CN114190970A - 一种智能听诊方法和听诊器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能听诊方法和听诊器，所述智能听诊方法包括如下步骤：获取拾音部鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部的加速度信息；过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；将所述鸣音信号传输至听音部，将所述可信音色信号传输至终端。本发明能够解决医生听诊时的噪音影响问题，还能够通过手机或电脑实现与被检者的无接触诊断。

Description

一种智能听诊方法和听诊器

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种智能听诊方法和听诊器。

背景技术

听诊器是内外妇儿医师最常用的诊断用具，是医师的标志，现代医学即始于听诊器的发明，医生使用听诊器测量患者的心跳频率、每分钟异常次数、呼吸、肠鸣音等，从而诊断疾病。

现有的听诊器原理是通过将听诊器前端，也就是拾音部分，贴紧被体检者身体，在听到被体检者体内的声波振动后，听诊器内的密闭气体随之震动，传到听音部分的一端，由于腔道狭窄，气体的震幅就比前端要大很多，医生听到传来的声音也就大了很多。然而，在进行医疗诊断时有可能会存在许多问题，比如在需要隔离时，无法将听诊器的耳塞塞入耳朵，或者是在儿科诊疗的过程中，儿童身体扭动、哭闹而产生噪音，也会对医生对听诊器所传来的声音造成影响，费时费力，常常只能凭个人的从医经验来进行诊断。

发明内容

本发明提供一种智能听诊方法和听诊器，能够解决医生听诊时的噪音影响诊断结果的问题，实现将听诊器所检测到的声音完整且清楚的传递给医生的目的。为解决上述技术问题，本发明提供一种智能听诊方法，包括如下步骤：

获取拾音部鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部的加速度信息；

过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；

根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；

将所述鸣音信号传输至听音部，将所述可信音色信号传输至终端。

较佳的，将所述鸣音信号传输至听音部之后，还包括如下步骤：

根据所述拾音部获取的外部噪声信息生成主动降噪信号与传输至所述听音部的鸣音信号合成实现主动降噪。

较佳的，过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号的具体步骤为：

过滤振动信息中的低频和高频噪声信号得到鸣音信号；

采用匹配滤波增强器官发声信息得到音色信号。

较佳的，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号的具体步骤为：

解析出单位时间内所述加速度信息中的平均加速度值A和加速度变化量σ_A；

根据所述平均加速度值A和加速度变化量σ_A计算可信音色信号，所述可信音色信号的分贝值计算公式如下：

p_ref为参考声压，所述p_rms为单位时间内采集到的音量幅值。

本发明还提供一种听诊器，包括：

拾音部，获取拾音部鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部的加速度信息；

噪声过滤模块，过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；

可信音色信号计算模块，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；

听音模块，包括听音部和终端，将所述鸣音信号传输至听音部，将所述可信音色信号传输至终端。

较佳的，所述听音部还包括主动降噪模块，所述主动降噪模块用于根据所述拾音部获取的外部噪声信息生成主动降噪信号与传输至所述听音部的鸣音信号合成实现主动降噪。

较佳的，所述噪声过滤模块包括：

带通滤波器，所述带通滤波器用于过滤振动信息中的低频和高频噪声信号得到鸣音信号；

匹配滤波器，过滤音色信息中的非器官发声信息得到音色信号

较佳的，所述听音模块还用于：解析出单位时间内所述加速度信息中的平均加速度值A和加速度变化量σ_A；

根据所述平均加速度值A和加速度变化量σ_A计算可信音色信号，所述可信音色信号的分贝值计算公式如下：

p_ref为参考声压，所述p_rms为单位时间内采集到的音量幅值。

较佳的，所述听诊器还包括传导部，所述传导部内设置电路处理模块，所述电路处理模块通过有线和/或无线方式连接所述听音模块上的听音部和终端，所述电路处理模块用于实现噪声过滤模块、可信音色信号计算模块，所述终端用于实现可信音色信号的音频转换和播放。

