CN109316654A - 语音识别智能气管导管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及语音识别智能气管导管，目的是通过语音控制导管前端方向、调整前进角度。包括导管本体、手柄载体，上述的手柄载体设置在导管本体的后端，上述的导管本体的中央设有通气通道；还包括微型电机、语音控制模块，上述的语音控制模块和微型电机连接；上述的通气通道的外周面设有空心微管，上述的空心微管从导管本体前端贯穿至导管本体的后端；上述的空心微管中内置有弹性细丝，上述的弹性细丝一端固定在导管本体的前端，弹性细丝的另一端固定在微型电机的主轴上；上述语音控制模块接收语音控制指令，驱动上述微型电机启动、保持、停止。

Description

语音识别智能气管导管

【技术领域】

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及语音识别智能气管导管。

【背景技术】

气管导管是为气管内插管用具，经口(鼻)腔置入气管内的导管。良好的导管应具备：①制作材料无毒、无刺激性、不引起过敏反应以及能接受消毒而不变质；②内外壁要求光滑；③质地要求柔软，有良好的弹性、硬度及可塑性。现有技术有以下缺陷：1、对于户外紧急气道，困难气道，无法完成气管插管，面临窒息，无法呼吸，通气严重不足，CO2蓄积，户外心跳骤停等风险。2、无法有效掌握、控制插入方向、位置、深度，操作精度不高。中国专利文献CN201710238613.2，申请日20170413，专利名称为：一种智能监测及自动调节气管导管对气道密闭状态的装置，公开了一种用于临床中智能监测及自动调节气管导管对气道密闭状态的装置，包括监控部件、充气管和可塑形采样管，监控部件包括电源、单片机、显示器、传感器、充气泵和按键，所述可塑形采样管与监控部件相连，所述可塑形采样管包括空心塑料外壳及其管壁中包裹的金属丝。可塑形采样管固定在气管导管上，能够近距离监测气管导管与气管壁间是否存在漏气现象，如果监测到漏气，监控部件会自动启动充气泵通过充气管给气管导管封堵套囊充气，同时发出警示信号。申请号96107506.6，发明名称《晶态和非晶态稀土金属合金细丝及其生产方法和装置》的授权专利公开了在惰性气体保护下，利用喷铸装置，气压喷铸熔态金属流进入旋转的冷却液中固化成丝的合金细丝，高弹性、高强度，耐腐蚀。

目前科大讯飞的语音识别技术已经可以把语音(≤60秒)转换成对应的文字信息，让机器能够“听懂”人类语言，相当于给机器安装上“耳朵”，使其具备“能听”的功能。微型电机(micro-motor)，是体积、容量较小，输出功率一般在数百瓦以下的电机和用途、性能及环境条件要求特殊的电机。

本发明利用上述现有技术，针对气管导管进行了设计改进。

【发明内容】

本发明的目的是，提供一种通过语音控制导管前端方向、调整前进角度的语音识别智能气管导管。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种语音识别智能气管导管，包括导管本体、手柄载体，上述的手柄载体设置在导管本体的后端，上述的导管本体的中央设有通气通道；还包括微型电机、语音控制模块，上述的语音控制模块和微型电机连接；上述的通气通道的外周面设有空心微管，上述的空心微管从导管本体前端贯穿至导管本体的后端；上述的空心微管中内置有弹性细丝，上述的弹性细丝一端固定在导管本体的前端，弹性细丝的另一端固定在微型电机的主轴上；上述语音控制模块接收语音控制指令，驱动上述微型电机启动、保持、停止。

优选地，上述的空心微管、弹性细丝、微型电机均有四个。

优选地，上述四个空心微管均匀分布在导管本体径向的四个方向上。

进一步优选技术方案，上述语音控制模块包括微处理器、存储单元，上述存储单元用于存储指令，上述微处理器受控于存储单元中的存储指令，执行如下操作：

接收操作者语音控制指令；

分析语音控制指令内容；

分析结果是方向指令，根据指令内容选定执行的微型电机；

或者分析结果是角度指令，根据指令内容指令选定执行的微型电机缠绕弹性细丝；

或者分析结果是保持指令，根据指令内容指令微型电机停止，保持已经缠

绕的弹性细丝；

或者分析结果是恢复指令，根据指令内容指令微型电机释放弹性细丝。

优选地，上述微型电机是可以正反向转动的步进电机，上述缠绕弹性细丝是上述步进电机正向转动，上述释放弹性细丝是上述步进电机反向转动。

优选地，上述语音控制模块包括语音发送模块、语音接受模块；上述语音发送模块和麦克风相连接，上述语音接受模块接受语音发送模块发送的语音信号，上述语音接受模块和上述微处理器连接。

