CN110731791A - 一种人工智能听诊器及建立病理性声音库的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工智能听诊器及建立病理性声音库的方法，包括本体、听诊头、扬声器、手持部、模式选择键和显示屏，所述扬声区设有扬声器，所述扬声区上方的本体上设有手持部，所述手持部上方的本体上设有按键区，所述按键区设有模式选择键，所述按键区顶部设有显示屏，所述本体内部设有信息采集部和数据处理部；本发明结构和方法能够满足医务人员实时监测分析患者的心音、呼吸音等病理性声音数据，患者在医院外感到不适时通过该人工智能听诊器进行初步筛查，能及时发现病情进行早期诊断，能及时发现不能表达患者，如儿童及昏迷患者的病情变化，并提示给医生，智能化分析病理性声音，能够将诊断结果直观显示，适用范围广。

Description

一种人工智能听诊器及建立病理性声音库的方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种人工智能听诊器及建立病理性声音库的方法。

背景技术

在医疗临床工作中，听诊器是临床医生常用的诊疗工具，使用范围包括心音听诊、呼吸系统听诊、肠鸣音听诊、胎心听诊、血管杂音听诊等。普通听诊器分为拾音部分(胸件)、传导部分(胶管)及听音部分(耳件)；

听诊器使用及收纳操作繁琐，且携带不方便，挂在脖子上经常出现滑落，且听诊声音受周围环境干扰大，不能调节声音大小。在诊疗过程中，儿童或者昏迷患者不能准确表达不适症状，导致延误诊断，部分心音和呼吸音的频率重叠，即使采用高通或低通滤波器也不能将心音和呼吸音有效地分开。医生听诊需要对每个病人逐一反复检查，不仅耗费大量时间，且影响患者休息，听诊水平与医生经验有关，容易出现误诊及漏诊，使用人群局限在医务人员，需要专业医生经过学习训练后才能对听诊结果做出诊断，患者不能自行使用，目前的听诊器不能记录及复听，更不能与既往声音对比，且听诊器在不同患者之间反复使用，存在交叉感染风险，因此，本发明提出一种人工智能听诊器及建立病理性声音库的方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种人工智能听诊器及建立病理性声音库的方法，能够满足医务人员实时监测分析患者的心音、呼吸音等病理性声音数据，患者在医院外感到不适时通过该人工智能听诊器进行初步筛查，能及时发现病情进行早期诊断，能及时发现不能表达患者，如儿童及昏迷患者的病情变化，并提示给医生，智能化分析病理性声音，能够将诊断结果直观显示，适用范围广。

本发明提出一种人工智能听诊器，包括本体、听诊头、扬声器、手持部、模式选择键和显示屏，所述本体上通过螺纹设有听诊头，所述听诊头上方的本体上设有扬声区，所述扬声区设有扬声器，所述扬声器一侧设有旋钮控制开关，所述扬声区上方的本体上设有手持部，所述手持部上方的本体上设有按键区，所述按键区设有模式选择键，所述按键区顶部设有显示屏，所述本体内部设有信息采集部和数据处理部，所述信息采集部连接数据处理部，所述数据处理部连接显示屏。

进一步改进在于：所述听诊头和显示屏的截断面均为圆形。

进一步改进在于：所述本体和听诊头均为不锈钢材质。

进一步改进在于：所述听诊头为具有膜型和鼓型两种形式的听诊头，所述听诊头为膜型用于听取高调声音，所述听诊头为鼓型用于听取低调声音。

进一步改进在于：所述手持部设有防滑螺纹。

进一步改进在于：所述模式选择键包括心音按键、呼吸音按键、肠鸣音按键、胎心音按键、血管杂音按键、开关按键、目录按键、上下键和结果按键，且所述心音按键、呼吸音按键、肠鸣音按键、胎心音按键、血管杂音按键、开关按键、目录按键、上下键和结果按键呈环形设置在按键区。

一种人工智能听诊器建立病理性声音库的方法，包括以下步骤：

步骤一：利用显示屏输入疾病患者个人信息，然后由两名医生共同利用信息采集部采集确诊疾病患者的病理性声音，信息采集部将采集的确诊疾病患者的病理性声音转换为数字信号的波谱图，并利用显示屏实时直观显示，显示屏将波谱图的异常区域截取，反复听诊，形成带有标签的声音数据集，然后利用数据处理部对带有标签的声音数据集截取特征片段，并进行频域声学特征分析；