较佳的，所述传导部可拆卸的连接所述听音部和所述终端。

本发明的提供了一种智能听诊方法和听诊器，通过获取听音部的振动信息、音色信息，再将所述振动信息、音色信息过滤后得到鸣音信号和音色信号，分别传输至听音部实现常规听诊和远程传输实现远程听诊，使得听诊器能够在平时作为常规的听诊器使用，也能够在不便于正常使用时，通过无线信号或有线信号将诊断信息传输至终端，实现无接触诊断。本发明能够用于各式各样的场合，如对隔离病房中的病人进行检查，或是哭闹、一直处于扭动状态的儿童等，通过噪声处理模块过滤掉干扰声音，更为准确地判断被检者的身体情况。

附图说明

图1为智能听诊方法流程图；

图2为智能听诊器模块系统图；

图3为智能听诊器拾音部示意图；

图4为智能听诊器的立体结构示意图；

图5为电路处理模块系统图；

图6为主动降噪模块系统图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

实施例1

本实施例提供一种智能听诊方法，如图1所示，包括如下步骤：

S101、获取拾音部1鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部1的加速度信息；

S201、过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；

S301、根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；

S401、将所述鸣音信号传输至听音部2，将所述可信音色信号传输至终端412。

本实施例中，如图3所示，拾音部1用于贴紧被检者身体，采集被检者身体器官内部声音，可以在拾音部1内部设置振动传感器101得到振动信息，设置音色传感器102获取音色信息，在拾音部1外部设置陀螺仪103获取的加速度信息。通过在拾音部1内部设置振动传感器101、音色传感器102，既能够感受到震动的频率、幅度，也能够感受震动的音色，能够便于医生对被检者的健康状况进行判断。所述音色传感器102由多个并联的带通滤波器组成，多个带通滤波器分别能够允许不同频率的音频信号通过，即得到不同音色的信号频段。

本实施例中，所述陀螺仪103设置在拾音部1的拾音外壳上，能够检测到拾音部1的运动情况，并根据拾音部1的运动情况排除不准确的音频信号。

作为一种优选的实施方式，过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号的具体步骤为：

过滤振动信息中的低频和高频噪声信号得到鸣音信号；

采用匹配滤波增强器官发声信息得到音色信号。

本实施例中，过滤振动信息中的低频和高频噪声信号采用的是带通滤波器，所述带通滤波器可以通过前置的模拟式滤波实现，也可以采用在信号处理模块内的数字滤波器实现；所述匹配滤波在时域通过卷积方式完成滤波，使得输出功率信噪比最大以突出器官发声得到音色信号。

本实施例中，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号，将所述鸣音信号传输至听音部2，将所述可信音色信号传输至终端412。传输至终端412的方式可以采用无线信号连接，如蓝牙、WiFi、5G等，也可以通过有线连接，终端412可以是电脑、手机、智能音箱等，实现远距离智能听诊。

本实施例中，将所述鸣音信号传输至听音部2之后，还包括如下步骤：

根据所述拾音部1获取的外部噪声信息生成主动降噪信号与传输至所述听音部2的鸣音信号合成实现主动降噪。即使外部环境嘈杂，在拾音部1也能够听清楚鸣音信号。

本实施例中，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号的具体步骤为：

解析出单位时间内所述加速度信息中的平均加速度值A和加速度变化量σ_A；

根据所述平均加速度值A和加速度变化量σ_A计算可信音色信号，所述可信音色信号的分贝值计算公式如下：

p_ref为参考声压，所述p_rms为单位时间内采集到的音量幅值。

本实施例的智能听诊方法能够对听诊信号进行全面噪声过滤，能够用于各式各样的场合，如对隔离病房中的病人进行检查，或是哭闹、一直处于扭动状态的儿童等，通过噪声处理模块过滤掉干扰声音，更为准确地判断被检者的身体情况。

