CN111568463A - 一种生理音采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生理音采集装置，包括壳体、振膜和拾音模块，振膜密封安装于壳体开口处，拾音模块和振膜之间具有声学内腔，所述拾音模块包括凹型支架、电极、探测片、第一PCBA和第二PCBA，电极和探测片设置在所述凹型支架内，第一PCBA电连接电极和探测片，所述第一PCBA设置于所述凹型支架的开口处，所述凹型支架和所述第二PCBA均设置有与所述导音孔连通并正对探测片的通孔。本发明在保证有优质的拾音效果的情况下通过将拾音模块小型化，使得产品体积更小，成本更低，提高生理音采集精度。

Description

一种生理音采集装置

技术领域

本发明涉及声音探测器技术领域，尤其涉及一种生理音采集装置。

背景技术

听诊器是一种常用的医疗器械，主要用于在临床诊断过程中听取病人身体内部脏器的特征音，以判断病情。传统的电子听诊器虽然能将采集到的体音进行放大处理，但仍然避免不了环境噪声的干扰和声音失真的技术难题。目前，从电子听诊器实现的技术方式来看，主要有两种类型，一种是将高性能的集音器直接安装在听诊器探头的膜片后面；另一种则是将压电传感器连接在膜片上。然而，这两种方法，不论经过怎样的改进和创新，都无法消除环境噪音的影响以及诸如声音失真等其它相应的问题。

专利号为201520434468.1的发明公开了一种声音探测器，能有很好的生理音采集效果，但仍能采集到除心肺音外的其他身体内杂音。专利号为201920886861.2的发明公开了一种数字生理音采集装置，利用振膜和声学腔体提高抗噪能力。但将前者作为拾音模块安装于后者当中以进一步提高拾音效果，会导致产品体积过大，使用不便，成本高昂。现需要研发一种体积小、使用方便、精准度高的生理音采集装置。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关记述中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种小巧、使用方便、精准度高的生理音采集装置。

为实现上述目的，本发明提供一种生理音采集装置，包括壳体、振膜和拾音模块，其特征在于：

所述壳体设有内腔，所述内腔的侧壁设有分隔板，所述分隔板将所述内腔分隔成第一内腔和第二内腔，所述分隔板设有连通所述第一内腔和所述第二内腔的导音孔，所述壳体的一端设有与所述第一内腔连通的开口；

所述振膜密封安装于所述壳体的所述开口处，所述振膜接触被检测人皮肤时能够因生理音而发生震动；所述拾音模块安装于所述第二内腔中，所述拾音模块和所述振膜之间具有声学内腔，所述声学内腔能够因所述振膜震动而形成震动信号并传递给所述拾音模块，所述拾音模块用于将所述震动信号转换为数字信号；

壳体内还包括控制PCBA、电池和耳机接口，所述控制PCBA上设置有控制电路，所述控制电路分别与所述耳机接口、所述拾音模块电性连接，所述电池与所述控制电路连接，所述控制电路用于将所述拾音模块输出的数字信号放大并通过所述耳机接口输出至音频设备；

所述拾音模块包括：凹型支架、电极、探测片、第一PCBA和第二PCBA，所述电极和所述探测片从上到下依次设置在所述凹型支架内，所述电极与所述第一PCBA电性连接，所述探测片与所述第一PCBA电性连接，所述第一PCBA设置于所述凹型支架的开口处，所述凹型支架安装于所述第二PCBA上，所述凹型支架和所述第二PCBA均设置有通孔，所述通孔与所述导音孔连通，所述通孔正对所述探测片，所述振膜震动而形成震动信号可依次通过所述导音孔和所述通孔传递至所述探测片。

进一步地，所述导音孔靠近所述第二PCBA的一侧设置有防尘网。

进一步地，所述分隔板靠近所述第一内腔的一侧设有喇叭口。

进一步地，所述生理音采集装置还包括固定环，所述固定环可拆卸地固定于所述壳体的开口端，所述振膜的外缘固定设置在所述固定环和所述壳体之间。

进一步地，所述振膜的外缘与所述固定环之间具有间隔。

进一步地，所述控制电路包括处理器、无线通信模块和音频放大电路，所述拾音模块的输出端通过所述音频放大电路与所述处理器的输入端连接，所述电池分别与所述处理器、所述音频放大电路连接，所述无线通信模块与所述处理器连接通信。

