CN106792369A - 一种用于听诊器的分体式信号处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于听诊器的分体式信号处理装置，包括拾音器、放音器和信号处理模块，其中所述拾音器通过连通管连接听诊器的听诊头，所述放音器通过连通管连接听诊器的耳挂，所述信号处理模块将所述拾音器采集的信号优化处理传送至所述放音器，实现了将身体声音信号数字化并且将其功率放大、存储、实时发送、多人共享和APP连接等，同时克服了机械式听诊器的局限性并使专业技能培训和专家远程会诊变得更加方便和效率，并且为利用现代数字音频处理的方法进一步分析生物音信号提供技术保障。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于听诊器的分体式信号处理装置。
背景技术
在临床医学中对人体内的声音信号(如心音、肺音、胎音等)听诊是一项常规的医学检查，医护人员经常通过听诊器听诊并结合经验初步判断被听诊人的健康状况。传统的听诊器虽然有结构简单,易用便携的优点，但是声音小，不清晰、无法实现存储、显示和不能形成电子文件。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种克服了上述机械式听诊器的局限性并使专业技能培训和专家远程会诊变得更加方便和效率，并且为利用现代数字音频处理的方法进一步分析生物音信号提供技术保障的用于听诊器的分体式信号处理装置。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可以与现有听诊器直接结合，以实现将身体声音信号数字化并且将其功率放大、存储、实时发送、多人共享和APP连接等功能的用于听诊器的分体式信号处理装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于听诊器的分体式信号处理装置，包括拾音器、放音器和信号处理模块，其中所述拾音器通过连通管连接听诊器的听诊头，所述放音器通过连通管连接听诊器的耳挂，所述信号处理模块将所述拾音器采集的信号优化处理传送至所述放音器。
进一步地，所述优化处理包括前置放大、滤波和功率放大，是将拾音器采集的信号依次传输至所述信号处理模块中的前置放大器、滤波器和功率放大器来实现对信号的优化处理；前置放大器用于将拾音器输出的信号通过集成运算放大器放大，滤波器用于将前置放大器放大的信号进行频率滤波，去除干扰信号，功率放大器用于将滤波器输出的信号进行功率放大传送到所述放音器。
进一步地，所述拾音器包括第一管段、第二管段和声音传感器，所述第一管段和第二管段同轴设置固定连接，所述第一管段有一组与第二管段相配合形成的固定结构，所述第二管段用于限定所述声音传感器的位置，其中所述固定结构用于与所述分体式信号处理装置外壳紧密扣合；所述第一管段还有凹槽，用于与听诊器听诊头端的连通管紧密连接，不易脱落；所述声音传感器用于将经过身体内部声音依次经过听诊头、连通管转化成电信号。
进一步地，所述放音器包括第三管段、第四管段和扬声器组，所述第三管段和第四管段垂直连通连接，所述第三管段有一组固定结构，所述第四管段用于限定所述扬声器组的位置，其中所述固定结构用于与所述分体式信号处理装置外壳紧密扣合；所述第三管段还有凹槽，用于与听诊器耳挂端的连通管紧密连接，不易脱落；所述扬声器组可设置在所述第四管段的两端，其至少包含一个扬声器，用于扩展接收信号的频率响应，从而达到高保真的输出。
进一步地，还包括存储模块，其与所述信号处理模块相连接，用于存储数据或连接外部存储介质。其中所述存储模块将信号以文件的形式存储在存储介质中，可做增、删、改、查的操作；外部存储介质支持热插拔，可从分体式信号处理装置中拆卸出来。
进一步地，还包括通讯模块，其与所述信号处理模块相连接，用于有线连接或无线连接智能终端设备进行通讯交互；包括智能终端设备无线连接所述分体式信号处理装置实时播放听诊信号、智能终端设备无线连接所述存储模块来管理音频文件和下载所述存储模块中存储的音频文件。
进一步地，还包括输出模块，其与所述信号处理模块相连接，用于连接外部播放设备，将所述信号处理模块输出的信号通过输出模块连接外部播放设备播放。
