CN112617886A - 一种可穿戴无线听诊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可穿戴无线听诊装置，属于听诊器技术领域，包括听诊器和控制盒，听诊器包括壳体、听诊膜片、固定件和传感机构；控制盒包括盒体以及设置于盒体内的通讯模块和数据处理模块；听诊器可通过生物胶粘贴于人体待听诊部位，听诊膜片用于使人体发出的音源通过后传送至传感机构，传感机构用于将声音信号转换为电信号并通过屏蔽线传输至数据处理模块，数据处理模块用于对电信号进行处理得到人体发出的声音波形、幅值以及呼吸频率数据并通过通讯模块将处理后的数据发送至数据接收端。本发明通过将听诊器粘贴于人体表面，通过控制盒将听诊的数据通过无线通讯方式实时传输至观察者的接收端以实现对病人的实时监控，并且防止听诊不准确的情况。

Description

一种可穿戴无线听诊装置

技术领域

本发明属于听诊器技术领域，更具体地，涉及一种可穿戴无线听诊装置。

背景技术

听诊器是医师最常用的诊断用具，其用于收集和放大从心脏、肺部、动脉、静脉和其他内脏器官处发出的声音。使用时需要医生将听诊器的拾音器贴紧病人皮肤，医生根据听到的声音进行诊断。

传统的声学听诊器需要医师具有丰富的临床经验及熟练的听诊技能，受限于传统的听诊器，听诊音往往只能由听诊医师听到，无法与其他医师共享来探讨病人病情，更不能将听诊音进行保存，以便将来用于教学。

随时科技的发展，电子听诊器已经渐渐取代传统的声学听诊器被广泛使用。但是现有的电子听诊器由于大多数依赖于上位机软件，可移植度不高，并且需要消耗相对多的电量。例如，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的John Rogers以及科罗拉多大学波德分校的Jae-Woong Jeong刊发了一篇介绍莫衷“贴片式听诊器”的文章，这种可穿戴传感器能够持续地监听患者体内的声音，但目前该听诊器仍通过有线连接的方式与计算机取得通信。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可穿戴无线听诊装置，由此解决目前听诊器无法实时监控的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可穿戴无线听诊装置，该装置包括：听诊器和控制盒，所述听诊器通过屏蔽线连接于所述控制盒；

所述听诊器包括壳体、听诊膜片、固定件和传感机构；

所述壳体由外壳和顶盖扣合而成；所述外壳底部的上表面与所述顶盖底部的下表面形成环状安装槽，所述固定件的固定部安装于所述安装槽内；所述固定件自固定部向中心延伸凸起形成安装座，所述传感机构设置于所述安装座内；所述听诊膜片定位于所述固定部与所述外壳底部的上表面之间；

所述控制盒包括盒体以及设置于所述盒体内的通讯模块和数据处理模块；

所述数据处理模块的输入端通过所述屏蔽线与所述传感机构的输出端相连；所述通讯模块的信号输入端与所述数据处理模块的信号输出端相连；

所述听诊器可通过生物胶粘贴于人体待听诊部位，所述听诊膜片用于使人体发出的音源通过后传送至所述传感机构；所述传感机构用于将声音信号转换为电信号并通过所述屏蔽线传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于对所述电信号进行处理得到人体发出的声音波形、幅值以及呼吸频率数据并通过所述通讯模块将处理后的数据发送至数据接收端。

优选地，数据处理模块包括比较器和微处理器，所述比较器和微处理器均安装于电路板上。

优选地，所述比较器为单路比较器MAX9060、MAX9061、MAX9062、MAX9063、MAX9064中的一种。

优选地，所述微处理器为Arm Cortex-M4微处理器。

优选地，所述听诊膜片为悬浮式可调振动膜片。

优选地，所述通讯模块的通讯方式包括Zigbee、蓝牙、Wi-Fi和移动通信。

优选地，所述传感机构包括压电薄膜传感器和咪头放大集成模块，所述压电薄膜传感器安装于所述安装座内，所述咪头放大集成模块安装于所述压电薄膜传感器的上部。

优选地，还包括电源模块和显示屏，所述电源模块设置于所述盒体内部，用于为所述控制盒提供电量；所述显示屏位于所述盒体外表面，用于显示人体发出的声音波形、幅值以及呼吸频率。