步骤二：利用声音采集设备对挂号进行问诊的病人的声音进行采集，并对采集的声音进行分类，构建基础声音数据集；

步骤三：判断基础声音数据集在步骤一中的带有标签的声音数据集中的所述类别，得出一个估计病理性声音类别；

步骤四：构建卷积神经网络模型，然后利用步骤一中进行频域声学特征分析后的带有标签的声音数据集对卷积神经网络模型进行训练，获得目标识别模型；

步骤五：集成步骤一中带有标签的声音数据集、步骤二中的目标识别模型和步骤三中的估计病理性声音类别，建立病理性声音库。

进一步改进在于：所述步骤一中采集确诊疾病患者的病理性声音包括心音、呼吸音、胎心音、肠鸣音和血管杂音，其中心音和呼吸音包括正常呼吸音、正常心音、干啰音、湿罗音、二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、室间隔缺损和房间隔缺损。

本发明的有益效果为：本发明的人工智能听诊器能够满足医务人员实时监测分析患者的心音、呼吸音等病理性声音数据，患者在医院外感到不适时通过该人工智能听诊器进行初步筛查，能及时发现病情进行早期诊断，通过本发明的人工智能听诊器能及时发现不能表达患者，如儿童及昏迷患者的病情变化，并提示给医生，智能化分析病理性声音，能够将诊断结果直观显示，适用范围广，且操作简单，不仅仅局限于提供给专业医生使用。

附图说明

图1为本发明结构主视示意图；

图2为本发明内部结构剖视图；

图3为本发明结构工作原理示意图；

图4为本发明病理性声音库建立方法流程示意图。

其中：1、本体；2、听诊头；3、扬声器；4、手持部；5、模式选择键；6、显示屏；7、扬声区；8、信息采集部；9、防滑螺纹；10、数据处理部；11、旋钮控制开关。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

根据图1、2、3、4所示，本实施例提出一种人工智能听诊器，包括本体1、听诊头2、扬声器3、手持部4、模式选择键5和显示屏6，所述本体1上通过螺纹设有听诊头2，所述听诊头2上方的本体1上设有扬声区7，所述扬声区7设有扬声器3，所述扬声器3一侧设有旋钮控制开关11，所述扬声区7上方的本体1上设有手持部4，所述手持部4上方的本体1上设有按键区，所述按键区设有模式选择键5，所述按键区顶部设有显示屏6，所述本体1内部设有信息采集部8和数据处理部10，所述信息采集部8连接数据处理部10，所述数据处理部10连接显示屏6。

所述听诊头2和显示屏6的截断面均为圆形。

所述本体1和听诊头2均为不锈钢材质。

所述听诊头2为具有膜型和鼓型两种形式的听诊头2，所述听诊头2为膜型用于听取高调声音，所述听诊头2为鼓型用于听取低调声音。

所述手持部4设有防滑螺纹9。

所述模式选择键5包括心音按键、呼吸音按键、肠鸣音按键、胎心音按键、血管杂音按键、开关按键、目录按键、上下键和结果按键，且所述心音按键、呼吸音按键、肠鸣音按键、胎心音按键、血管杂音按键、开关按键、目录按键、上下键和结果按键呈环形设置在按键区。

一种人工智能听诊器建立病理性声音库的方法，包括以下步骤：

步骤一：利用显示屏6输入疾病患者个人信息，然后由两名医生共同利用信息采集部8采集确诊疾病患者的病理性声音，包括心音、呼吸音、胎心音、肠鸣音和血管杂音，其中心音和呼吸音包括正常呼吸音、正常心音、干啰音、湿罗音、二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、室间隔缺损和房间隔缺损，信息采集部8将采集的确诊疾病患者的病理性声音转换为数字信号的波谱图，并利用显示屏6实时直观显示，显示屏6将波谱图的异常区域截取，反复听诊，形成带有标签的声音数据集，然后利用数据处理部10对带有标签的声音数据集截取特征片段，并进行频域声学特征分析；

步骤二：利用声音采集设备对挂号进行问诊的病人的声音进行采集，并对采集的声音进行分类，构建基础声音数据集；

步骤三：判断基础声音数据集在步骤一中的带有标签的声音数据集中的所述类别，得出一个估计病理性声音类别；

步骤四：构建卷积神经网络模型，然后利用步骤一中进行频域声学特征分析后的带有标签的声音数据集对卷积神经网络模型进行训练，获得目标识别模型；

步骤五：集成步骤一中带有标签的声音数据集、步骤二中的目标识别模型和步骤三中的估计病理性声音类别，建立病理性声音库。

在本实施例中使用时，先利用显示屏6输入疾病患者个人信息，如：姓名、性别、年龄、住院号，然后根据患者病情需要确定听诊模式，用模式选择键5选择，显示屏6上显示相应的听诊部位提示操作者，同时扬声器3播放所选模式的正常心音或者呼吸音等，将听诊头2放置在患者听诊部位，扬声器3播放听诊声音，操作者根据情况使用旋钮控制开关11调节扬声器3音量大小，同时信息采集部8将采集的信息记录并以波谱图形式实时显示在显示屏6上，数据处理部10对采集的信息通过预先建立的病理性声音库进行分析，最后将听诊的诊断结果显示在显示屏6上，操作者还可以根据需要回放采集的声音，反复听诊。

