CN108577881A - 一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法 - Google Patents

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李欢
耿钧
邓维波
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Abstract

本发明提出了一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法，属于肠鸣音听诊信号处理技术领域，特别是涉及一种基于电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法。解决了肠鸣音信号采集过程中人体静电和皮肤的摩擦音对肠鸣音产生干扰、悬空的听诊器头采集的肠鸣音效果不理想、患者腹部运动产生的伪迹会干扰肠鸣音信号及单听诊通道听诊效率低的问题。它包括电子听诊器头、加压气囊、隔离装置、胶管、气泵、放气阀和特制腹带。它主要用于肠鸣音信号的采集。

Description

一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法
技术领域
本发明属于肠鸣音听诊信号处理技术领域，特别是涉及一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法。
背景技术
肠鸣音是肠道蠕动时，肠内容物与肠道摩擦产生的一种间断的隆隆声、咕噜声。人体在不同的生理状态下，会产生特征各异的肠鸣音。听诊肠鸣音是临床中诊断肠道疾病的主要手段。人工听诊有主观性强、耗时长和易误诊等缺点，电子听诊设备因为耗时短，不受地点限制等优点成为替代人工听诊的主要产品。然而，现有的肠鸣音电子听诊设备存在听诊器头与皮肤直接接触，人体的静电和皮肤的摩擦音会对肠鸣音产生干扰；采集肠鸣音时需要一定压力，悬空的听诊器头所采集的肠鸣音效果不理想；采集肠鸣音时，患者腹部的运动会产生伪迹，干扰肠鸣音信号等问题。
从前期研究和相关文献得知，在采集人体肠鸣音时，悬空的听诊器头会与人体皮肤或毛发产生摩擦，产生一种近似的“肠鸣音”。这种声音在音色、音调和频率方面和肠鸣音特别相似，使得肠鸣音信号的正确分析难以进行。人工听诊时，医生听诊肠鸣音会对患者腹部施加稍许压力，目的正是减少人体皮肤或毛发与听诊器头的摩擦，从而屏蔽掉“近似肠鸣音”对听诊判断的干扰。同时，患者在呼吸的同时腹部会产生相对运动，此时患者腹部皮肤和听诊器头会产生相对位移，从而引入噪音，干扰后期肠鸣音信号处理。
目前来说，普通的单通道听诊已经不能满足肠鸣音信号听诊的需求。因为肠鸣音产生的部位较多，包括大肠、小肠和结肠等各个区域。然而单通道只能听诊一个部位的肠鸣音，听诊效率较低。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，它包括电子听诊器和特制腹带，所述电子听诊器数量为N且N为大于1的整数，将N个电子听诊器组成的听诊器通道固定到特制腹带上，并按照拓扑结构排列形成多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，所述电子听诊器包括电子听诊器头、加压气囊、隔离装置、胶管、气泵和放气阀，所述加压气囊固定于电子听诊器头背部，所述隔离装置固定于电子听诊器头前部，所述胶管两端分别连接加压气囊与气泵，所述胶管与气泵接口处设有放气阀。
更进一步的，所述加压气囊的尺寸比电子听诊器头大，形状为圆形。
更进一步的，所述加压气囊上设置有压力传感器。
更进一步的，所述隔离装置包括隔离框架和填充物。
更进一步的，填充物材质为纱布或脱脂棉或海绵。
更进一步的，所述特制腹带包括腹带固定装置、腹带底层和魔术贴区域。
一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集方法，首先将特制腹带固定到患者腹部，之后将多个电子听诊器按照拓扑结构固定到特制腹带上，使电子听诊器头前端的隔离装置与患者腹部表面接触，电子听诊器头后端的加压气囊与特制腹带的魔术贴区域背面接触，然后利用气泵对电子听诊器头加压，使电子听诊器头与腹部表面紧密贴合，最后使用多通道同时采集的方法对肠鸣音信号进行采集并运用判决条件去除运动伪迹所产生的干扰信号。
更进一步的，所述去除运动伪迹所产生的干扰信号的判决条件为某一条通道采集到一段疑似肠鸣音信号一，其发生时刻为t0，而t0时刻其他通道采集到的其他疑似肠鸣音信号，其发生时刻为t，当其他所有通道采集到的疑似肠鸣音信号的发生时刻t和疑似肠鸣音信号一的发生时刻t0的关系均满足|t-t0|＜δ时，则认为该疑似肠鸣音信号1为肠鸣音，否则，则认为该信号为运动伪迹所产生的干扰信号，所述δ为自定义门限，其数值根据测试者经验设定。
