CN105662457A - 一种智能听诊器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能听诊器，包括信号采集装置、信号接收与处理装置、远程诊疗单元、电子医疗信息单元、显示装置、智能手机连接端；信号采集装置包括听诊头、信号采集单元、存储单元及外围驱动电路，电子医疗信息单元内设置有智能终端和中心服务器，远程诊疗单元包括与电子医疗信息单元连接的问诊端、至少一专家端，听诊头外安装有红外温度传感器。本发明通过智能听诊器内部的信号接收与处理装置可以对病情进行初步诊断，或者医生通过远程诊疗单元结合体温检测数据进行诊断得出病情结论，有效整合了医疗资源，患者在家就可以进行初步的病情诊断，节省了大量人力财力。

Description

一种智能听诊器

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种智能听诊器。

背景技术

心音和呼吸音是人体心脏运动中和人体呼吸运动中所产生的生理特征，它蕴含着心脏和呼吸系统的生理和病理信息。在医学临床中心音和呼吸音的病理分析与血气便化验分析、X光线、B超诊断等技术相比,更能方便快捷的早期预测心脏和呼吸系统疾病。

目前患者就医需要到医院挂号，由医生进行听诊并进行诊断，需要耗费大量的人力物力，这种就诊效率非常低，医疗资源没有得到充分整合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能听诊器，旨在解决现有的就诊效率低的问题。

本发明是这样实现的，一种智能听诊器包括信号采集装置、信号接收与处理装置、远程诊疗单元、电子医疗信息单元、显示装置、智能手机连接端；

所述信号采集装置包括听诊头、设置于听诊头内的信号采集单元、存储单元及外围驱动电路，该信号采集单元与信号接收与处理单元连接，用于采集心音肺音信号并对其进行放大、滤波处理并将采集到的模拟信号转换为数字信号；

所述存储单元与远程诊疗单元连接，用于存储信号处理单元的处理结果，还用于存储心音呼吸音以及标准的心音和呼吸音、疾病的各典型病例的听音样式；

所述信号接收与处理装置包括听诊耳机以及设置于听诊耳机内的接收电路，所述听诊耳机内设有与接收电路电连接的信号处理单元，所述接收电路接收发射电路发送的信号，信号处理单元与显示装置连接，该信号处理器单元用于具体实现对信号采集单元采集的心音和呼吸音信号的处理、噪声析出、分类提取、标准样式对比，通过嵌入在此单元的智能识别算法提取心音和呼吸音病例特征、识别心音和呼吸音病例特征信号的包络特征、实现分段算法识别以及神经网络计算，实现对心音和呼吸音信号的智能识别；

所述电子医疗信息单元内设置有智能终端和中心服务器，所述智能终端通过无线通信设备与中心服务器进行无线数据连接；所述智能移动终端包括数据采集模块、信息输入模块、数据解码模块、无线数据传输模块，所述中心服务器包括HIS医院信息系统、EMR电子病历系统、PACS系统、移动护理数据库；

所述远程诊疗单元包括与电子医疗信息单元连接的问诊端、至少一专家端，该专家端通过互联网与所述问诊端远程连接，该远程诊疗单元内置身份认证模块，该身份认证模块包括中心服务器和位于中心服务器的用户终端和位于专家端的后端系统及与后端系统连接的前端系统；

所述听诊头外安装有红外温度传感器，所述红外温度传感器包括非接触式红外温度传感器、温差热电堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电路、显示电路以及报警电路、体温校准模块；

所述非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连，温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连接到AD转换电路，所述AD转换电路为一个多路AD转换电路，AD转换电路与主控电路相连，主控电路与显示电路以及报警电路相连；所述非接触式红外温度传感器采用热电堆红外温度传感器实现对体温信号和环境温度信号即温差热电堆微弱的电压信号和电热调节器的热敏电阻信号的非接触检测；