本发明有如下有益效果：本发明通过改进常用气管导管结构，使医护人员在操作气管导管时，能够通过语音智能控制导管，实现气管导管前端方向的自动弯曲和走向角度微调，快速进入气道指定位置、精准运动控制；微型电机控制弹性细丝缠绕释放气管导管前端，结构简单。

【附图说明】

图1是一种语音识别智能气管导管结构示意图。

图2是一种语音识别智能气管导管手柄载体拆卸状态示意图。

图3是一种语音识别智能气管局部放大结构示意图。

图4是一种语音识别智能气管前端剖视示意图。

图5是一种语音识别智能气管导管语音控制模块实施例1示意图。

图6是一种语音识别智能气管导管控制方法步骤图。

图7是一种语音识别智能气管导管语音控制模块实施例2示意图。

【具体实施方式】

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.导管本体 11.通气通道

12.空心微管 2.手柄载体

3.弹性细丝 4.微型电机

41.主轴 42.收纳线槽

5.语音控制模块

实施例1

本实施例实现一种语音识别智能气管导管。

附图1所述一种语音识别智能气管导管结构示意图，仅仅图示改进的导管本体、手柄载体部分，其他如套囊、充气连接管等不属于本发明改进的内容，图中没有标示。

一种语音识别智能气管导管，包括导管本体1、手柄载体2，上述的手柄载体2设置在导管本体1的后端，上述的导管本体1的中央设有通气通道11；还包括微型电机4、语音控制模块5，上述的语音控制模块5和微型电机4连接；上述的通气通道11的外周面设有空心微管12，上述的空心微管12从导管本体1前端贯穿至导管本体1的后端；上述的空心微管12中内置有弹性细丝3，上述的弹性细丝3一端固定在导管本体1的前端，弹性细丝3的另一端固定在微型电机4的主轴上；上述语音控制模块5接收语音控制指令，驱动上述微型电机4启动、保持、停止。

优选地，上述的空心微管12、弹性细丝3、微型电机4均有四个。

优选地，上述四个空心微管12均匀分布在导管本体1径向的四个方向上。

请参照图1，一种语音识别智能气管导管，智能气管导管包括导管本体1、手柄载体2；手柄载体2设置在导管本体1的后端。

请参照图2，图2是本发明一种语音识别智能气管导管手柄载体拆卸状态示意图。请参照图3，图3是本发明一种语音识别智能气管局部放大结构示意图，具体是微型电机4与弹性细丝3的局部放大结构示意图。所述的导管本体1的中央设有通气通道11；所述的通气通道11的外周面设有空心微管12；所述的空心微管12中内置有弹性细丝3；所述的弹性细丝3一端固定在导管本体1的前端，弹性细丝3的另一端固定在微型电机4的主轴41上；所述的微型电机4上连接有语音控制模块5；所述的语音控制模块5通过导线连接微型电机4的控制芯片。请参照图4，图4是本发明一种语音识别智能气管前端剖视示意图，所述的空心微管12共有四个，且四个空心微管12均匀分布在导管本体1径向的四个方向上，相应的弹性细丝3和微型电机4均有四个。

所述的微型电机4的主轴41上设有收纳线槽42；所述的收纳线槽42呈哑铃形。

该实施例需要说明的是：

所述的导管本体1的中央设有通气孔，主要作用与现有气管导管相同，主要用于通气。

所述的导管本体1的外周面设有空心微管12，空心微管12的作用是便于固设弹性细丝3，且空心微管12从导管本体1前端贯穿至导管本体1的后端，使得弹性细丝3能达到导管本体1的前端，便于使得弹性细丝3能够控制导管本体1的前端。

所述的手柄载体2主要用于集成微型电机4，使得各个微型电机4之间能够独立运转，相互之间无影响。

所述的空心微管12中内置有弹性细丝3，弹性细丝3主要供控制传导作用，依靠弹性细丝3的硬度，促使导管本体1在进入咽喉部之后对其方向改变。

所述的弹性细丝3一端固定在导管本体1的前端，弹性细丝3的另一端固定在微型电机4的主轴41上。该设计方式对弹性细丝3的连接关系进行了限定，操作时，只需要通过控制微型电机4旋转，就能将弹性细丝3进进行缠绕收纳，一旦弹性细丝3收纳就控制导管本体1进行方向改变，实现对弹性细丝3的长度控制，进而控制气管导管前端的方向控制。