一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法，在电子听诊器头前部增加隔离装置，可以减小环境杂音，消除人体静电和皮肤的摩擦音对肠鸣音信号采集的影响；在电子听诊器头背部增加加压气囊，通过气泵对其加压，使电子听诊器头与患者腹部紧密贴合，可以解决悬空的听诊器头所采集的肠鸣音效果不理想的问题；将多个听诊器通道固定到特制腹带上，并按照拓扑结构排列，使用多通道同时采集的方法并运用伪迹判决条件对肠鸣音信号进行采集，可以有效识别因患者腹部运动产生的运动伪迹，使其不干扰肠鸣音信号的采集。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了现有肠鸣音电子听诊设备采集效果不稳定，易受患者皮肤、运动伪迹和静电干扰的问题。为肠鸣音电子听诊设备提供了一种从根本上去除肠鸣音信号干扰的方法，将肠鸣音电子听诊设备的应用范围进一步拓展，不再受诊断环境限制，在复杂的战场环境中也可以实施高质量的肠鸣音信号采集。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法流程图
图2为本发明所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统背部示意图
图3为本发明所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统隔离装置示意图
图4为本发明所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统电子听诊器头整体效果图
图5为本发明所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统特制腹带示意图
1-电子听诊器头，2-加压气囊，3-隔离装置，4-胶管，5-气泵，6-放气阀，7-特制腹带，8-隔离框架，9-填充物，10-腹带固定装置，11-腹带底层，12-魔术贴区域
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、完整地阐述。
参见图1-5说明本实施方式，一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，它包括电子听诊器和特制腹带7，所述电子听诊器数量为N且N为大于1的整数，将N个电子听诊器组成的听诊器通道固定到特制腹带7上，并按照拓扑结构排列形成多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，所述电子听诊器包括电子听诊器头1、加压气囊2、隔离装置3、胶管4、气泵5和放气阀6，所述加压气囊2固定于电子听诊器头1背部，所述隔离装置3固定于电子听诊器头1前部，所述胶管4两端分别连接加压气囊2与气泵5，所述胶管4与气泵5接口处设有放气阀6。
所述加压气囊2比电子听诊器头1大，形状为圆形，通过固定剂与电子听诊器头1背部固定，确保其稳定性，加压气囊2设置有压力传感器，可实时采集气囊压力，使用者可根据其提供的数据对所需施加的压力进行调整。气泵5的大小应与加压气囊2匹配，在气泵5和胶管4的接口处这有放气阀6，用于减少加压气囊2内的气体，降低压力。通过在电子听诊器头1背部增加加压气囊2，可以实现电子听诊器头1和人体之间的压力控制。
所述隔离框架8与电子听诊器头1前部固定在一起，利用固定剂进行固定，保证其稳定性。所述填充物9的材质是可选择的，包括纱布、脱脂棉和海绵等材质，可根据不同的实用环境，参考周围温度、湿度、周围噪声大小采取不同的填充物9。比如，在湿度较低的环境中可以利用纱布作为填充物9，最大程度减少静电对采集效果的影响；在比较嘈杂的环境可以采用脱脂棉作为填充物9，以尽量隔绝噪音；当测量环境比较安静、但肠鸣音幅度较小时，可采用海绵作为填充物9，起到简单的隔离作用。同时填充物9还需要考虑患者过敏等问题，以提高其实适用性。通过在电子听诊器头1前部设计隔离装置，可实现消除人体静电、噪声等干扰信号。
一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集方法，首先将特制腹带7固定到患者腹部，之后将多个电子听诊器按照拓扑结构固定到特制腹带7上，使电子听诊器头1前端的隔离装置3与患者腹部表面接触，电子听诊器头1后端的加压气囊2与特制腹带7的魔术贴区域12背面接触，然后利用气泵5对电子听诊器头1加压，使电子听诊器头1与腹部表面紧密贴合，最后使用多通道同时采集的方法对肠鸣音信号进行采集。