所述体温校准模块包括红外体温监测设备、校准数据处理中心、测温设备、环境参数监测设备、环境参数监测系统、红外体温监测系统；

所述测温设备，用于采集耳道温度数据，并传输至校准数据处理中心；

所述环境参数监测设备：用于采集环境相关信息，并将环境信息转化成电信号，传输至环境参数监测系统；

所述环境参数监测系统，接收到采集到的电信号以后，通过数据处理，并换算成环境参数数据，并传输至校准数据处理中心；

所述红外体表温度监测设备，用于采集体表红外信息，并将红外信息转化成电信号，传输至红外体温监测系统；

所述红外体温监测系统，用于接收到红外体表温度监测设备传输过来的电信号，将电信号进行数据处理，换算成体表温度传入校准数据处理中心；

所述的校准数据处理中心，用于将收集到的耳道温度、环境参数、红外体表温度进行数据分析和处理，并将校准后的体温数据传送至远程诊疗单元。

进一步，所述用户终端包含有智能卡，所述智能卡内含有预先储存的用户凭证信息，智能卡具有配对的一个私钥和一个事先已向后端系统发布的公钥，智能卡主要由第一中心处理模块、用户自主启动模块、第一加密解密模块、第一调制解调模块和第一音频处理模块组成；

所述用户自主启动模块、第一加密解密模块和第一调制解调模块均与第一中心处理模块相互通信连接，第一音频处理模块与第一调制解调模块相互通信连接；

所述前端系统主要由第二音频处理模块、第二中心处理模块、第二调制解调模块和第二加密解密模块组成；所述第二音频处理模块与所述第二调制解调模块相互通信连接，第二调制解调模块和所述第二加密解密模块均与所述第二中心处理模块相互通信连接。

进一步，所述的远程诊疗单元还包括：

一数据截取转发器组件，其与所述电子医疗信息单元连接，所述数据截取转发器组件无损截取电子医疗信息单元内的数据信息后进行无损或有损压缩；

一网络安全传输组件，其与所述数据截取转发器组件连接，将接收自数据截取转发器组件的数据信息进行解密和加密；

一数据中转服务器组件，其与所述网络安全传输组件连接，所述数据中转服务器组件接收网络安全传输组件发送的数据信息，并将该数据信息发送到相应的专家端；

一实时行为管控组件，其包括设于问诊端的第一子管控组件和设于专家端的第二子管控组件，所述第二子管控组件和第一子管控组件之间依次连接有网络安全传输组件和数据中转服务器组件，所述第二子管控组件记录专家端的操作动作并将其通过网络安全传输组件和数据中转服务器组件传输至第一子管控组件，由第一子管控组件在问诊端进行操作动作的还原；

一远程会诊管控服务器，其分别通过互联网与问诊端和至少一专家端连接，对会诊端和专家端的用户进行管理。

本发明通过智能听诊器内部的信号接收与处理装置可以对病情进行初步诊断，或者医生通过远程诊疗单元结合体温检测数据进行诊断得出病情结论，有效整合了医疗资源，患者在家就可以进行初步的病情诊断，节省了大量人力财力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的智能听诊器的结构示意图；

图中：1、信号采集装置；1-1、听诊头；1-2、信号采集单元；1-3、存储单元；1-4、外围驱动电路；1-5、红外温度传感器；2、信号接收与处理装置；3、远程诊疗单元；3-1、问诊端；3-2、专家端；3-3、身份认证模块；4、电子医疗信息单元；4-1、智能终端；4-2、中心服务器；5、显示装置；6、智能手机连接端。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

如图1所示，本发明是这样实现的，一种智能听诊器包括信号采集装置1、信号接收与处理装置2、远程诊疗单元3、电子医疗信息单元4、显示装置5、智能手机连接端6；

所述信号采集装置1包括听诊头1-1、设置于听诊头1-1内的信号采集单元1-2、存储单元1-3及外围驱动电路1-4，该信号采集单元1-2与信号接收与处理单元2连接，用于采集心音肺音信号并对其进行放大、滤波处理并将采集到的模拟信号转换为数字信号；