优选地，所述电源模块为锂电池。

优选地，所述听诊器通过生物胶粘贴于人体待听诊部位。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明通过将听诊器粘贴于人体表面，通过控制盒将听诊的数据通过无线通讯方式实时传输至观察者的接收端以实现对病人的实时监控，并且防止听诊不准确的情况。

2、本发明的数据处理模块使用MAX9060比较器以及Arm Cortex-M4微处理器，可以进一步降低听诊装置的功耗，以延长使用时间。

3、本发明通过使用悬浮式可调振动膜片，可以在听取低频音源和高频音源之间进行切换，使用起来简单方便。

4、本发明的听诊器通过将外壳和顶盖配合安装，缩小听诊器体积，方便佩戴，同时可以粘贴在人体不同的位置，以便对不同位置的连续监测。

附图说明

图1是本发明实施例中听诊器的结构示意图；

图2是本发明实施例中控制盒的结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：外壳1；固定件2；听诊膜片3；顶盖4；咪头放大集成模块5；压电薄膜传感器6；屏蔽线7；电源模块8；数据处理模块9；通讯模块10；盒体11；开关12；显示屏13。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1和图2所示，本发明提出了一种可穿戴无线听诊装置，由听诊器和控制盒两部分组成。

其中，所述听诊器与所述控制盒之间通过屏蔽线7连接。使用时，所述听诊器通过生物胶粘贴于病人的任何发生部位或需要听诊的部位，所述屏蔽线7可设计为任意长短，控制盒可以放置于病人身上，如口袋中，也可以放置于病人身边，如床边、桌面上等。

如图1所示，所述听诊器包括外壳1、固定件2、听诊膜片3、顶盖4、咪头放大集成模块5和压电薄膜传感器6，其中

听诊器为圆柱形结构，所述外壳1和所述顶盖4扣合形成听诊器的壳体，所述顶盖4为可拆卸，方便对听诊器的维修与内部零件的更换。在所述外壳1与所述顶盖4扣合后，所述外壳1底部的上表面与所述顶盖4底部的下表面形成环形的安装槽，所述固定件2固定于安装槽内。

固定件2为圆台形固定部和圆柱形安装座构成，所述安装座的底部为镂空结构。所述压电薄膜传感器6和所述咪头放大集成模块5依次安装于所述安装座内。

如图1所示，听诊膜片3安装于在固定部的下表面和所述外壳1底部的上表面之间。优选地，所述听诊膜片3为悬浮式可调振动膜片。当需要听取低频音源时，只需要将听诊膜片3轻轻接触听诊部位，在这位置使，所述听诊膜片3是悬浮的，可使低频音源通过听诊膜片。当需要听取高频音源时，在听诊器上施加接触压力，通过按压听诊器，听诊膜片的移动受到限制，从而阻止或减弱低频音源，从而能够听到更高频率的声音。

更进一步的说明，为了更加贴合人体并且穿戴方便，本发明将所述听诊器设计为圆形结构，所述壳体的直径为3.5cm，高度为2cm，相比于以往的听诊器大大缩小了尺寸，可将听诊器利用生物胶粘贴在病人不同发生的部位，由于听诊器的尺寸较小，不会影响病人的日常生活。

如图2所示，所述控制盒包括盒体11、通讯模块10、数据处理模块9、电源模块8、显示屏13和开关12。其中

通讯模块10、数据处理模块9和电源模块8安装于所述盒体11的内部，所述显示屏13设置于所述盒体11的外表面，所述开关设置于所述盒体11的侧面。

具体的，所述开关12用于控制所述电源模块8的打开与关闭，所述电源模块8用于给各个模块以及显示屏提供电源。从所述数据处理模块9引出的屏蔽线7自盒体11内向外延伸并连接于所述咪头放大集成模块5。

数据处理模块9包括比较器和微处理器，所述比较器和微处理器均安装于电路板上。

优选地，所述比较器为单路比较器MAX9060、MAX9061、MAX9062、MAX9063、MAX9064中的一种。由于电路板空间和电源限制非常小，MAX9060-MAX9064的输入电压范围为-0.3V到+5.5V，与电源电压无关。这些设备保持高阻抗的输入，即使当电源关闭(Vcc或VREF＝OV)。它们还具有内部过滤功能，以提供高的射频免疫。MAX9060和MAX9061具有开漏输出，并从用户提供的参考电压VREF(介于0.9V和5.5V之间)吸取静止供电电流。这些设备只消耗100nA(最大)电源电流，并在延长的-40℃到+85℃的温度范围MAX9062运行。