在本实施方法的基础上可运用相关判决条件去除运动伪迹所产生的干扰信号，例如一种基于多通道交叉验证的判决条件，以四条通道采集肠鸣音信号为例，若某一条通道采集到一段疑似肠鸣音信号一，其发生时刻为t0，而t0时刻其他通道采集到的其他疑似肠鸣音信号，其发生时刻为t，当其他三条通道采集到的疑似肠鸣音信号的发生时刻t和疑似肠鸣音信号一的发生时刻t0的关系均满足|t-t0|＜δ时，则认为该疑似肠鸣音信号1为肠鸣音，否则，则认为该信号为运动伪迹所产生的干扰信号，所述δ为自定义门限，其数值根据测试者经验设定。
将多通道电子听诊器固定到特制腹带7上并按照一定拓扑结构排列，组成电子听诊器阵列，利用这种交叉验证的判决条件，可以有效识别因患者腹部运动产生的运动伪迹，使其不干扰肠鸣音信号的采集。此外，判决条件不是唯一的，可以根据不同情况采用不同的判决条件。多通道电子听诊器的排列方式有很多，针对不同的应用情况可以采用对应的排列结构。比如，针对大肠梗阻的患者，电子听诊器便要更多集中在大肠部位，采集肠鸣音信号。针对肠鸣音缺失的患者，可以扩大电子听诊器的间隔，扩大肠鸣音信号采集的范围。为了应对多种电子听诊器的排列情况，所述一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统包含特制腹带7，医生可以针对不同的病症调整听诊器头的位置，进行有目的肠鸣音信号采集，提高信号采集效率。
经实验，本方案切实有效。在一定程度上，可以去除肠鸣音信号采集过程中的噪声，提高肠鸣音信号的采集效果。
以上对本发明所提供的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统及采集方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，其特征在于：它包括电子听诊器和特制腹带(7)，所述电子听诊器数量为N且N为大于1的整数，将N个电子听诊器组成的听诊器通道固定到特制腹带(7)上，并按照拓扑结构排列形成多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，所述电子听诊器包括电子听诊器头(1)、加压气囊(2)、隔离装置(3)、胶管(4)、气泵(5)和放气阀(6)，所述加压气囊(2)固定于电子听诊器头(1)背部，所述隔离装置(3)固定于电子听诊器头(1)前部，所述胶管(4)两端分别连接加压气囊(2)与气泵(5)，所述胶管(4)与气泵(5)接口处设有放气阀(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，其特征在于：所述加压气囊(2)的尺寸比电子听诊器头(1)大，形状为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，其特征在于：所述加压气囊(2)上设置有压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，其特征在于：所述隔离装置(3)包括隔离框架(8)和填充物(9)。
5.根据权利要求4所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，其特征在于：所述填充物(9)材质为纱布或脱脂棉或海绵。
6.根据权利要求1所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集系统，其特征在于：所述特制腹带(7)包括腹带固定装置(10)、腹带底层(11)和魔术贴区域(12)。
7.一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集方法，其特征在于：首先将特制腹带(7)固定到患者腹部，之后将多个电子听诊器按照拓扑结构固定到特制腹带(7)上，使电子听诊器头(1)前端的隔离装置(3)与患者腹部表面接触，电子听诊器头(1)后端的加压气囊(2)与特制腹带(7)的魔术贴区域(12)背面接触，然后利用气泵(5)对电子听诊器头(1)加压，使电子听诊器头(1)与腹部表面紧密贴合，最后使用多通道同时采集的方法对肠鸣音信号进行采集并运用判决条件去除运动伪迹所产生的干扰信号。
8.根据权利要求7所述的一种基于多通道电子听诊器的肠鸣音采集方法，其特征在于：所述去除运动伪迹所产生的干扰信号的判决条件为某一条通道采集到一段疑似肠鸣音信号一，其发生时刻为t0，而t0时刻其他通道采集到的其他疑似肠鸣音信号，其发生时刻为t，当其他所有通道采集到的疑似肠鸣音信号的发生时刻t和疑似肠鸣音信号一的发生时刻t0的关系均满足|t-t0|＜δ时，则认为该疑似肠鸣音信号1为肠鸣音，否则，则认为该信号为运动伪迹所产生的干扰信号，所述δ为自定义门限，其数值根据测试者经验设定。
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