所述存储单元1-3与远程诊疗单元连接，用于存储信号处理单元的处理结果，还用于存储心音呼吸音以及标准的心音和呼吸音、疾病的各典型病例的听音样式；

所述信号接收与处理装置2包括听诊耳机以及设置于听诊耳机内的接收电路，所述听诊耳机内设有与接收电路电连接的信号处理单元，所述接收电路接收发射电路发送的信号，信号处理单元与显示装置连接，该信号处理器单元用于具体实现对信号采集单元采集的心音和呼吸音信号的处理、噪声析出、分类提取、标准样式对比，通过嵌入在此单元的智能识别算法提取心音和呼吸音病例特征、识别心音和呼吸音病例特征信号的包络特征、实现分段算法识别以及神经网络计算，实现对心音和呼吸音信号的智能识别；

所述电子医疗信息单元4内设置有智能终端4-1和中心服务器4-2，所述智能终端通过无线通信设备与中心服务器进行无线数据连接；所述智能移动终端包括数据采集模块、信息输入模块、数据解码模块、无线数据传输模块，所述中心服务器包括HIS医院信息系统、EMR电子病历系统、PACS系统、移动护理数据库；

所述远程诊疗单元3包括与电子医疗信息单元4连接的问诊端3-1、至少一专家端3-2，该专家端3-2通过互联网与所述问诊端3-1远程连接，该远程诊疗单元3内置身份认证模块3-3，该身份认证模块3-3包括中心服务器和位于中心服务器的用户终端和位于专家端的后端系统及与后端系统连接的前端系统；

所述听诊头1-1外安装有红外温度传感器1-5，所述红外温度传感器包括非接触式红外温度传感器、温差热电堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电路、显示电路以及报警电路、体温校准模块；

所述非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连，温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连接到AD转换电路，所述AD转换电路为一个多路AD转换电路，AD转换电路与主控电路相连，主控电路与显示电路以及报警电路相连；所述非接触式红外温度传感器采用热电堆红外温度传感器实现对体温信号和环境温度信号即温差热电堆微弱的电压信号和电热调节器的热敏电阻信号的非接触检测；

所述体温校准模块包括红外体温监测设备、校准数据处理中心、测温设备、环境参数监测设备、环境参数监测系统、红外体温监测系统；

所述测温设备，用于采集耳道温度数据，并传输至校准数据处理中心；

所述环境参数监测设备：用于采集环境相关信息，并将环境信息转化成电信号，传输至环境参数监测系统；

所述环境参数监测系统，接收到采集到的电信号以后，通过数据处理，并换算成环境参数数据，并传输至校准数据处理中心；

所述红外体表温度监测设备，用于采集体表红外信息，并将红外信息转化成电信号，传输至红外体温监测系统；

所述红外体温监测系统，用于接收到红外体表温度监测设备传输过来的电信号，将电信号进行数据处理，换算成体表温度传入校准数据处理中心；

所述的校准数据处理中心，用于将收集到的耳道温度、环境参数、红外体表温度进行数据分析和处理，并将校准后的体温数据传送至远程诊疗单元。

进一步，所述用户终端包含有智能卡，所述智能卡内含有预先储存的用户凭证信息，智能卡具有配对的一个私钥和一个事先已向后端系统发布的公钥，智能卡主要由第一中心处理模块、用户自主启动模块、第一加密解密模块、第一调制解调模块和第一音频处理模块组成；

所述用户自主启动模块、第一加密解密模块和第一调制解调模块均与第一中心处理模块相互通信连接，第一音频处理模块与第一调制解调模块相互通信连接；

所述前端系统主要由第二音频处理模块、第二中心处理模块、第二调制解调模块和第二加密解密模块组成；所述第二音频处理模块与所述第二调制解调模块相互通信连接，第二调制解调模块和所述第二加密解密模块均与所述第二中心处理模块相互通信连接。

