CN103794123A - 一种b/s结构的新型心肺听诊模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统及方法，本发明所采用的系统平台包括听诊模型人、嵌入式心肺听诊模拟终端、位置识别装置、通信装置、浏览器终端；本发明基于B/S架构，硬件上采用功能强大的嵌入式处理器，集成了多种接口和功能，利于扩展升级，处理能力强，电路设计集成化程度高，多种功能集中到一个系统内，可通过有线或无线通信访问平台；基于B/S架构，软件上采用linux操作系统，运用多进程多线程技术，进程间通信技术，CGI技术，处理效率高，系统功能扩展升级方便；浏览器操作终端多样化，PC机、平板电脑、智能手机均可，扩大了操作平台。

Description

一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统及方法

技术领域

本发明属于医学模拟教学技术领域，具体涉及一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统及方法。

背景技术

医学模拟教学是模拟教学在医药学或临床医学的扩展应用，一般与现代电子技术、通信技术、计算机编程技术、多媒体技术结合比较紧密。利用模拟技术创设出模拟病人和模拟临床场景,代替真实病人进行临床教学和实践的教育方法。诊断学作为临床各科的基础学科,是培养医学生临床技能的重要环节，其中心肺听诊是诊断教学中的重点和难点，是学生最难掌握的内容之一。应用多媒体电子标准化病人进行临床教学能对学生进行心肺听诊的临床基本技能训练和考核,弥补了临床病人不足的矛盾，且取得良好的教学效果。

目前的心肺听诊模拟训练系统，心肺音源采用固化存储的方式，一旦出厂很难更新。还有的需要额外增加遥控器对系统进行控制。要提供教学讲解功能，还需要在PC机上安装相关开发的软件。这样使整个系统不够方便灵活，而且系统很难扩展升级。市面上的产品采用的技术方法落后，多采用功能简单性能低的单片机为主芯片，电路设计集成化程度低，不能把功能集中到一个系统内，不够智能化，使用不便，维护麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统及方法，通过逻辑程序的识别与管理，实现智能化听诊，将听诊器放在仿真人体的任何一个听诊部位，都能听到各自相应的体征，与真实病人身上进行体检相同。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统及方法，本发明所采用的系统平台包括听诊模型人、嵌入式心肺听诊模拟终端、位置识别装置、通信装置、浏览器终端（PC机、平板电脑、智能手机均可）。

听诊模型人表面是由塑胶做成的，内部放有嵌入式心肺听诊模拟终端，每个听诊部位其内部都有播放音源，智能化的模型人内部还有“非接触传感器网络”完全覆盖每个听诊部位和听诊区域，从而可以识别听诊器听诊的位置。

其中嵌入式心肺听诊模拟终端嵌入在模型人体内，其包括嵌入式处理器及外围器件SDRAM内存、NandFlash、音频芯片、音频放大电路、串口、100M网口、SD卡接口、USB接口、GPIO口、wifi无线模块；嵌入式听诊模拟终端实现心肺听诊相关功能，如心肺音播放、Web网页访问、心肺听诊教学演示、外部设备的控制及外部设备的通信功能；软件部分为linux系统，其上运行web服务器通过外部的通信对涉及相关功能的网页、应用程序、软件进行控制；嵌入式听诊模拟终端和浏览器终端之间的通信装置可以采用有线或无线的通信，有线方式通过网线连接即可，无线方式采用无线路由器连接。

该系统的实施方法步骤如下，S1浏览器终端通过听诊模拟终端web服务器的IP访问该web服务器，然后根据页面进行相关操作；

S2通过网络对模型人内的听诊终端平台进行配置实现相关功能，可以把PC机上的心肺音频文件上传到嵌入式听诊终端平台内实现播放音源的更新，提高系统的灵活性；

S3当听诊训练时，听诊者会把听诊器放在模型人的相应听诊位置，这时模型人内部的位置识别装置就能识别出听诊器接触的位置，位置识别装置就把位置信息传到听诊终端平台，然后听诊终端平台的Web服务器把该听诊点的相关医学教学信息以网页的形式传递到浏览器终端上显示出来，供听诊者学习，从而实现医学教学的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、整个系统采用B/S架构，这在心肺听诊医学模拟教学设备领域属于首创，结构设计上具有本质的改变和创新。

