CN113180723A - 一种高保真无线电子听诊设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域，公开了高保真无线电子听诊设备，包括采集发射部和接收部；采集发射部包括听诊头、与听诊头连接的拾音器、与拾音器连接的发射处理器及与发射处理器连接的WIFI发射模块，发射处理器上连接有发射操作按键，听诊头、拾音器、发射处理器、WIFI发射模块均与第一电源电连接，发射处理器内置有高精度模数转换器；接收部包括WIFI接收模块、与WIFI接收模块连接的接收处理器、与接收处理器连接的放大器及与放大器连接的耳机，接收处理器上连接有接收操作按键，WIFI接收模块、接收处理器、放大器、耳机均连接电第二电源；拾音器和发射处理器之间设有音质提升组件。采集发射部通过音质提升组件提升音质并进行高精度采样，以确保前端采集不失真。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种高保真无线电子听诊设备。
背景技术
目前，在实际的医疗应用中，有这样一种场景，病人需要隔离，医务人员需要穿好防护服才能对病人进行诊断治疗。传统的有线的听诊器，由于医务人员穿上防护服的原因，根本无法使用。使用扬声器外放的听诊器也由于防护服的阻挡，声音也会变得模糊。
无线听诊器在这样的场景下就应用而生。现有的无线听诊器的结构和原理基本如附图1的所示，其功能基本是一致的，均是把听诊头采集的声音通过无线电传到耳机或外部扬声器。但由于技术和成本的限制，已有的无线听诊器并没有对音质做太多讲究，采集端没有保障不失真，音频采样率低，最高只是实现16KHz采样率和10bit的采样深度。无线模块采用zibee，蓝牙等技术，由于传输带宽不足，音频不得不采用有损的压缩技术，导致接收端无法还原真实的采样音频。数模转换方面也局限于10bit左右的还原深度。总体音质无法保障，无法听到更多的细节。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有的无线听诊器音质差、存在失真、采样率低导致的采样深度不足。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高保真无线电子听诊设备，包括采集发射部和接收部；采集发射部包括听诊头、与听诊头连接的拾音器、与拾音器连接的发射处理器以及与发射处理器连接的WIFI发射模块，发射处理器上连接有发射操作按键，听诊头、拾音器、发射处理器、WIFI发射模块均与第一电源电连接，第一电源用于为各部件的运行供电，发射处理器内置有高精度模数转换器，WIFI发射模块用以向接收部发射音频信号。接收部包括用于接收音频信号的WIFI接收模块、与WIFI接收模块连接的接收处理器、与接收处理器连接的放大器以及与放大器连接的耳机，WIFI接收模块用于接收WIFI发射模块发射的音频信号，接收处理器上连接有接收操作按键，WIFI接收模块、接收处理器、放大器、耳机均与第二电源电连接，第二电源用于为各部件的运行供电。拾音器和发射处理器之间设有调整拾音器音质的音质提升组件，本发明通过音质提升组件在采集发射部对采集的音质进行提升，以确保前端采集不失真。
发射处理器内置的高精度数模转换器可以实现采样率48KHz，16bit深度超CD级别的精度，发射处理器实现了降噪的功能，能够有效地滤除底噪，增强信噪比。具体操作方法如下，首先采集一端在安静环境下的音频作为噪声样本，提取出噪声的频谱，然后根据噪声的频谱做反向补偿运算，以降低噪声。发射操作按键用于控制音频信号的发射，当听诊头于听诊部位完成放置时，按下发射操作按键可以向接收部发送音频，以避免不使用听诊设备时传输无用的音频。WIFI发射模块和WIFI接收模块能够点对点的传输，信息传输速率是蓝牙的10倍，带宽可以达到54Mbit/s，能够满足稳定连续传输超CD音质1.536Mbit/s的带宽需求。发射处理器是直接把48KHz，16bit的原始数据传输给WIFI接收模块，无需压缩，从而达到低时延、无损传输的效果。听诊头是可更换式的听诊头，以便当听诊头损坏时更换。
优选的，音质提升组件包括自动增益控制器，自动增益控制器设于拾音器和发射处理器之间，自动增益控制器的两端分别与拾音器和发射处理器连接，通过自动增益控制器根据心跳的声音大小调整拾音器的增益，达到最佳增益值，以避免失真的同时提高信噪比。
优选的，自动增益控制器是一芯片，芯片型号为NJM2762。
优选的，音质提升组件还包括限幅器，限幅器设于自动增益控制器和发射处理器之间，限幅器的两端分别与自动增益控制器和发射处理器连接，限幅器用于防止出现音频信号过冲失真的情况，以保证音频信号在高精度模数转换之前是宽动态且不失真。
优选的，拾音器采用－65db高灵敏度驻极体麦克风，以最大化采集音量且不失真，便于有效的辅助医疗诊断。
优选的，采集发射部还包括采集发射部外壳，拾音器、发射处理器、WIFI发射模块、第一电源均设置于采集发射部外壳内；发射操作按键设于采集发射部外壳上且与发射处理器电连接，采集发射部外壳上还设有miroUSB充电接口，听诊头和采集发射部外壳之间通过金属螺纹连接头螺纹连接。