进一步地，还包括电量管理模块，其用于为所述分体式信号处理装置提供电源和通过有线或无线方式为所述分体式信号处理装置充电，其中所述电量管理模块包括电池组为所述分体式信号处理装置提供电源。
进一步地，还包括操作控制模块，其与所述信号处理模块相连接，用于设置所述分体式信号处理装置的工作参数和依据工作参数输出听诊结果。
进一步地，还包括显示设备，其与所述信号处理模块相连接，用于显示所述操作控制模块输出听诊结果相应的图像。
进一步地，还包括实时时钟模块，其用于同步所述分体式信号处理装置实时时间，所述实时时钟模块无线连接智能终端设备上的分体式信号处理装置专用软件来调整分体式信号处理装置的时钟时间，该实时时钟模块可以在分体式信号处理装置关机或者掉电情况下继续计时，从而保证了时间的准确性，为分体式信号处理装置后续的工作提供了精准的时间基准。
根据本发明提供的用于听诊器的分体式信号处理装置，具有将身体声音信号数字化并且在保真保证下放大信号功率，使耳挂听到的声音更加清晰，同时可以实现无线连接终端实时播放，其与和现场听诊仅有2S左右的缓冲，这样可以一次听诊多人同时听诊，还可以将听诊记录以文件形式存储和操作。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明优选实例的用于听诊器的分体式信号处理装置结构示意图；
图2是本发明优选实例的用于听诊器的分体式信号处理装置外壳示意图；
图3是本发明优选实例的连接分体式信号处理装置的听诊器外观示意图；
图4是本发明优选实例的拾音气嘴结构示意图；
图5是本发明优选实例的拾音气嘴横切面示意图；
图6是本发明优选实例的拾音气嘴俯视结构示意图；
图7是本发明优选实例的拾音气嘴透视结构示意图。
图8是本发明优选实例的放音气嘴结构示意图；
图9是本发明优选实例的放音气嘴横切面示意图；
图10是本发明优选实例的放音气嘴俯视结构示意图；
图11是本发明优选实例的放音气嘴透视结构示意图；
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式
如图1所示，本发明优选实例的用于听诊器的分体式信号处理装置，包括拾音气嘴、放音气嘴、信号处理模块、存储模块、操作控制模块、通讯模块、输出模块、电量管理模块和实时时钟模块；信号处理模块用于将拾音气嘴采集的信号优化处理传送至放音气嘴，信号处理模块控制其他模块(包括存储模块、操作控制模块、通讯模块、输出模块、电量管理模块和实时时钟模块)协同工作进行音频信号采集、声音放大、无线传输、储存、电量管理等。
本发明在结构上采用了分体式设计，如图3所示分体式信号处理装置可被设置在听诊器听诊头1和耳挂2连接的连通管3(具体的是听诊头端的连通管31和耳挂端的连通管32)之间，其中包括拾音气嘴4、放音气嘴5和分体式信号处理装置外壳6。
分体式信号处理装置外壳6包括面壳和底壳，有2种设置，第1种是设置按键和状态灯，第2种如图2所示，壳体正面嵌入真彩屏加电容触摸LCD屏61,壳体左边有一个电源按键62和两个音量控制键63，壳体右边有一个耳机孔66、一个MircUSB接口65和一个SD卡卡槽口64。壳体上端接入放音气嘴5，壳体下端接入拾音气嘴4和底壳(即外壳背面)设有无线充电感应区67。
拾音气嘴4通过连通管31连接听诊器的听诊头1,其用于将身体声音信号转换成电信号，拾音气嘴4如图4至图7所示包括第一管段41、第二管段42和声音传感器，第一管段41和第二管段42同轴设置固定连接，第一管段41有一组与第二管段42相配合形成的固定结构411(例如在第一管段41上设置一环形挡板410与与第二管段42相配合形成一个与体式信号处理装置外壳6紧密扣合的固定结构411)，第二管段42用于限定声音传感器的位置，其中固定结构411用于与分体式信号处理装置外壳6紧密扣合；第一管段41还有凹槽412，用于与听诊器听诊头端的连通管31紧密连接，不易脱落；声音传感器使用驻体式或压电陶瓷式将经过身体组织传播的身体内部声音依次经过听诊头1、连通管31转化成电信号，这样就大大的减少了外界环境的干扰，从而得到较为准确的身体内部声音(例如心音、呼吸音等)信号，声音传感器放置在第二管段42内。