2、基于B/S架构，硬件上采用功能强大的嵌入式处理器，集成了多种接口和功能，利于扩展升级，处理能力强，电路设计集成化程度高，多种功能集中到一个系统内，可通过有线或无线通信访问平台。

3、基于B/S架构，软件上采用linux操作系统，运用多进程多线程技术，进程间通信技术，CGI技术，处理效率高，系统功能扩展升级方便。采用网络通信更可靠，运行Web服务器，以页面显示相关信息，更直观，操作更简洁。浏览器操作终端多样化，PC机、平板电脑、智能手机均可，扩大了操作平台。

4、基于B/S架构，心肺音频文件可以通过浏览器上传到心肺听诊终端平台内，实现播放心肺音的灵活更新，更有利于心肺听诊的训练与考核。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2是嵌入式心肺听诊模拟终端结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明所述系统用于实际的医学模拟教学，其功能框图如附图1所示，包括浏览器终端、无线路由器、心肺听诊模拟终端、位置识别装置；其中嵌入式心肺听诊终端结构如附图2所示，硬件部分CPU为SamsungS3C2440AL，ARM9内核，主频400MHz，64MBSDRAM，64MBNnadFlash,2MBNorFlash，100MDM9000网卡，音频接口采用UDA1341，GPIO口，SD卡接口，USB接口，RJ45网络接口，3个RS232串口接口；WIFI模块为USB接口的Ralink；位置识别装置是额外提供的装置，为RS232串口接口通信，CPU通过串口查询获取当前听诊点的位置信息；心肺音源文件为大小约1MB的wav格式文件；心肺音播放实现分为两种方式：一种为切换方式播放，根据位置识别装置获取的听诊点位置，播放对应位置的心肺音；即某一时刻只播放听诊器听诊点对应的心肺音，其它未触碰到的听诊点不播放声音，当听诊器挪到另一个听诊点时原听诊点的声音停止播放，改为现听诊点心肺音播放。另一种方式为同时播放方式，即所有听诊点的心肺音同时播放。本发明可以配套这两种播放方式，切换播放时采用UDA1341TS音频数字解码芯片为声卡，该芯片通过IIS接口和CPU相连，该芯片只有一路音频输出，只能接一个喇叭，所以只能通过多路模拟开关来选择各听诊点的喇叭接通从而实现切换播放。多路模拟开关的各路选通由CPU的GPIO口控制实现。同时播放方式时，有额外的装置来实现各路心肺音的同时播放，该装置通过RS232串口和USB接口和本发明相连接；RS232串口传递控制信息，USB接口用来将Web服务器上的心肺音源数据传递到同时播放装置实现相关心肺音的同时播放。当更新心肺音源数据时由浏览器终端上传到Web服务器，然后通过USB接口传递到播放装置实现播放数据的更新。浏览器终端可以是PC机，Pad，智能手机等设备，通过有线或无线的方式和嵌入式心肺听诊模拟终端相连。