优选的，接收部还包括接收部外壳，WIFI接收模块、接收处理器、放大器均设于接收部外壳内。接收部外壳上设有夹子、接收操作按键、音量+按键、音量－按键以及耳机输出接口和microUSB充电接口，夹子设于接收部外壳的侧部。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的高保真无线电子听诊设备，通过音质提升组件在采集发射部对采集的音质进行提升，实现高精度采样，以确保前端采集不失真，并采用WIFI进行点对点传输，克服现有无线听诊器音质差、传输有损的问题；并通过采用高灵敏度驻极体麦克风进行采样，以使原音质得到最大化采集且不失真。
附图说明
图1为现有的无线听诊器的结构框图。
图2为本发明高保真无线电子听诊设备的采集发射部的结构框图。
图3为本发明高保真无线电子听诊设备的接收部的结构框图。
图4为本发明的高保真无线电子听诊设备的采集发射部的正视图。
图5为本发明的高保真无线电子听诊设备的采集发射部的侧视图。
图6为本发明的高保真无线电子听诊设备的接收部的正视图。
图7为本发明的高保真无线电子听诊设备的接收部的侧视图。
图8为本发明的高保真无线电子听诊设备的接收部的立体图。
图中，1、采集发射部；11、听诊头；111、金属螺纹连接头；12、拾音器；13、发射处理器；14、WIFI发射模块；15、音质提升组件；151、自动增益控制器；152、限幅器；16、发射操作按键；17、第一电源；18、采集发射指示灯；19、microUSB充电接口；10、采集接收部外壳；
2、接收部；20、接收部外壳；21、WIFI接收模块；22、接收处理器；23、接收操作按键；24、放大器；25、耳机；26、接收指示灯；27、耳机输出接口；28、夹子；29、音量+按键；30、音量－按键；31、第二电源。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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，都属于本发明的保护范围。
实施例：如图2至8所示，本实施例提供一种高保真无线电子听诊设备，包括采集患者心跳声音信号的采集发射部和接收来自采集发射部发射的音频信号的接收部。
具体的，如附图2、4和5所示，采集发射部包括听诊头11、与听诊头11连接的拾音器12、与拾音器12连接的发射处理器13以及与发射处理器13连接的WIFI发射模块14，发射处理器13上连接有发射操作按键16，听诊头11、拾音器12、发射处理器13、WIFI发射模块14均与第一电源17电连接，第一电源17用于为各部件的运行供电，发射处理器13内置有高精度模数转换器，WIFI发射模块14用以向接收部2发射音频信号。
在本实施例中，拾音器采用－65db高灵敏度驻极体麦克风，以最大化采集音量且不失真，便于有效的辅助医疗诊断。拾音器12、发射处理器13、WIFI发射模块14、第一电源17均设置于采集发射部外壳10内，发射操作按键16和采集发射指示灯18均设于采集发射部的外壳上，采集发射指示灯18与采集发射部1的处理器或电源电连接，用于显示采集发射部是否正常工作。当采集发射指示灯亮时，表明采集发射部正常工作；当采集发射指示灯不亮时，表明采集发射部不是在正常工作，需要进行充电或者维修至可正常使用。采集发射部外壳上还设有miroUSB充电接口19，用于为采集发射部外壳内部的第一电源17进行充电或者进行电连接。听诊头11和采集发射部外壳10之间通过金属螺纹连接头111螺纹连接，以便拆卸或者更换听诊头，且可兼容传统的空气传导型听诊头。特别是患者处于隔离状态使用过听诊头后便可丢弃回收，听诊头的可拆卸式设计有益于避免防控病菌的传染，也方便医生诊断患者病情。
如附图3、6、7和8所示，接收部2包括用于接收音频信号的WIFI接收模块21、与WIFI接收模块21连接的接收处理器22、与接收处理器22连接的放大器24以及与放大器连24接的耳机25，WIFI接收模块21用于接收WIFI发射模块14发射的音频信号，接收处理器22上连接有接收操作按键23，WIFI接收模块21、接收处理器22、放大器24、耳机25均与第二电源31电连接，第二电源31用于为接收部2各部件的运行供电。WIFI接收模块21、接收处理器22、放大器24均设于接收部外壳20内，接收部外壳20上设有夹子28、音量+按键29、音量－按键30miroUSB充电接口以及耳机输出接口27，夹子28夹子设于接收部外壳的侧部，方便医护人员佩戴听诊设备的接收部，避免一体机由于重量对耳朵造成的不适感。音量+/－按键用于调节耳机的音量，本实施例中采用3.5mm耳机输出接口，耳机可选择的使用，在保证音质的前提下，可以做到更具个性化。