作为本发明的优选实施例，所述比较器为MAX9060。

更进一步的说明，所述微处理器为Arm Cortex-M4微处理器。超低功耗ArmCortex-M4，带有基于FPU的微控制器(MCU)，带有2MB闪存和256KB SRAM，U系列微控制器非常适合注重功耗或性能的可穿戴和IoT应用。MAX32620/MAX32621具有

-M4FPU CPU，具有高效信号处理功能、超低功耗，简单易用。

优选地，所述电源模块8为锂电池。作为本发明的优选实施例，所述锂电池为超薄锂电池。

本发明通过MAX9060比较器与Arm Cortex-M4微处理器相结合，从而解决了现有听诊器功率过高，可连续使用时间过短的问题，并结合超薄锂电池，可以使本发明的听诊装置体积更小，方便穿戴。

更进一步的说明，所述通讯模块10的通讯方式包括但不限于Zigbee、蓝牙、Wi-Fi和移动通信等。作为本发明的优选实施例，所述通讯模块为蓝牙通讯模块。

将本发明的听诊装置通过生物胶粘贴于病人待听诊的部位，人体发出的音源通过所述听诊膜片3后传送至所述压电薄膜传感器6，所述压电薄膜传感器6将声音信号转换为电信号，并通过所述咪头放大集成模块5将所述电信号放大，经所述屏蔽线7传输至所述数据处理模块9。所述比较器与所述微处理器协同作用将所述电信号转化为人体发出的声音波形、幅值以及呼吸频率等通过所述蓝牙通讯模块将数据发送至远处的接收端，此时医生及护士便可实时监测并观察病人的状态。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，该装置包括：听诊器和控制盒；

所述听诊器包括壳体、听诊膜片(3)、固定件(2)和传感机构；所述听诊膜片(3)设置于所述壳体靠近于人体的端面，所述固定件(2)安装于所述壳体内，所述传感机构设置于所述固定件(2)中；

所述控制盒包括盒体(11)以及设置于所述盒体(11)内的通讯模块(10)和数据处理模块(9)；

所述数据处理模块(9)的输入端通过屏蔽线(7)与所述传感机构的输出端相连；所述通讯模块(10)的信号输入端与所述数据处理模块(9)的信号输出端相连；

所述听诊器可粘贴于人体待听诊部位，所述听诊膜片(3)用于使人体发出的音源通过后传送至所述传感机构；所述传感机构用于将声音信号转换为电信号并通过所述屏蔽线传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于对所述电信号进行处理得到人体发出的声音波形、幅值以及呼吸频率数据并通过所述通讯模块将处理后的数据发送至数据接收端。

2.根据权利要求1所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述壳体由外壳(1)和顶盖(4)扣合而成；所述外壳(1)底部的上表面与所述顶盖(4)底部的下表面形成环状安装槽，所述固定件(2)的固定部安装于所述安装槽内；所述固定件(2)自固定部向中心延伸凸起形成安装座，所述传感机构设置于所述安装座内；所述听诊膜片(3)定位于所述固定部与所述外壳(1)底部的上表面之间。

3.根据权利要求1或2所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，数据处理模块(9)包括比较器和微处理器，所述比较器和微处理器均安装于电路板上。

4.根据权利要求3所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述比较器为单路比较器MAX9060、MAX9061、MAX9062、MAX9063、MAX9064中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述微处理器为ArmCortex-M4微处理器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述听诊膜片(3)为悬浮式可调振动膜片。

7.根据权利要求6所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述通讯模块(10)的通讯方式包括Zigbee、蓝牙、Wi-Fi和移动通信。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述传感机构包括压电薄膜传感器(6)和咪头放大集成模块(5)，所述压电薄膜传感器(6)安装于所述安装座内，所述咪头放大集成模块(5)安装于所述压电薄膜传感器(6)的上部。

9.根据权利要求8所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，还包括电源模块(8)和显示屏(13)，所述电源模块(8)设置于所述盒体(11)内部，用于为所述控制盒提供电量；所述显示屏(13)位于所述盒体(11)外表面，用于显示人体发出的声音波形、幅值以及呼吸频率。

10.根据权利要求9所述的一种可穿戴无线听诊装置，其特征在于，所述电源模块(8)为锂电池。

Images