实施例2

本实施例提供一种听诊器，如图2所示，包括：

拾音部1，获取拾音部1鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部1的加速度信息；

噪声过滤模块112，过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；

可信音色信号计算模块113，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；

听音模块114，包括听音部2和终端412，将所述鸣音信号传输至听音部2，将所述可信音色信号传输至终端412。

本实施例中，拾音部1用于贴紧被检者身体，采集被检者身体器官内部声音。如图3所示，拾音部1内设置振动传感器101、音色传感器102，既能够感受到震动的频率、幅度,也能够感受震动的音色，更加便于医生对被检者的健康状况进行判断。所述音色传感器102由多个并联的带通滤波器组成，所述多个带通滤波器分别能够允许不同频率的音频信号通过，即得到不同音色的信号频段。

本实施例中，陀螺仪103设置在拾音部1的拾音外壳上，能够检测到拾音部1的运动情况(如加速度信息)，并根据上述拾音部1的运动情况排除不准确的音频信号。

本实施例中，如图4所示，所述听诊器还包括传导部3，所述传导部3内设置电路处理模块，所述电路处理模块通过有线和/或无线方式连接所述听音模块114上的听音部2和终端412，所述电路处理模块用于实现噪声过滤模块112、可信音色信号计算模块113，所述终端412用于实现可信音色信号的音频转换和播放。

本实施例中，如图5所示，所述电路处理模块包括信号预处理模块201和数字信号处理模块202，所述信号预处理模块201包括前置放大模块和模拟数字转换模块，所述前置放大模块能够将振动传感器101获取的振动信号和音色传感器102获取的音色信号进行放大处理，经过放大处理后的信号再经过模拟数字转换模块转换为数字信号由数字信号处理模块202进行处理。

作为一种优选的实施方式，所述信号预处理模块201还包括模拟滤波器，如RC滤波，置于所述前置放大模块和所述振动传感器101之间。

作为一种优选的实施方式，所述数字信号处理模块202可用于实现噪声过滤模块112，所述噪声过滤模块112包括：带通滤波器，所述带通滤波器用于过滤振动信息中的低频和高频噪声信号得到鸣音信号；匹配滤波器，过滤音色信息中的非器官发声信息得到音色信号。如实现匹配滤波器实现匹配滤波以增强器官发声信息得到音色信号，所述数字信号处理模块202可以为DSP模块或者FPGA模块。

作为一种优选的实施方式，所述数字信号处理模块202还可以用于获取陀螺仪103传输过来的数字加速度信息，并根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号。本实施例中，获取可信音色信号的实现方式为：解析出单位时间内所述加速度信息中的平均加速度值A和加速度变化量σ_A；

根据所述平均加速度值A和加速度变化量σ_A计算可信音色信号，所述可信音色信号的分贝值计算公式如下：

p_ref为参考声压，所述p_rms为单位时间内采集到的音量幅值。

本实施例中，所述电路处理模块还包括数字模拟转换模块，所述数字模拟转换模块将所述鸣音信号转换为模拟鸣音信号。

本实施例中，所述传导部3还包括音频数据插孔和通信模块，所述音频数据插孔用于与听音部2引出的音频线插头配合实现将所述模拟鸣音信号传输至听音部2；所述通信模块用于将所述数字音色信号传输至终端412。

作为一种优选的实施方式，所述通信模块为无线通信如WIFI模块、蓝牙、WiFi、5G通信等，所述通信模块还可以为有线通信如USB、RS232等。

本实施例中，听音模块114中的听音部2还包括主动降噪模块，所述主动降噪模块用于根据所述外部噪声信息生成主动降噪信号与传输至所述听音部2的模拟鸣音信号合成实现主动降噪。本实施例中，所述听音部2还包括耳机头，所述耳机头能够将主动降噪后的模拟鸣音信号转换成声音信号。医生可以直接将耳机头放入耳朵听取声音信号，实现常规方式听诊。

作为一种优选的实施方式，所述听音部2还包括音箱，所述音箱用于播放所述声音信号。

作为一种优选的实施方式，所述终端412为电脑、手机、智能音箱等，必要时可实现远程听诊，如通信模块使用WiFi、5G通信，终端412如手机、智能音箱远程接收所述可信音色信号即可实现远程听诊。

本实施例中，如图6所示，所述主动降噪模块包括主动降噪滤波器401、动态均衡器402、数模转换器403以及声音转换模块404；主动降噪滤波器401获取外部噪音信号，然后动态均衡器402根据所述外部噪音信号产生补偿信号经数模转换器403和声音转换模块404再转换成声音补偿信号与所述声音信号结合传递至听音部2，使得医生能够从听音部2中听到更加纯净的声音信号，避免噪音对医生的干扰。

本实施例中的智能听诊器能够用于医生对隔离病房中的病人进行诊断，为了避免医生受到感染，可以通过隔离病房内的护士或其他医生进行操作，采用无线连接，接收到病人的声音信息来进行诊断，这样既能够让医生对病人的情况进行检查，也保证了医生不会被病人所传染，确保医生的安全。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能听诊方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取拾音部鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部的加速度信息；

过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；

根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；

将所述鸣音信号传输至听音部，将所述可信音色信号传输至终端。

2.如权利要求1所述的智能听诊方法，其特征在于，将所述鸣音信号传输至听音部之后，还包括如下步骤：

根据所述拾音部获取的外部噪声信息生成主动降噪信号与传输至所述听音部的鸣音信号合成实现主动降噪。

3.如权利要求1所述的智能听诊方法，其特征在于，过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号的具体步骤为：

过滤振动信息中的低频和高频噪声信号得到鸣音信号；

采用匹配滤波增强器官发声信息得到音色信号。

4.如权利要求1所述的智能听诊方法，其特征在于，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号的具体步骤为：

解析出单位时间内所述加速度信息中的平均加速度值A和加速度变化量σ_A；

根据所述平均加速度值A和加速度变化量σ_A计算可信音色信号，所述可信音色信号的分贝值计算公式如下：

p_ref为参考声压，所述p_rms为单位时间内采集到的音量幅值。

5.一种听诊器，其特征在于，包括：

拾音部，获取拾音部鼓膜的振动信息、音色信息和拾音部的加速度信息；

噪声过滤模块，过滤所述振动信息和音色信息中的噪声信号得到鸣音信号和音色信号；

可信音色信号计算模块，根据所述加速度信息为所述音色信号赋予可信度得到可信音色信号；

听音模块，包括听音部和终端，将所述鸣音信号传输至听音部，将所述可信音色信号传输至终端。

6.如权利要求5所述的听诊器，其特征在于，所述听音部还包括主动降噪模块，所述主动降噪模块用于根据所述拾音部获取的外部噪声信息生成主动降噪信号与传输至所述听音部的鸣音信号合成实现主动降噪。

7.如权利要求5所述的听诊器，其特征在于，所述噪声过滤模块包括：

带通滤波器，所述带通滤波器用于过滤振动信息中的低频和高频噪声信号得到鸣音信号；

匹配滤波器，过滤音色信息中的非器官发声信息得到音色信号。

8.如权利要求7所述的听诊器，其特征在于，所述听音模块还用于：解析出单位时间内所述加速度信息中的平均加速度值A和加速度变化量σ_A；

根据所述平均加速度值A和加速度变化量σ_A计算可信音色信号，所述可信音色信号的分贝值计算公式如下：

p_ref为参考声压，所述p_rms为单位时间内采集到的音量幅值。

9.如权利要求5所述的听诊器，其特征在于，所述听诊器还包括传导部，所述传导部内设置电路处理模块，所述电路处理模块通过有线和/或无线方式连接所述听音模块上的听音部和终端，所述电路处理模块用于实现噪声过滤模块、可信音色信号计算模块，所述终端用于实现可信音色信号的音频转换和播放。

10.如权利要求9所述的听诊器，其特征在于，所述传导部可拆卸的连接所述听音部和所述终端。

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