发射处理器13内置的高精度数模转换器可以实现采样率48KHz，16bit深度超CD级别的精度，发射处理器13实现了降噪的功能，能够有效地滤除底噪，增强信噪比。具体操作方法如下，首先采集一端在安静环境下的音频作为噪声样本，提取出噪声的频谱，然后根据噪声的频谱做反向补偿运算，以降低噪声。发射操作按键16用于控制音频信号的发射，当听诊头11于患者听诊部位完成放置时，按下发射操作按键16，采集发射部可以向接收部发送患者心跳的音频，以避免不使用听诊设备时传输无用的音频。WIFI发射模块14和WIFI接收模块21能够点对点的传输，信息传输速率是蓝牙的10倍，带宽可以达到54Mbit/s，能够满足稳定连续传输超CD音质1.536Mbit/s的带宽需求。发射处理器是直接把48KHz，16bit的原始数据传输给WIFI接收模块，无需压缩，从而达到低时延、无损传输的效果。听诊头是可更换式的听诊头，以便当听诊头损坏时更换。
拾音器12和发射处理器13之间设有音质提升组件15，本发明通过音质提升组件15在采集发射部对采集的音质进行提升，以确保前端采集不失真。如附图2所示，音质提升组件15包括自动增益控制151和限幅器152，，自动增益控制器151和限幅器152设于拾音器12和发射处理器13之间，自动增益控制器151的两端分别与拾音器12和限幅器152连接，通过自动增益控制器151根据心跳的声音大小调整拾音器的增益，达到最佳增益值。自动增益控制器151是一芯片，芯片型号为NJM2762。限幅器152设于自动增益控制器151和发射处理器13之间，限幅器的两端分别与自动增益控制器和发射处理器连接，设于自动增益控制器后端的限幅器用于防止出现音频信号过冲失真的情况，以保证音频信号在高精度模数转换之前是宽动态且不失真。
本发明的高保真无线电子听诊设备，通过音质提升组件的自动增益控制器和限幅器在采集发射部对采集的音质进行提升，实现高精度采样，以确保前端采集不失真，并采用WIFI进行点对点传输，克服现有无线听诊器音质差、传输有损的问题；并通过采用高灵敏度驻极体麦克风进行采样，以使原音质得到最大化采集且不失真。
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来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高保真无线电子听诊设备，包括采集发射部和接收部，其特征在于：采集发射部包括听诊头、与听诊头连接的拾音器、与拾音器连接的发射处理器以及与发射处理器连接的WIFI发射模块，发射处理器上连接有发射操作按键，听诊头、拾音器、发射处理器、WIFI发射模块均与第一电源电连接，发射处理器内置有高精度模数转换器；接收部包括用于接收音频信号的WIFI接收模块、与WIFI接收模块连接的接收处理器、与接收处理器连接的放大器以及与放大器连接的耳机，接收处理器上连接有接收操作按键，WIFI接收模块、接收处理器、放大器、耳机均与第二电源电连接；拾音器和发射处理器之间设有调整拾音器音质的音质提升组件。
2.根据权利要求1所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述音质提升组件包括自动增益控制器，自动增益控制器设于拾音器和发射处理器之间，自动增益控制器的两端分别与拾音器和发射处理器连接。
3.根据权利要求1或2所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述音质提升组件还包括限幅器，限幅器设于自动增益控制器和发射处理器之间，限幅器的两端分别与自动增益控制器和发射处理器连接。
4.根据权利要求3所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述自动增益控制器是一芯片，芯片型号为NJM2762。
5.根据权利要求1所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述拾音器采用－65db高灵敏度驻极体麦克风。
6.根据权利要求1所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述采集发射部还包括采集发射部外壳，所述拾音器、发射处理器、WIFI发射模块、第一电源均设置于采集发射部外壳内。
7.根据权利要求6所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述发射操作按键设于所述采集发射部外壳上且与所述发射处理器电连接，所述采集发射部外壳上还设有miroUSB充电接口，所述听诊头和所述采集发射部外壳之间通过金属螺纹连接头螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述接收部还包括接收部外壳，所述WIFI接收模块、接收处理器、放大器均设于接收部外壳内。
9.根据权利要求8所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述接收部外壳上设有夹子、接收操作按键、音量+按键、音量－按键以及耳机输出接口和microUSB充电接口。
10.根据权利要求9所述的高保真无线电子听诊设备，其特征在于：所述夹子设于所述接收部外壳的侧部。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210730 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |