数字音频信号的模数转换模块和用于输出模拟音频信号的数模转换模块，前置放大器模块71、低通滤波器模块72、运算放大器模块73和编解码模块74依次连接，从而实现了对心肺音信号的预处理以及数字化；人机交互模块8分别与信号处理模块7和数字信号传输模块9连接，声音采集传感器5与信号处理模块7连接，即与信号处理模块7中的前置放大器模块71连接。其中信号处理模块7采用了单个固定增益为20dB、高信噪比、低能耗的MAX9812芯片对心肺音信号进行前置放大；然后使用一阶低通滤波电路消除前端声音采集传感器5采集信号时引入的高频噪声；再增加了两级电压跟随器，不仅能够起到阻抗匹配的作用，还适当增加了电路带动负载的能力，而编解码模块基于TLV320AIC3254对心肺音信号进行模数转换及数模转换，从而实现了对心肺音信号的预处理以及数字化。数字信号传输模块9包括蓝牙传输模块、Wifi传输模块和USB接口，蓝牙传输模块选用了HC-08蓝牙传输模块，其具有功耗低、无线传输距离长、尺寸小的特点，蓝牙传输模块、Wifi传输模块和USB接口实现心肺音信号的有线无线传输。当人机交互模块8包括单片机和显示器，单片机选用STM32F405，通过SPI串行接口连接0.96寸的OLED显示器，通过显示器屏幕实时显示单片机处理之后的心肺音信号波形和心率，该单片机还包括计时器，使得听诊器具有便携和低成本的特点。当人机交互模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简易电子听诊器，包括听诊头(1)，所述听诊头(1)通过传导胶管分别与第一听诊开关(2)和第二听诊开关(3)连接，所述第一听诊开关(2)通过传导胶管与听音耳塞(4)连接，所述第二听诊开关(3)通过传导胶管与声音采集传感器(5)连接，所述声音采集传感器(5)与处理模块集合装置(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种简易电子听诊器，包括听诊头(1)，所述听诊头(1)通过传导胶管分别与第一听诊开关(2)和第二听诊开关(3)连接，所述第一听诊开关(2)通过传导胶管与听音耳塞(4)连接，所述第二听诊开关(3)通过传导胶管与声音采集传感器(5)连接，所述声音采集传感器(5)与处理模块集合装置(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种简易电子听诊器，其特征在于：所述处理模块集合装置(6)内包括信号处理模块(7)、人机交互模块(8)和数字信号传输模块(9)，所述人机交互模块(8)分别与信号处理模块(7)和数字信号传输模块(9)连接，所述声音采集传感器(5)与信号处理模块(7)连接。3.根据权利要求2所述的一种简易电子听诊器，其特征在于：所述信号处理模块(7)由前置放大器模块(71)、低通滤波器模块(72)、运算放大器模块(73)和编解码模块(74)组成，所述前置放大器模块(71)、低通滤波器模块(72)、运算放大器模块(73)和编解码模块(74)依次连接。4.根据权利要求3所述的一种简易电子听诊器，其特征在于：所述编解码模块(74)包括用于输出数字音频信号的模数转换模块和用于输出模拟音频信号的数模转换模块。5.根据权利要求2所述的一种简易电子听诊器...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雷，张彩宁，牟思豫，张敏，杨升，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32