所述的空心微管12共有四个，且四个空心微管12分布在导管本体1径向的上下左右方向上，相应的弹性细丝3和微型电机4均有四个。该设计方式的效果是：能够控制导管本体1在上下左右四个方向的控制，实现了导管本体1运动方向上的控制。

所述的微型电机4上连接有语音控制模块5；所述的语音控制模块5驱动微型电机4，该设计利用通过语音控制模块5，实现导管本体1的语音控制，接收医护工作者的控制指令，控制4个微型电机4的启动、停止、保持。可以实现气管导管的语音识别精准自主动作控制。

本发明的一种语音识别智能气管导管，通过改进常用气管导管结构，使医护人员在操作气管导管时，能够语音智能控制导管，实现气管导管前端的自动弯曲和走向微调，达到快速进入气道指定位置和精准运动控制的目的；导管本体1的外周面设有空心微管12，空心微管12的作用是便于固设弹性细丝3，且空心微管12从导管本体1前端贯穿至导管本体1的后端，使得弹性细丝3能达到导管本体1的前端，便于使得弹性细丝3能够控制导管本体1的前端；设有手柄载体2，手柄载体2主要用于集成微型电机4，使得各个微型电机4之间能够独立运转，相互之间无影响；空心微管12中内置有弹性细丝3，弹性细丝3主要供控制传导作用，依靠弹性细丝3的硬度，促使导管本体1在进入咽喉部之后对其方向改变；弹性细丝3一端固定在导管本体1的前端，弹性细丝3的另一端固定在微型电机4的主轴41上，操作时，只需要通过控制微型电机4旋转，就能将弹性细丝3进进行缠绕收纳，一旦弹性细丝3收纳就控制导管本体1进行方向改变，实现对弹性细丝3的长度控制，进而控制气管导管前端的方向控制；空心微管12共有四个，且四个空心微管12分布在导管本体1径向的上下左右方向上，相应的弹性细丝3和微型电机4均有四个。

附图5是所述一种语音识别智能气管导管语音控制模块实施例1示意图。

参看附图5，进一步优选技术方案，上述语音控制模块5包括微处理器、存储单元，上述存储单元用于存储指令。语音识别模块选用深圳唯创知音电子有限公司生成的WTK6900B01语音识别模块；该模块连接语音输入端的麦克风，并通过串口、并行口和微处理器进行通讯。WTK6900B01语音识别模块是一款小巧语音识别模块，安静环境下语音识别距离可达到2-3米；识别功能：可识别预设的语音词条，同时通过串口，IO输出以及识别结果。

语音组件被配置为输出和/或输入语音信号。例如，语音组件包括一个麦克风(Microphone，简称为：MIC)，处于语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部语音信号。在一些实施例中，语音组件还包括一个扬声器，用于输出语音信号。

附图6是所述一种语音识别智能气管导管控制方法步骤图。

参看附图6，上述微处理器受控于存储单元中的存储指令，执行如下操作：

接收操作者语音控制指令；

分析语音控制指令内容；

分析结果是方向指令，根据指令内容选定执行的微型电机4；

或者分析结果是角度指令，根据指令内容指令选定执行的微型电机4缠绕弹性细丝3；

或者分析结果是保持指令，根据指令内容指令微型电机4停止，保持已经缠绕的弹性细丝3；

或者分析结果是恢复指令，根据指令内容指令微型电机4释放弹性细丝3。

上述的方向指令和角度指令往往配套使用，配套实现气管导管本体1前端的方向自动弯曲和走向角度微调。如果方向指向一个弹性细丝3则由对应的微型电机4执行缠绕动作；如果方向指向两个弹性细丝3之间，则由这两个弹性细丝3对应的微型电机4执行缠绕操作；角度是相对于气管导管本体1方向的，由微型电机4缠绕弹性细丝3，导管本体1前端运行到对应的角度。恢复指令是微型电机4释放弹性细丝3使得导管本体1前端运行到导管本体1本来的方向。以上可以在导管本体1上布置方向和角度传感器，通过传感器的测量反馈，使得气管导管本体1前端的方向自动弯曲和走向角度微调。

