CN112932528A - 一种医用智能听诊器及听诊方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种医用智能听诊器及听诊方法，医用智能听诊器包括听诊器胸件以及智能听诊模块；所述智能听诊模块内置于所述听诊器胸件；所述智能听诊模块包括音频采集单元、音频识别单元；音频采集单元，其用于采集声音并转换为音频数据；音频识别单元，其与所述音频采集单元相连，用于接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别。本发明提供的一种医用智能听诊器及听诊方法，很好地解决了现有医用听诊器无法对所传递的声音性质进行系统分析的问题。

Description

一种医用智能听诊器及听诊方法

技术领域

本发明涉及智能听诊技术领域，尤其是涉及一种医用智能听诊器及听诊方法。

背景技术

听诊器的功能就是将心脏、肺部、动脉、静脉和其他内脏器官处发出的声音进行收集并进行(频率)非线性放大，从而便于医生根据听诊器传递的声音对患者的病理进行判断。

目前我们所用的医用听诊器均为普通型听诊器，其只有传递心音、呼吸音、肠鸣音等功能，无法对所传递的声音性质进行系统分析，故对于年轻医生，甚至是听诊基础差的高年资医生听诊已成为诊疗疾病过程中遇到的一个极大挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种医用智能听诊器及听诊方法，旨在解决现有医用听诊器无法对所传递的声音性质进行系统分析的问题。

本发明提供一种医用智能听诊器，包括听诊器胸件以及智能听诊模块；所述智能听诊模块内置于所述听诊器胸件；所述智能听诊模块包括音频采集单元、音频识别单元；音频采集单元：其用于采集声音并转换为音频数据；音频识别单元：其与所述音频采集单元相连，用于接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别。

进一步地，所述智能听诊模块还包括显示单元；所述显示单元与所述音频识别单元相连，其用于显示音频识别单元识别后的音频数据。

进一步地，所述智能听诊模块还包括网络单元；所述网络单元与所述音频采集单元相连；所述网络单元与样本数据库相连，样本数据库用于储存音频数据信息。

进一步地，所述智能听诊模块还包括控制单元；所述控制单元包括音量模式控制单元以及听诊模式控制单元；所述音量模式控制单元与所述显示单元相连，以用于控制显示单元语音播报声音的大小；所述听诊模式控制单元与所述音频采集单元相连，用于控制音频采集单元采集不同听诊部位的声音。

进一步地，所述智能听诊模块还包括锂电池，所述控制单元还包括开关控制单元；所述开关控制单元与所述锂电池相连，所述锂电池与所述音频采集单元相连。

本发明还提供一种医用智能听诊方法，包括：

S101，听诊模式控制单元控制音频采集单元采集不同听诊部位的音频数据；

S102，音频识别单元接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别；

S103，显示单元接收并显示音频识别单元识别后的音频数据。

进一步地，所述医用智能听诊方法还包括：

S104，所述音频采集单元采集音频数据通过网络单元上传至样本数据库。

进一步地，所述S102包括：

S1021，所述样本数据库收集心脏、肺部、肠道、血管正常听诊音及各种病变听诊音的声音样本；

S1022，借助第三方AI平台训练声音分类样本；

S1023，验证分类样本的准确率；

S1024，构建自己的验证样本数据集；

S1025，待验证音频数据的特征矢量依次与模型数据库中的声音模型进行相似度比较，将相似度最高者作为识别结果输出。

本发明的技术方案通过音频采集单元采集心音、呼吸音、肠鸣音等声音并转换为音频数据；音频采集单元与音频识别单元相连，用于接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别，最后输出，可有效的帮助医生判断听诊音的性质，为疾病的诊治提供便利；很好地解决了现有医用听诊器无法对所传递的声音性质进行系统分析的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的智能听诊模块的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的音频数据传递的结构示意图；

图3为发明实施例提供的医用智能听诊器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的医用智能听诊方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的音频识别单元的工作流程示意图。

附图标记说明：

10为控制单元，101为开关控制单元，102为听诊模式控制单元，103为音量模式控制单元；

20为锂电池；30为音频采集单元；40为音频识别单元，401为模型数据库；50为显示单元；60为网络单元，601为样本数据库；

70为听诊器胸件，71为显示屏，72为音量调节按钮，73为模式切换按钮，74为采集开始按钮，75为采集结束按钮，76为电源开关按钮。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1-3所示，本发明提供一种医用智能听诊器，包括听诊器胸件70以及智能听诊模块；所述智能听诊模块内置于所述听诊器胸件70；所述智能听诊模块包括音频采集单元30、音频识别单元40、显示单元50、控制单元10、网络单元60；