进一步，所述的远程诊疗单元还包括：

一数据截取转发器组件，其与所述电子医疗信息单元连接，所述数据截取转发器组件无损截取电子医疗信息单元内的数据信息后进行无损或有损压缩；

一网络安全传输组件，其与所述数据截取转发器组件连接，将接收自数据截取转发器组件的数据信息进行解密和加密；

一数据中转服务器组件，其与所述网络安全传输组件连接，所述数据中转服务器组件接收网络安全传输组件发送的数据信息，并将该数据信息发送到相应的专家端；

一实时行为管控组件，其包括设于问诊端的第一子管控组件和设于专家端的第二子管控组件，所述第二子管控组件和第一子管控组件之间依次连接有网络安全传输组件和数据中转服务器组件，所述第二子管控组件记录专家端的操作动作并将其通过网络安全传输组件和数据中转服务器组件传输至第一子管控组件，由第一子管控组件在问诊端进行操作动作的还原；

一远程会诊管控服务器，其分别通过互联网与问诊端和至少一专家端连接，对会诊端和专家端的用户进行管理。

本发明的智能听诊器采用嵌入式微处理器，应用ARM+DSP中心处理单元C6A816x，集成ARMCortexA9内核和具有1.5GHz的单内核浮点与定点DSP，以此实现现代信号处理和模式识别技术的通用算法，如数据滤波、图像处理，智能识别技术算法，实现在此核心处理器单元内应用MATLAB系统仿真实现了复杂的数学函数运算、时频域分析，小波转换、神经网络计算和模式识别软件功能的处理算法。

实现心音和呼吸音信号自动识别与分析，其采用的识别方法为：利用心音和呼吸音各成分的时频域特性，应用小波分解重构进行消噪，矫正基线漂移，然后提取其包络信号，进而从包络信号中提取心音和呼吸音各成分的特征信息，结合心音和呼吸音的相关医学知识，利用神经网络的方法对心音进行训练和识别，让医生使用便捷。

经传感器检测的心音呼吸音信号首先滤除高频噪声信号，然后经过AD827进行放大。为了更好的滤除频率较高的噪声，通过在运算放大器的反馈电路中加入滤波电容降低放大电路的高频增益。实际实现中，当增益为10dB时，在人体左侧锁骨下第三至四根肋骨的空处输出信号的峰峰值为200-300mV；在人体右侧锁骨下第二根肋骨的空处输出信号的峰峰值为150mV；在传感器不接触人体条件下噪声的峰峰值为10mV。放大的心音和呼吸音信号可以满足系统要求。由于心音的主要频率范围是20Hz-300Hz，呼吸音的主要频率范围是25Hz-2000Hz，为了更好的抑制该范围的带外噪声，系统在放大器的输出端有一个截止频率为2000Hz的低通滤波器来滤除额外噪声。

本发明还可以通智能手机连接端6连接手机，通过手机上的APP完成听诊诊断。

通过智能听诊器内部的信号接收与处理装置可以对病情进行初步诊断，或者医生通过远程诊疗单元结合体温检测数据进行诊断得出病情结论，有效整合了医疗资源，患者在家就可以进行初步的病情诊断，节省了大量人力财力。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种智能听诊器，其特征在于，所述智能听诊器包括信号采集装置、信号接收与处理装置、远程诊疗单元、电子医疗信息单元、显示装置、智能手机连接端；

所述信号采集装置包括听诊头、设置于听诊头内的信号采集单元、存储单元及外围驱动电路，该信号采集单元与信号接收与处理单元连接，用于采集心音肺音信号并对其进行放大、滤波处理并将采集到的模拟信号转换为数字信号；

所述存储单元与远程诊疗单元连接，用于存储信号处理单元的处理结果，还用于存储心音呼吸音以及标准的心音和呼吸音、疾病的各典型病例的听音样式；

所述信号接收与处理装置包括听诊耳机以及设置于听诊耳机内的接收电路，所述听诊耳机内设有与接收电路电连接的信号处理单元，所述接收电路接收发射电路发送的信号，信号处理单元与显示装置连接，该信号处理器单元用于具体实现对信号采集单元采集的心音和呼吸音信号的处理、噪声析出、分类提取、标准样式对比，通过嵌入在此单元的智能识别算法提取心音和呼吸音病例特征、识别心音和呼吸音病例特征信号的包络特征、实现分段算法识别以及神经网络计算，实现对心音和呼吸音信号的智能识别；