进一步地，所述壳体设置有控制按钮和充电接口，所述处理器的输入端与所述控制按钮的输出端连接，所述充电接口与所述电池连接。

进一步地，所述壳体包括采集主体壳体和手柄壳体，采集主体壳体与所述手柄壳体可拆卸连接。

进一步地，所述内腔、分隔板、第一内腔、第二内腔、声学内腔均设于采集主体壳体内，所述开口位于采集主体壳体一端。

进一步地，所述手柄壳体包括可拆卸连接的上盖和下盖，所述上盖和所述下盖合拢连接内部形成安装腔，所述控制PCBA和电池设于安装腔内，所述耳机接口设于手柄壳体尾部。

进一步地，所述控制按钮设于手柄正面，所述充电接口设于手柄尾部。

进一步地，所述喇叭口的直径值为10 mm ～15mm，和/或，所述喇叭口的深度值h为1 mm ～2mm。

进一步地，还包括如下的至少一种：

所述第一内腔的直径值介于15 mm～36mm；

所述第一内腔的高度值介于1 mm～8mm；及

所述导音孔的直径值介于1 mm～5mm。

本发明在保证有优质的拾音效果的情况下通过将拾音模块小型化，使得产品体积更小，成本更低，不会采集到除心肺音外其他身体内杂音，提高生理音采集精度；通过设置手柄使得医生使用更方便；另外设置耳机插孔，通过外接耳机的方式听取输出的心肺音，不需要橡胶管，使用起来更加灵活方便；另外通过设置振膜和声学内腔对生理音起到了过滤的作用，能够排除环境噪音的干扰，能够将生理音进行集中和放大，提高生理音采集的精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用的剖面图。

图2是本实用控制电路的模块框图。

图3是本实用的整体结构图。

图4是本发明拾音模块的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

如图1所示，一种生理音采集装置，包括壳体100、振膜200和拾音模块300，所述壳体100设有内腔104，所述内腔104的侧壁设有分隔板110，所述分隔板110将所述内腔104分隔成第一内腔101和第二内腔102，所述分隔板110设有连通所述第一内腔101和所述第二内腔102的导音孔111，所述壳体100的一端设有与所述第一内腔101连通的开口。

振膜200密封安装于壳体100的开口处，振膜200接触被检测人皮肤时能够因生理音而发生震动。需要说明的是，此处的“接触”包括了振膜200直接贴合在人体皮肤上的直接接触，也包括了振膜200贴在人体衣物上的间接接触。

拾音模块300，也称为拾音头，是一种靠接收声音震动，将声音进行降噪、放大的电声学仪器（比如，声音传感器）。即，具体地，拾音模块300可选为声音传感器。拾音模块300安装于第二内腔102中，拾音模块300和振膜200之间具有声学内腔，声学内腔能够因振膜200震动而形成震动信号并传递给拾音模块300。拾音模块300用于将震动信号转换为数字信号。

壳体100内还包括控制PCBA600、电池700和耳机接口800，所述控制PCBA600上设置有控制电路，所述控制电路分别与所述耳机接口800、所述拾音模块300电性连接，所述电池700与所述控制电路连接，所述控制电路用于将所述拾音模块300输出的数字信号放大并通过所述耳机接口800输出至音频设备。

所述壳体100包括采集主体壳体a和手柄壳体b，采集主体壳体a与所述手柄壳体b可拆卸连接。所述内腔104、分隔板110、第一内腔101、第二内腔102、声学内腔均设于采集主体壳体a内，所述开口位于采集主体壳体a一端。所述手柄壳体b包括可拆卸连接的上盖400和下盖500，所述上盖400和所述下盖500合拢连接内部形成安装腔，所述控制PCBA600和电池700设于安装腔内，所述耳机接口800设于手柄壳体尾部。在本实施例中，采集主体壳体a侧壁上和手柄壳体b顶部均设置有螺纹孔，采集主体壳体a和手柄壳体b通过连接杆c连接，连接杆c的两端分别设置有与采集主体壳体a侧壁上的螺纹、手柄壳体b顶部的螺纹相匹配的螺杆。这样生理音采集装置设置成采集主体与手柄相互连接的手持式生理音采集装置，通过设置手柄使得医生使用更加方便。