音频采集单元30：其用于采集声音并转换为音频数据；

音频识别单元40：其与所述音频采集单元30相连，用于接收音频数据并与模型数据库401中的音频模型进行匹配识别。

所述听诊器胸件70上设置有显示屏71、音量调节按钮72、模式切换按钮73、采集开始按钮74采集结束按钮75以及电源开关按钮76；所述显示单元50包括显示屏71和播报喇叭，所述播报喇叭与所述音量调节按钮72电性连接；所述音频采集单元30与所述模式切换按钮73电性连接；所述控制单元10包括开关控制单元101、听诊模式控制单元102，音量模式控制单元103，所述开关控制单元101包括采集开始按钮74以及采集结束按钮75以及电源开关按钮76。

控制单元10用于控制智能听诊模块的工作和工作模式，所述控制单元10包括音量模式控制单元103、听诊模式控制单元102以及开关控制单元101。其中，音量模式控制单元103用于控制智能听诊模块的语音播报的输出音量大小；听诊模式控制单元102用于控制智能听诊模块的采集模式；开关控制单元101用于控制智能听诊模块工作与否。

锂电池20用于给智能听诊器提供电能，所述开关控制单元101与所述锂电池20相连，开关控制单元101包括采集开始按钮74和采集结束按钮75以及电源开关按钮76；所述锂电池20与所述音频采集单元30相连；通过开关控制单元101能够控制智能听诊模块是否工作；具体的实施过程为：听诊器胸件70上设置有采集开始按钮74和采集结束按钮75以及电源开关按钮76，当按下电源开关按钮76时，智能听诊模块不工作，智能听诊器可以作为普通医用听诊器工作，同时听诊器内部设置声音放大器，声音放大器也与锂电池20连接，声音放大器还可将听诊的声音放大，防止听诊声音过小而导致听诊结果不准确，具有很好的实用性和推广性；按下电源开关按钮76之后，再按采集开始按钮74时，智能听诊模块开始工作，音频采集单元30开始采集声音信息，按下采集结束按钮75，音频采集单元30结束采集声音信息，这时智能听诊器对所采集听诊音进行分析，帮助医生进一步判断听诊音的性质，如心脏杂音类型、肺部呼吸音、肺部啰音等；医生还可以根据实际情况自行调节采集时间，具有很高的实用性。

音频采集单元30用于采集声音并转换为音频数据，以用于后续将音频数据输出至音频识别单元40进行识别；所述音频采集单元30与所述听诊模式控制单元102连接，所述听诊模式控制单元102可以控制音频采集单元30以不同的模式采集不同的听诊部位的声音，具体分为心脏听诊模式、肺部听诊模式、肠道听诊模式以及血管听诊模式。

音频采集单元30与模式切换按钮73电性连接，模式切换按钮73来控制切换心脏听诊模式、肺部听诊模式、肠道听诊模式或者血管听诊模式，通过不同听诊模式来听诊不同区域，能够最大程度的保证听诊结果的准确率，这是由于，心音、呼吸音、肠鸣音、血管杂音等的声音类型是不同的，如果以相同的模式去采取声音并分析，势必会造成听诊结果的准确率降低，严重甚至会造成医疗事故。

音频识别单元40与所述音频采集单元30相连，用于接收音频数据并与模型数据库401中的音频模型进行匹配识别，具体通过模式匹配算法对所采集到的听诊音与模型数据库401中的音频模式进行匹配，最终检出所要识别的听诊音的种类。

音频识别单元识别过程中包括训练阶段和识别阶段，训练阶段用于构建自己的模型数据库401，而识别阶段用于将音频数据与模型数据库401进行对比识别；训练阶段在第三方AI平台内进行，而识别阶段在智能听诊模块内进行；其中，训练阶段包括：

(1)样本数据库601收集心脏、肺部、肠道、血管正常听诊音及各种病变听诊音的声音样本，每一种类的听诊音大致需要50个以上的的样本音频文件；收集的声音样本文件可以直接从网上导入典型听诊音和导入临床治疗患者收集到的声音样本文件。

(2)借助第三方AI平台训练自己的声音分类模型；第三方AI平台为现有AI平台，包括百度AI开放平台、腾讯AI开放平台、阿里AI开放平台、网易AI开放平台等等。

(3)验证所训练的分类模型的准确率。

(4)发布自己所训练的模型数据库401。

识别阶段包括：将音频数据的特征矢量依次与模型数据库401中的每个模板进行相似度比较，将相似度最高者作为识别结果输出。

网络单元60与所述音频采集单元30相连，所述网络单元60与样本数据库601相连，网络单元60主要负责音频采集单元30与样本数据库601的数据传递；样本数据库601用于储存音频采集单元30传递而来音频数据信息，样本数据库位于云端或者网络上的私有数据中心。

参阅图2所示，值得注意的是，样本数据库601不参与识别，只是用于储存音频采集单元30输出的音频数据信息，其中，个例特别的音频数据信息储存在样本数据库601内，储存一段时间后，在样本数据库601收集到大量个例信息后，或者发现现有模型数据库401存在误诊的情况时，将更新后的样本数据库601中的样本数据通过第三方AI平台进行重复训练，得到更加精确的模型数据库401，并更新到所有的终端设备中，进而增加听诊结果的准确率。