所述电子医疗信息单元内设置有智能终端和中心服务器，所述智能终端通过无线通信设备与中心服务器进行无线数据连接；所述智能移动终端包括数据采集模块、信息输入模块、数据解码模块、无线数据传输模块，所述中心服务器包括HIS医院信息系统、EMR电子病历系统、PACS系统、移动护理数据库；

所述远程诊疗单元包括与电子医疗信息单元连接的问诊端、至少一专家端，该专家端通过互联网与所述问诊端远程连接，该远程诊疗单元内置身份认证模块，该身份认证模块包括中心服务器和位于中心服务器的用户终端和位于专家端的后端系统及与后端系统连接的前端系统；

所述听诊头外安装有红外温度传感器，所述红外温度传感器包括非接触式红外温度传感器、温差热电堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电路、显示电路以及报警电路、体温校准模块；

所述非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连，温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连接到AD转换电路，所述AD转换电路为一个多路AD转换电路，AD转换电路与主控电路相连，主控电路与显示电路以及报警电路相连；所述非接触式红外温度传感器采用热电堆红外温度传感器实现对体温信号和环境温度信号即温差热电堆微弱的电压信号和电热调节器的热敏电阻信号的非接触检测；

所述体温校准模块包括红外体温监测设备、校准数据处理中心、测温设备、环境参数监测设备、环境参数监测系统、红外体温监测系统；

所述测温设备，用于采集耳道温度数据，并传输至校准数据处理中心；

所述环境参数监测设备：用于采集环境相关信息，并将环境信息转化成电信号，传输至环境参数监测系统；

所述环境参数监测系统，接收到采集到的电信号以后，通过数据处理，并换算成环境参数数据，并传输至校准数据处理中心；

所述红外体表温度监测设备，用于采集体表红外信息，并将红外信息转化成电信号，传输至红外体温监测系统；

所述红外体温监测系统，用于接收到红外体表温度监测设备传输过来的电信号，将电信号进行数据处理，换算成体表温度传入校准数据处理中心；

所述的校准数据处理中心，用于将收集到的耳道温度、环境参数、红外体表温度进行数据分析和处理，并将校准后的体温数据传送至远程诊疗单元。

2.如权利要求1所述智能听诊器，其特征在于，所述用户终端包含有智能卡，所述智能卡内含有预先储存的用户凭证信息，智能卡具有配对的一个私钥和一个事先已向后端系统发布的公钥，智能卡主要由第一中心处理模块、用户自主启动模块、第一加密解密模块、第一调制解调模块和第一音频处理模块组成；

所述用户自主启动模块、第一加密解密模块和第一调制解调模块均与第一中心处理模块相互通信连接，第一音频处理模块与第一调制解调模块相互通信连接；

所述前端系统主要由第二音频处理模块、第二中心处理模块、第二调制解调模块和第二加密解密模块组成；所述第二音频处理模块与所述第二调制解调模块相互通信连接，第二调制解调模块和所述第二加密解密模块均与所述第二中心处理模块相互通信连接。

3.如权利要求1所述的智能听诊器，其特征在于，所述的远程诊疗单元还包括：

一数据截取转发器组件，其与所述电子医疗信息单元连接，所述数据截取转发器组件无损截取电子医疗信息单元内的数据信息后进行无损或有损压缩；

一网络安全传输组件，其与所述数据截取转发器组件连接，将接收自数据截取转发器组件的数据信息进行解密和加密；

一数据中转服务器组件，其与所述网络安全传输组件连接，所述数据中转服务器组件接收网络安全传输组件发送的数据信息，并将该数据信息发送到相应的专家端；

一实时行为管控组件，其包括设于问诊端的第一子管控组件和设于专家端的第二子管控组件，所述第二子管控组件和第一子管控组件之间依次连接有网络安全传输组件和数据中转服务器组件，所述第二子管控组件记录专家端的操作动作并将其通过网络安全传输组件和数据中转服务器组件传输至第一子管控组件，由第一子管控组件在问诊端进行操作动作的还原；

一远程会诊管控服务器，其分别通过互联网与问诊端和至少一专家端连接，对会诊端和专家端的用户进行管理。