进一步作为优选的实施方式，所述导音孔306靠近所述第二PCBA305的一侧设置有防尘网。所述分隔板靠近所述第一内腔的一侧设有喇叭口。

优选地，所述喇叭口的直径值为10 mm ～15mm，和/或，所述喇叭口的深度值h为1mm ～2mm。所述第一内腔的直径值介于15 mm～36mm；所述第一内腔的高度值介于1 mm～8mm；及所述导音孔的直径值介于1 mm～5mm。

进一步地，所述生理音采集装置还包括固定环，所述固定环可拆卸地固定于所述壳体的开口端，所述振膜的外缘固定设置在所述固定环和所述壳体之间。

优选地，所述振膜的外缘与所述固定环之间具有间隔。

上述数字生理音采集装置用于检测生理音（比如，胎儿的心跳声）时，振膜200贴在孕妇的肚子上，胎儿的心跳声会因起振膜200震动。由于振膜200震动，振膜200会挤压声学内腔内部的空气，因此，声学内腔能够因振膜200震动而形成震动信号。拾音模块300接收该震动信号，并转换为数字信号，完成了生理音的采集。上述数字生理音采集装置使用时，不会放射超声波至人体的组织，不会对孕妇及胎儿造成伤害，也不需要涂抹冰凉粘稠的、令人不适的耦合剂，具有使用安全的效果。

此外，在生理音经过振膜200和声学内腔后形成震动信号传递至拾音模块300的过程中，振膜200和声学内腔对生理音起到了过滤的作用，能够排除环境噪音的干扰，能够将生理音进行集中和放大，提高生理音采集的精准度。

如图2所示，所述控制电路包括处理器、无线通信模块和音频放大电路，所述拾音模块的输出端通过所述音频放大电路与所述处理器的输入端连接，所述电池分别与所述处理器、所述音频放大电路连接，所述无线通信模块与所述处理器连接通信。处理器接收来自拾音模块输出的心肺音电子信号，然后处理器根据控制音频放大电路，对心肺音电子信号进行放大，并通过耳机接口输出至外置音频设备（如耳机、音响等）。另外也可通过无线通信模块，将心肺音电子数据传输智能终端（如手机、平板电脑等），该无线通信模块包括蓝牙、ZigBee或WiFi通信模块中的一种或多种。

如图3所示，所述壳体100设有控制装置801和充电接口802，优选地，所述控制按钮801设置于手柄正面，所述充电接口802设置于手柄尾部，所述处理器的输入端与所述控制按钮801的输出端连接，所述充电接口与所述电池连接。通过充电接口802可以对电池进行充电，该充电接口802采用的是USB接口，所述控制按钮801，包括电源按钮、音量调节按钮、心肺音切换按钮、录音/播放按钮，通过电源按钮可以进行开机或关机操作，通过音量调节按钮可对心肺音输出音量的大小进行调节、通过心肺音切换按钮可对心音采集、肺音采集两种模式进行切换，通过录音/播放按钮可以对听取的生理音进行记录，并在需要的时候播放。