放音气嘴5通过连通管32连接听诊器的耳挂2，如图8至图11所示放音气嘴5包括第三管段51、第四管段52和扬声器组，第三管段51和第四管段52垂直连通连接，第三管段51有一组固定结构511(例如第三管段51上设置两个平行环形挡板513、514形成一个与体式信号处理装置外壳6紧密扣合的固定结构511)，第四管段52用于限定扬声器组的位置，其中固定结构511用于与分体式信号处理装置外壳6紧密扣合；第三管段51还有凹槽512，用于与听诊器耳挂端的连通管32紧密连接，不易脱落；扬声器组被设置在第四管段52内的两端，其至少包含一个扬声器，用于扩展接收信号的频率响应，从而达到高保真的输出播放。
信号处理模块用于将拾音气嘴4采集的信号优化处理传送至放音气嘴5。优化处理包括前置放大、滤波和功率放大，具体是将拾音气嘴6采集的信号依次传输至信号处理模块中的前置放大器、滤波器和功率放大器来实现对信号的优化处理；前置放大器用于将拾音气嘴6输出的信号通过集成运算放大器放大信号；滤波器用于将前置放大器放大的信号进行频率滤波，去除干扰信号，减少噪音污染；功率放大器用于将滤波器输出的信号进行功率放大传送到放音气嘴5。
还包括存储模块，其与信号处理模块相连接，用于存储数据或连接外部存储介质。具体的采用了大容量储存设备(如64G)可以储存大量的音频数据，为了方便管理数字音频信号数据，采用文件系统将音频信号以文件形式进行存储管理，根据当前信息处理器的时间加上当前听诊位置标识组合成文件名，这样便于音频数据的增、删、改、查。例如为了便于听诊信息的存储和远程会诊以及远程治疗，被听者可以使用智能设备(如手机)连接分体式信号处理装置下载的听诊的音频数据通过网络发送给在线咨询医生，以便在线咨询医生给出相关建议。
外部存储介质支持热插拔，可从分体式信号处理装置中拆卸出来，例如采用SD卡外置的方式，可直接取出插入的SD卡，方便用户直接使用。
还包括通讯模块，其与信号处理模块相连接，用于有线连接或无线连接智能终端设备(如手机、平板、PC机等)进行通讯交互；包括智能终端设备无线连接分体式信号处理装置实时播放听诊、智能终端设备无线连接存储模块来管理音频文件和下载存储模块中存储的音频文件。例如通过无线连接手机，手机能同步实时听诊，其与现场听诊延误时间在2s以内，从而实现一次听诊多人同时实时听诊功能，同时手机也可以以文件形式存储这次听诊的音频信号。
还包括输出模块，其与所述信号处理模块相连接，用于连接外部播放设备，将所述信号处理模块输出的信号通过输出模块连接外部播放设备播放。例如将信号处理模块输出的多频段音频信号通过耳机孔66连接耳机进行播放。
还包括电池管理模块，其用于为分体式信号处理装置提供电源和通过有线或无线方式为分体式信号处理装置充电，其中所述电池管理模块包括电池组(例如锂电池组)为所述分体式信号处理装置提供电源。例如为了让本发明续航时间长，本发明采用大容量锂电池供电方式，同时为了减少拆卸外壳给电池充电的麻烦而提供了两种充电方式，第1种：通过MircUSB接口65连接电源进行充电，USB充电电路采用专用的USB充电管理芯片进行充电管理。第2种：采用无线充电模式进行充电，只需要将闲置的分体式信号处理装置的无线充电感应区67放置在无线充电器上就可以进行自动充电，同时无线充电采用专用的无线充电管理芯片进行充电管理，充满时自动断开充电，以上两种充电方式即方便又安全。
还包括操作控制模块，其与信号处理模块相连接，用于设置分体式信号处理装置的工作参数和依据工作参数输出听诊结果。例如采用PVC固定模式，可以实现对分体式信号处理器工作参数的设置及指定数字音频信号数据文件储存位置等；
还包括显示设备，其与所述信号处理模块相连接，用于显示所述操作控制模块输出听诊结果相应的图像。例如采用LCD触摸屏(例如真彩屏加电容触摸LCD屏61)与用户进行信息交互，实现对分体式信号处理器工作参数的设置及指定数字音频信号数据文件储存位置等功能，通过显示屏显示的频谱图可以观看身体内部的声音频率的成分和幅度，同时还可以显示电量、通讯标志等状态信息。