网络单元60可以设置为有线形式的连接、也可以是无线形式的连接，只要能够达到音频采集单元30与样本数据库601的数据传递的效果即可；优选地，所述网络单元60设置为无线形式连接。其中，有线形式连接可以为USB端口连接，无线连接可以为网络或者蓝牙连接。当网络连接不可用时，可以暂停音频采集单元30所收集到的音频数据的上传，此时并不影响智能听诊器的正常使用。

参阅图3所示，显示单元50与所述音频识别单元40相连，其用于显示音频识别单元40识别后的音频数据；显示类型包括文字显示和语音播报显示，显示单元50包括显示屏71和播报喇叭，所述播报喇叭与所述音量调节按钮72电性相连；具体实现为：一方面在听诊器胸件70上设置显示屏71，将音频数据转化为实时显示的听诊结果；另一方面通过语音播报显示，可以通过控制音量调节按钮72控制输出声音的大小。

参阅图4-5所示，本发明还提供了一种医用智能听诊方法，包括：

S101，听诊模式控制单元102控制音频采集单元30采集不同听诊部位的音频数据；

S102，音频识别单元40接收音频数据并与模型数据库401中的音频模型进行匹配识别；

S103，显示单元50接收并显示所述音频识别单元40识别后的音频数据。

进一步地，所述医用智能听诊方法还包括：

S104，所述音频采集单元30采集音频数据通过网络单元60上传至样本数据库601。

进一步地，所述S102包括：

S1021，所述样本数据库收集心脏、肺部、肠道、血管正常听诊音及各种病变听诊音的声音样本；

S1022，借助第三方AI平台训练声音分类模型；

S1023，验证分类模型的准确率；

S1024，构建自己的验证样本数据集；

S1025，待验证音频数据的特征矢量依次与模型数据库401中的每个模板进行相似度比较，将相似度最高者作为识别结果输出。

因此，本发明的技术方案通过音频采集单元采集心音、呼吸音、肠鸣音等声音并转换为音频数据；音频采集单元与音频识别单元相连，用于接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别，最后输出，可有效的帮助医生判断听诊音的性质，为疾病的诊治提供便利；很好地解决了现有医用听诊器无法对所传递的声音性质进行系统分析的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种医用智能听诊器，其特征在于，包括：听诊器胸件以及智能听诊模块；

所述智能听诊模块内置于所述听诊器胸件；

所述智能听诊模块包括音频采集单元、音频识别单元；

音频采集单元：其用于采集声音并转换为音频数据；

音频识别单元：其与所述音频采集单元相连，用于接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别。

2.根据权利要求1所述的医用智能听诊器，其特征在于，所述智能听诊模块还包括显示单元；

所述显示单元与所述音频识别单元相连，其用于显示音频识别单元识别后的音频数据。

3.根据权利要求2所述的医用智能听诊器，其特征在于，所述智能听诊模块还包括网络单元；

所述网络单元与所述音频采集单元相连；

所述网络单元与样本数据库相连，样本数据库用于储存音频数据信息。

4.根据权利要求3所述的医用智能听诊器，其特征在于，所述智能听诊模块还包括控制单元；

所述控制单元包括音量模式控制单元以及听诊模式控制单元；

所述音量模式控制单元与所述显示单元相连，以用于控制显示单元语音播报声音的大小；

所述听诊模式控制单元与所述音频采集单元相连，用于控制音频采集单元采集不同听诊部位的声音。

5.根据权利要求4所述的医用智能听诊器，其特征在于，所述智能听诊模块还包括锂电池，所述控制单元还包括开关控制单元；

所述开关控制单元与所述锂电池相连，所述锂电池与所述音频采集单元相连。

6.一种医用智能听诊方法，其特征在于，包括：

S101，听诊模式控制单元控制音频采集单元采集不同听诊部位的音频数据；

S102，音频识别单元接收音频数据并与模型数据库中的音频模型进行匹配识别；

S103，显示单元接收并显示所述音频识别单元识别后的音频数据。

7.根据权利要求6所述的医用智能听诊方法，其特征在于，所述医用智能听诊方法还包括：

S104，所述音频采集单元采集音频数据通过网络单元上传至样本数据库。

8.根据权利要求7所述的医用智能听诊方法，其特征在于，所述S102包括：

S1021，所述样本数据库收集心脏、肺部、肠道、血管正常听诊音及各种病变听诊音的声音样本文件；

S1022，借助第三方AI平台训练声音分类模型；

S1023，验证分类模型的准确率；

S1024，构建自己的验证样本数据集；

S1025，待验证音频数据的特征矢量依次与模型数据库中的每个模板进行相似度比较，将相似度最高者作为识别结果输出。

Images