如图4所示，拾音模块300包括：凹型支架301、电极302、探测片303、第一PCBA304和第二PCBA305，所述电极302和所述探测片303从上到下依次设置在所述凹型支架301内，所述电极302与所述第一PCBA304电性连接，所述探测片303与所述第一PCBA304电性连接，所述第一PCBA304设置于所述凹型支架301的开口处，所述凹型支架301安装于所述第二PCBA305上，所述凹型支架301和所述第二PCBA305均设置有通孔，所述通孔与所述导音孔306连通，所述通孔正对所述探测片303，所述振膜震200动而形成震动信号可依次通过所述导音孔306和所述通孔传递至所述探测片303。电极302和探测片303形成电容器，电极302和探测片303分别与第一PCBA304连接，随着探测片303的振动，电容器的电压也跟随变化，从而实现心肺音信号的采集。该拾音模块，可以在人体穿着厚羽绒或棉衣的情况下，直接紧贴羽绒或棉衣的表面进行体音的探测与采集，从而充分保护了被采集者的隐私以及减少了被感染的风险；避免了采集者和被采集者之间因肌肤接触而带来的不必要的纠纷。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生理音采集装置，包括壳体、振膜和拾音模块，其特征在于：

所述壳体设有内腔，所述内腔的侧壁设有分隔板，所述分隔板将所述内腔分隔成第一内腔和第二内腔，所述分隔板设有连通所述第一内腔和所述第二内腔的导音孔，所述壳体的一端设有与所述第一内腔连通的开口；

所述振膜密封安装于所述壳体的所述开口处，所述振膜接触被检测人皮肤时能够因生理音而发生震动；所述拾音模块安装于所述第二内腔中，所述拾音模块和所述振膜之间具有声学内腔，所述声学内腔能够因所述振膜震动而形成震动信号并传递给所述拾音模块，所述拾音模块用于将所述震动信号转换为数字信号；

壳体内还包括控制PCBA、电池和耳机接口，所述控制PCBA上设置有控制电路，所述控制电路分别与所述耳机接口、所述拾音模块电性连接，所述电池与所述控制电路连接，所述控制电路用于将所述拾音模块输出的数字信号放大并通过所述耳机接口输出至音频设备；

所述拾音模块包括：凹型支架、电极、探测片、第一PCBA和第二PCBA，所述电极和所述探测片从上到下依次设置在所述凹型支架内，所述电极与所述第一PCBA电性连接，所述探测片与所述第一PCBA电性连接，所述第一PCBA设置于所述凹型支架的开口处，所述凹型支架安装于所述第二PCBA上，所述凹型支架和所述第二PCBA均设置有通孔，所述通孔与所述导音孔连通，所述通孔正对所述探测片，所述振膜震动而形成震动信号可依次通过所述导音孔和所述通孔传递至所述探测片。

2.根据权利要求1所述的生理音采集装置，其特征在于，所述导音孔靠近所述第二PCBA的一侧设置有防尘网。

3.根据权利要求1所述的生理音采集装置，其特征在于，所述分隔板靠近所述第一内腔的一侧设有喇叭口。

4.根据权利要求1所述的生理音采集装置，其特征在于，所述生理音采集装置还包括固定环，所述固定环可拆卸地固定于所述壳体的开口端，所述振膜的外缘固定设置在所述固定环和所述壳体之间。

5.根据权利要求4所述的生理音采集装置，其特征在于，所述振膜的外缘与所述固定环之间具有间隔。

6.根据权利要求1至5所述的生理音采集装置，其特征在于，所述控制电路包括处理器、无线通信模块和音频放大电路，所述拾音模块的输出端通过所述音频放大电路与所述处理器的输入端连接，所述电池分别与所述处理器、所述音频放大电路连接，所述无线通信模块与所述处理器连接通信。

7.根据权利要求6所述的生理音采集装置，其特征在于，所述壳体设置有控制按钮和充电接口，所述处理器的输入端与所述控制按钮的输出端连接，所述充电接口与所述电池连接。

8.根据权利要求6所述的生理音采集装置，其特征在于：所述壳体包括采集主体壳体和手柄壳体，采集主体壳体与所述手柄壳体可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的生理音采集装置，其特征在于：所述内腔、分隔板、第一内腔、第二内腔、声学内腔均设于采集主体壳体内，所述开口位于采集主体壳体一端。

10.根据权利要求9所述的生理音采集装置，其特征在于：所述手柄壳体包括可拆卸连接的上盖和下盖，所述上盖和所述下盖合拢连接内部形成安装腔，所述控制PCBA和电池设于安装腔内，所述耳机接口设于手柄壳体尾部。

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