以上为本发明硬件相关内容，下面介绍一下软件相关内容和技术实现。软件上的重要部分是嵌入式linux系统，其上运行嵌入式Web服务器，本发明采用的是BoaWeb服务器。引入服务器是本发明的关键创新点，这是实现B/S架构的关键。即在嵌入式设备上运行一个支持脚本或CGI功能的Web服务器，能够生成页面，在用户端只需要通过Web浏览器就可以对嵌入式设备进行管理和监控。对本发明当浏览器访问心肺听诊模拟终端时，在浏览器上输入终端IP：192.168.1.6，即可访问服务器主页，在主页上输入用户名和密码后即弹出心肺音播放配置页面实现心肺音播放的配置和控制，比如各路音源配置，音量配置，播放开始与暂停，上传心肺音文件等功能。涉及到的页面有登录页面，配置控制页面，上传文件页面，系统介绍页面，医学讲解页面等。相关功能由对应的linux应用程序实现，包括用户名密码登录验证程序，串口通信程序，wifi通信程序，gpio驱动控制程序，文件的上传与保存到服务器程序，基于声卡的音频播放程序。这些程序的实现都是基于CGI技术的，CGI的工作原理是这样的：当客户机端给服务器发出一个执行CGI程序的请求以后，服务器就会根据CGI程序的类型，确定以某种方式传递数据，并将来自客户端的数据发送给CGI应用程序。在通常的情况下，是通过标准输入输出（StandardInputandOutput）的方式来实现服务器与CGI程序之间数据传递的，我们知道标准输入（STDIN）和标准输出（STDOUT）是操作系统两个预先定义好的文件流句柄，操作系统在创建每个进程的时侯，也会创建这两个文件流句柄，进程在创建后可能会有数据的读写操作，所以它的文件流句柄始终处于打开的状态，便于读写数据。进程的标准输入输出流句柄是可以重新定向的，比如对一个进程的输入进行重新定向操作时，实际上是对它的标准输入进行重新定向；比如对一个进程的输出进行重定向时，实际上是对它的标准输出进行重新定向。对服务器与CGI程序来说：服务器的标准输出连接到CGI程序的标准输入，服务器的标准输入连接到CGI程序的标准输出，因此这就构成了一个完整的数据循环的通路，决定了服务器和CGI程序之间数据传输方向。从CGI程序的角度来看，标准输入的通路是接收来自服务器的数据，标准输出的通路则是它所要输出到服务器的数据，这样就构成了CGI程序的输入输出通路。从服务器的角度来看，服务器使用它的标准输出通路发送数据给CGI程序，并且服务器通过它的标准输入通路接收来自CGI程序的数据信息。因此，通过CGI访问WWW可划分为下面的十个步骤：

1.客户机的浏览器分析处理URL（统一资源定位符）的第一部分，并尝试连接到相应的服务器；

2.客户机的浏览器把URL的剩余部分发送给服务器；

3.服务器将URL解析成为一个相应的路径和文件名；

4.服务器将URL指向一个应用程序；

5.服务器为应用程序的执行做好准备；

6.开始执行应用程序，读取标准输入句柄流数据和环境变量；

7.应用程序准备进行标准输出；

8.应用程序向服务器发送标准输出结果，然后结束执行；

9.服务器向客户端发送响起请求的数据后断开本次连接；

10.浏览器显示应用程序的输出结果的数据。

正是通过CGI技术，实现了B/S架构下的很多功能。此外还用到了多进程多线程技术，进程间通信技术，这使系统处理效率得到了提升，有效实现了预定功能。

Claims (2)

1.一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统，其特征在于：系统平台包括听诊模型人、嵌入式心肺听诊模拟终端、位置识别装置、通信装置、浏览器终端；

听诊模型人表面是由塑胶做成，内部放有嵌入式心肺听诊模拟终端，每个听诊部位其内部都有播放音源；

其中嵌入式心肺听诊模拟终端嵌入在模型人体内，其包括嵌入式处理器及外围器件SDRAM内存、NandFlash、音频芯片、音频放大电路、串口、100M网口、SD卡接口、USB接口、GPIO口、wifi无线模块；嵌入式听诊模拟终端实现心肺听诊相关功能、外部设备的通信功能；软件部分为linux系统，其上运行web服务器通过外部的通信对涉及相关功能的网页、应用程序、软件进行控制；嵌入式听诊模拟终端和浏览器终端之间的通信装置可以采用有线或无线的通信，有线方式通过网线连接即可，无线方式采用无线路由器连接。

2.一种B/S结构的新型心肺听诊模拟系统的实施方法，其特征在于：该方法步骤包括如下，S1浏览器终端通过听诊模拟终端web服务器的IP访问该web服务器，然后根据页面进行相关操作；

S2通过网络对模型人内的听诊终端平台进行配置实现相关功能，可以把PC机上的心肺音频文件上传到嵌入式听诊终端平台内实现播放音源的更新；

S3当听诊训练时，听诊者会把听诊器放在模型人的相应听诊位置，这时模型人内部的位置识别装置就能识别出听诊器接触的位置，位置识别装置就把位置信息传到听诊终端平台，然后听诊终端平台的Web服务器把该听诊点的相关医学教学信息以网页的形式传递到浏览器终端上显示出来。

Images