本发明的人工智能听诊器能够满足医务人员实时监测分析患者的心音、呼吸音等病理性声音数据，患者在医院外感到不适时通过该人工智能听诊器进行初步筛查，能及时发现病情进行早期诊断，通过本发明的人工智能听诊器能及时发现不能表达患者，如儿童及昏迷患者的病情变化，并提示给医生，智能化分析病理性声音，能够将诊断结果直观显示，适用范围广，且操作简单，不仅仅局限于提供给专业医生使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种人工智能听诊器，其特征在于：包括本体(1)、听诊头(2)、扬声器(3)、手持部(4)、模式选择键(5)和显示屏(6)，所述本体(1)上通过螺纹设有听诊头(2)，所述听诊头(2)上方的本体(1)上设有扬声区(7)，所述扬声区(7)设有扬声器(3)，所述扬声器(3)一侧设有旋钮控制开关(11)，所述扬声区(7)上方的本体(1)上设有手持部(4)，所述手持部(4)上方的本体(1)上设有按键区，所述按键区设有模式选择键(5)，所述按键区顶部设有显示屏(6)，所述本体(1)内部设有信息采集部(8)和数据处理部(10)，所述信息采集部(8)连接数据处理部(10)，所述数据处理部(10)连接显示屏(6)。

2.根据权利要求1所述的一种人工智能听诊器，其特征在于：所述听诊头(2)和显示屏(6)的截断面均为圆形。

3.根据权利要求1所述的一种人工智能听诊器，其特征在于：所述本体(1)和听诊头(2)均为不锈钢材质。

4.根据权利要求1所述的一种人工智能听诊器，其特征在于：所述听诊头(2)为具有膜型和鼓型两种形式的听诊头(2)，所述听诊头(2)为膜型用于听取高调声音，所述听诊头(2)为鼓型用于听取低调声音。

5.根据权利要求1所述的一种人工智能听诊器，其特征在于：所述手持部(4)设有防滑螺纹(9)。

6.根据权利要求1所述的一种人工智能听诊器，其特征在于：所述模式选择键(5)包括心音按键、呼吸音按键、肠鸣音按键、胎心音按键、血管杂音按键、开关按键、目录按键、上下键和结果按键，且所述心音按键、呼吸音按键、肠鸣音按键、胎心音按键、血管杂音按键、开关按键、目录按键、上下键和结果按键呈环形设置在按键区。

7.一种人工智能听诊器建立病理性声音库的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：利用显示屏(6)输入疾病患者个人信息，然后由两名医生共同利用信息采集部(8)采集确诊疾病患者的病理性声音，信息采集部(8)将采集的确诊疾病患者的病理性声音转换为数字信号的波谱图，并利用显示屏(6)实时直观显示，显示屏(6)将波谱图的异常区域截取，反复听诊，形成带有标签的声音数据集，然后利用数据处理部(10)对带有标签的声音数据集截取特征片段，并进行频域声学特征分析；

步骤二：利用声音采集设备对挂号进行问诊的病人的声音进行采集，并对采集的声音进行分类，构建基础声音数据集；

步骤三：判断基础声音数据集在步骤一中的带有标签的声音数据集中的所述类别，得出一个估计病理性声音类别；

步骤四：构建卷积神经网络模型，然后利用步骤一中进行频域声学特征分析后的带有标签的声音数据集对卷积神经网络模型进行训练，获得目标识别模型；

步骤五：集成步骤一中带有标签的声音数据集、步骤二中的目标识别模型和步骤三中的估计病理性声音类别，建立病理性声音库。

8.根据去权利要求7所述的一种人工智能听诊器建立病理性声音库的方法，其特征在于：所述步骤一中采集确诊疾病患者的病理性声音包括心音、呼吸音、胎心音、肠鸣音和血管杂音，其中心音和呼吸音包括正常呼吸音、正常心音、干啰音、湿罗音、二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全、室间隔缺损和房间隔缺损。

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