还包括实时时钟模块，其用于同步所述分体式信号处理装置实时时间，实时时钟模块无线连接智能终端设备上的分体式信号处理装置专用软件来调整分体式信号处理装置的时钟时间，该实时时钟模块可以在分体式信号处理装置关机或者掉电情况下继续计时，从而保证了时间的准确性，为分体式信号处理装置后续的工作提供了精准的时间基准。
综上所述，分体式信号处理装置将获得的声音信号转换成的数字信号可以分为4路同步输出。第1路通过通讯模块无线连接智能设备(如电脑、平板8、手机等)传输数字信号，并通过智能设备上面的软件进行实时播放；第2路通过放音气嘴5的扬声器组进行同步播放；第3路通过输出模块连接外部播放设备进行同步播放(例如通过耳机孔66连接的耳机进行同步播放)；第4将数字音频信号实时储存到储存设备(例如插入SD卡卡槽口64的SD卡)里面。
为了方便用户访问历史听诊数字音频信号，本发明提供了3种方式管理储存设备中音频数据文件，第1种方式：采用SD卡外置的方式，可直接取出插入的SD卡，方便用户直接使用。第2种方式：采用标准MircUSB接口65通过PC机直接管理储存设备里面的音频文件。第3种方式：智能设备(例如电脑、平板、手机等)通过通讯模块无线访问分体式信号处理装置的储存介质管理音频文件。例如智能设备软件(例如电脑、平板、手机等)通过信号通讯模块无线连接分体式信号处理装置，可以在智能设备软件中直接听诊、本地文件搜索、本地文件上传、本地文件删除以及复位等操作。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，包括拾音器、放音器和信号处理模块，其中所述拾音器通过连通管连接听诊器的听诊头，所述放音器通过连通管连接听诊器的耳挂，所述信号处理模块将所述拾音器采集的信号优化处理传送至所述放音器。
2.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，所述优化处理包括前置放大、滤波和功率放大。
3.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，所述拾音器包括第一管段、第二管段和声音传感器，所述第一管段和第二管段同轴设置固定连接，所述第一管段有一组与第二管段相配合形成的固定结构，所述第二管段用于限定所述声音传感器的位置。
4.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，所述放音器包括第三管段、第四管段和扬声器组，所述第三管段和第四管段垂直连通连接，所述第三管段有一组固定结构，所述第四管段用于限定所述扬声器组的位置。
5.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，还包括存储模块，其与所述信号处理模块相连接，用于存储数据或连接外部存储介质。
6.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，还包括通讯模块，其与所述信号处理模块相连接，用于有线连接或无线连接智能终端设备进行通讯交互。
7.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，还包括输出模块，其与所述信号处理模块相连接，用于连接外部播放设备。
8.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，还包括电量管理模块，其用于为所述分体式信号处理装置提供电源和通过有线或无线方式为所述分体式信号处理装置充电。
9.如权利要求1所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，还包括操作控制模块，其与所述信号处理模块相连接，用于设置所述分体式信号处理装置的工作参数和依据工作参数输出听诊结果。
10.如权利要求9所述的用于听诊器的分体式信号处理装置，其特征在于，还包括显示设备，其与所述信号处理模块相连接，用于显示所述操作控制模块输出听诊结果相应的图像。
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