CN115317016B - 一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统 - Google Patents

一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，包括无线听诊器、中继传输模块、播放模块和记录模块；无线听诊器用于获取病人的心音信号，并将心音信号发送至中继传输模块；中继传输模块用于将无线听诊器发送过来的心音信号传输至播放模块；播放模块用于对心音信号进行播放；记录模块用于医生输入心音信号的诊断结果。本发明的听诊系统，采用了中继传输模块，实现了在医院内进行远程通信的功能，医生可以在办公室中远程对住院的病人进行听诊，从而有效地提高了医生的听诊效率。

Description

一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统
技术领域
本发明涉及听诊领域，尤其涉及一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统。
背景技术
传统的听诊器一般是由拾音部分、传导部分和听音部分组成，当医生需要对住院的病人的心音进行听诊时，需要近距离与病人接触。随着技术的发展，现在已经出现了具有通信功能的听诊器，现有的无线听诊器一般仅能够近距离通信，即医生还是要去到病人的附近才能实现听诊。当需要听诊的病人较多时，医生来回走动显然会浪费比较多的时间，不利于及时对病人进行听诊。因此，我们需要一种能够实现远程听诊的听诊系统。
发明内容
本发明的目的在于公开一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，解决现有的听诊器都需要医生靠近病人才能听诊，从而影响听诊效率的问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，包括无线听诊器、中继传输模块、播放模块和记录模块；
无线听诊器用于获取病人的心音信号，并将心音信号发送至中继传输模块；
中继传输模块用于将无线听诊器发送过来的心音信号传输至播放模块；
播放模块用于对心音信号进行播放；
记录模块用于医生输入心音信号的诊断结果。
作为优选，基于具备通信功能的听诊器的听诊系统还包括存储模块；
存储模块用于存储中继传输模块发送过来的心音信号。
作为优选，基于具备通信功能的听诊器的听诊系统还包括智能诊断模块；
智能诊断模块用于对存储模块中存储的心音信号进行识别，判断是否存在呼吸音，若是，则通过播放模块向医生进行提示。
作为优选，所述存储模块还用于存储所述诊断结果。
作为优选，所述无线听诊器包括无线拾音单元和无线通信单元；
无线拾音单元用于获取病人的心音信号；
无线通信单元用于将心音信号发送至中继传输模块。
作为优选，所述中继传输模块包括网关装置和近场节点；
近场节点用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，并将心音信号传输至网关装置；
网关装置用于接收来自各个近场节点的心音信号，并将心音信号传输至播放模块。
作为优选，所述近场节点分布设置在医院的指定位置，近场节点的数量为多个；
所述网关装置设置在医院每层楼的中央。
作为优选，所述网关装置还用于将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点；
一般节点用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，并将心音信号发送至区域负责节点；
区域负责节点用于接收一般节点发送过来的心音信号，用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，以及用于并将心音信号传输至网关装置。
作为优选，所述将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点，包括：
对楼层进行分区，将楼层分成多个区域；
分别计算每个区域中的近场节点的分区参数；
分别计算每个区域中的区域负责节点的数量N；
根据预设的选取规则分别获取每个区域中的区域节点和一般节点。
作为优选，所述对楼层进行分区，将楼层分成多个区域，包括：
将楼层分成面积相同的多个区域。
本发明的听诊系统，采用了中继传输模块，实现了在医院内进行远程通信的功能，医生可以在办公室中远程对住院的病人进行听诊，从而有效地提高了医生的听诊效率。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统的一种示例性实施例图。
图2，为本发明将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，包括无线听诊器、中继传输模块、播放模块和记录模块；
无线听诊器用于获取病人的心音信号，并将心音信号发送至中继传输模块；
中继传输模块用于将无线听诊器发送过来的心音信号传输至播放模块；
播放模块用于对心音信号进行播放；
记录模块用于医生输入心音信号的诊断结果。
本发明的听诊系统，采用了中继传输模块，实现了在医院内进行远程通信的功能，医生可以在办公室中远程对住院的病人进行听诊，从而有效地提高了医生的听诊效率。
在一种实施例中，中继传输模块设置在医院中，用于实现处于病房中的无线听诊器和处于办公室中播放模块之间的远程通信。
作为优选，基于具备通信功能的听诊器的听诊系统还包括存储模块；
存储模块用于存储中继传输模块发送过来的心音信号。
作为优选，基于具备通信功能的听诊器的听诊系统还包括智能诊断模块；
智能诊断模块用于对存储模块中存储的心音信号进行识别，判断是否存在呼吸音，若是，则通过播放模块向医生进行提示。
在一种实施例中，智能诊断模块包括预处理单元和识别单元；
预处理单元用于对心音信号进行降噪处理，获得降噪后的心音信号；