优选地，上述微型电机4是可以正反向转动的步进电机，上述缠绕弹性细丝3是上述步进电机正向转动，上述释放弹性细丝3是上述步进电机反向转动。

选用深圳市兆威机电股份有限公司(www.zwgear.com)的微型电机，具体型号参数可以选配，也可以定做；还可以选用常州宝来电器有限公司28BYGH201混合式步进电机。通过步进电机的正向和反向转动能够缠绕和释放弹性细丝3，实现气管导管前端的方向自动弯曲和走向角度微调，达到快速进入气道指定位置和精准运动控制的目的。

微处理器单元可以是以ARM或者C8051处理器为核心的最小系统，包括RAM，ROM等数据和程序存储器，构成存储单元。

WTK6900B01语音识别模块可以实现固定词汇，非特定人的语音识别。固定词汇并非指词条永远无法改变，而是用户不可以自行更改，但开发者可以根据需求更换词条，之后将词条存储到WTK6900A-24SS语音芯片里或是外挂的SPI Flash里，待识别时将会拿输入的语音与存储起来的词条语音作对比，若是两者相似度达到标准就认为是输入的语音与存储中的词条一致，即识别成功。上面提到的方向指令、角度指令、保持指令、恢复指令是通过WTK6900B01语音控制模块将词条存储到WTK6900A-24SS语音芯片里或是外挂的SPI Flash里，待识别时将会拿输入的语音与存储起来的词条语音作对比进行语音识别。根据急救现场的特点，采用离线的语音识别模块，固定词条，不需要连接网络，离线的语音库在本地。当然如果需要更好的语音识别效果，可以将语音控制模块通过无线通讯模块连接网络进行在线语音识别。

另外还设有供电模块对系统供电，优选锂电池供电。

实施例2

本实施例实现一种语音识别智能气管导管。

附图7所述一种语音识别智能气管导管语音控制模块实施例2示意图，

参看附图6，除了以下模块外，其他组件、功能和实施例1相同。

优选地，语音控制模块5包括语音发送模块、语音接受模块；语音发送模块和麦克风相连接，语音接受模块接受语音发送模块发送的语音信号，语音接受模块和微处理器连接。

语音的发送接收用优选无线方式，无线通讯方式可以采用近距离的信息通讯蓝牙，ZigBee等无线通讯方式。采用本实施例无线发送、接受模式，可以将语音发送模块设计成蓝牙对讲机，贴近操作者，方便语音输入，提高语音识别准确率以及应对环境噪声的能力。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Acess Memory，RAM)等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种语音识别智能气管导管，包括导管本体、手柄载体，所述的手柄载体设置在导管本体的后端，所述的导管本体的中央设有通气通道；其特征在于：还包括微型电机、语音控制模块，所述的语音控制模块和微型电机连接；所述的通气通道的外周面设有空心微管，所述的空心微管从导管本体前端贯穿至导管本体的后端；所述的空心微管中内置有弹性细丝，所述的弹性细丝一端固定在导管本体的前端，弹性细丝的另一端固定在微型电机的主轴上；所述语音控制模块接收语音控制指令，驱动所述微型电机启动、保持、停止。

2.根据权利要求1所述的一种语音识别智能气管导管，其特征在于：所述的空心微管、弹性细丝、微型电机均有四个。

3.根据权利要求2所述的一种语音识别智能气管导管，其特征在于：所述四个空心微管均匀分布在导管本体径向的四个方向上。

4.根据权利要求2所述的一种语音识别智能气管导管，其特征在于：所述语音控制模块包括微处理器、存储单元，所述存储单元用于存储指令，所述微处理器受控于存储单元中的存储指令，执行如下操作：

接收操作者语音控制指令；

分析语音控制指令内容；

分析结果是方向指令，根据指令内容选定执行的微型电机；

或者分析结果是角度指令，根据指令内容指令选定执行的微型电机缠绕弹性细丝；

或者分析结果是保持指令，根据指令内容指令微型电机停止，保持已经缠绕的弹性细丝；

或者分析结果是恢复指令，根据指令内容指令微型电机释放弹性细丝。

5.根据权利要求4所述的一种语音识别智能气管导管，其特征在于：所述微型电机是可以正反向转动的步进电机，所述缠绕弹性细丝是所述步进电机正向转动，所述释放弹性细丝是所述步进电机反向转动。

6.根据权利要求4所述的一种语音识别智能气管导管，其特征在于：所述语音控制模块包括语音发送模块、语音接受模块；所述语音发送模块和麦克风相连接，所述语音接受模块接受语音发送模块发送的语音信号，所述语音接受模块和所述微处理器连接。