识别单元用于将降噪后的心音信号输入到预先训练完成的神经网络模型中进行识别，判断是否存在呼吸音。
在一种实施例中，所述对心音信号进行降噪处理，获得降噪后的心音信号，包括：
对心音信号进行小波变换，获得高频系数AF和低频系数BF；
采用如下方式对高频系数AF进行降噪处理，获得降噪后的高频系数cAF：
若|AF|≥thsre，则采用如下公式对AF进行降噪处理：
若|AF|＜thsre，则采用如下公式对AF进行降噪处理：
其中，w1、w2表示预设的比例参数，thm(AF)表示取值函数，若AF＞0，则thm(AF)的值为1，若AF≤0，则thm(AF)的值为-1，thsre表示预设的门槛值，C表示第一常数，0＜C＜1，D表示第二常数，D大于0，adp(AF)表示修正函数，若|AF|≥thsre，则adp(AF)的值为2thsre，若|AF|≥thsre，则adp(AF)的值为thsre；Γ1表示第一控制系数，Γ2表示第二控制系数，5≤Γ1≤7，Γ2＜thsre；
对cAF和BF进行重构处理，获得降噪后的心音信号。
本发明在对心音信号进行处理时，通过先进行小波分解，然后再对高频系数进行降噪处理，最后通过重构获得降噪后的心音信号的方式，有效地去除了心音信号中的噪声，从而有利于提高判断是否存在呼吸音的正确率。而在降噪处理时，本发明除了设置常见的门槛值，取值函数之外，还设置了修正函数，修正函数随着高频系数的数值的变化而自适应变化，从而提高降噪结果的准确性。
在一种实施例中，所述神经网络模型的训练过程如下：
先将大量的属于呼吸音的心音信号分成训练集和测试集；
建立初始的神经网络模型；
采用训练集对神经网络模型进行训练，使用测试集对训练得到的神经网络模型进行测试，直到神经网络模型的识别精度满足要求。
作为优选，所述存储模块还用于存储所述诊断结果。
作为优选，所述无线听诊器包括无线拾音单元和无线通信单元；
无线拾音单元用于获取病人的心音信号；
无线通信单元用于将心音信号发送至中继传输模块。
在一种实施例中，无线通信单元能够采用蓝牙或ZigBee与中继传输模块进行通信。
作为优选，所述中继传输模块包括网关装置和近场节点；
近场节点用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，并将心音信号传输至网关装置；
网关装置用于接收来自各个近场节点的心音信号，并将心音信号传输至播放模块。
在一种实施例中，近场节点可以是具有无线通信能力的节点。
作为优选，所述近场节点分布设置在医院的指定位置，近场节点的数量为多个；
所述网关装置设置在医院每层楼的中央。
具体的，依靠近场节点与无线听诊器听诊器进行通信，能够避免为每个无线听诊器加上蜂窝通信功能，从而节约使用成本，另外，采用自建中继模块的方式，能够有效地提高心音信号传输的可靠性。因为如果采用的是蜂窝通信的方式，当运营商的基站出现问题时，心音信号便无法传输，显然会影响医生及时了解病人的情况。
在一种实施例中，网关装置的数量为1个，每层住院楼均设置一个网关装置，网关装置采用有线通信的方式与播放模块进行通信。
作为优选，所述网关装置还用于将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点；
一般节点用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，并将心音信号发送至区域负责节点；
区域负责节点用于接收一般节点发送过来的心音信号，用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，以及用于并将心音信号传输至网关装置。
通过对近场节点进行分类，能够在保证覆盖范围的同时，减少网关装置的数量，降低本发明的实施成本。而且进行分类后，近场节点并不是采用洪泛法与网关装置进行通信，有效地降低了中继传输模块中同一时刻在进行转发的心音信号的数量，从而使得通信线路更为通畅，提高通信效率，
在一种实施例中，一般节点将心音信号发送至距离最近的区域负责节点。
作为优选，所述将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点，包括：
对楼层进行分区，将楼层分成多个区域；
分别计算每个区域中的近场节点的分区参数；
分别计算每个区域中的区域负责节点的数量N；
根据预设的选取规则分别获取每个区域中的区域节点和一般节点。
在一种实施例中，所述分区参数采用如下方式计算：
其中，prtprsd表示近场节点d的分区参数，c1、c2、c3表示预设的权重系数，ntum表示与近场节点d之间距离小于Θ的其它近场节点的数量，alum表示预设的标准数量，setni表示与近场节点d之间距离小于Θ的其它近场节点的集合，distd,i表示近场节点d和近场节点i之间的通信距离，nsetni表示setni中包含的近场节点的总数，avdst表示预设的平均通信距离，dtnw表示近场节点d与网关装置之间的连线的长度，stdt表示所有近场节点与网关装置之间的连线的长度的最大值。
本发明在计算分区参数时，从覆盖范围内的近场节点的数量、通信距离、与网关装置之间的连线的长度这几方面进行了全面的考虑，能够选出覆盖率高，与其他近场节点之间的通信距离小，与网关装置之间的连线的长度小的近场节点作为区域负责节点。这样的区域负责节点与上行数据以及下行数据之间的通信距离均比较小，因此，心音信号的传输效率更高。
在一种实施例中，所述区域负责节点的数量N采用以下公式计算：
其中，sare表示区域的总面积，macmr表示近场节点的最大通信覆盖范围，δ表示调节参数，δ＞1.3。
在一种实施例中，所述根据预设的选取规则分别获取每个区域中的区域节点和一般节点，包括：
对分区参数从大到小进行排序，将前N个分区参数对应的近场节点作为区域节点；
将同一区域中除了近场节点之外的节点作为一般节点。
作为优选，所述对楼层进行分区，将楼层分成多个区域，包括：
将楼层分成面积相同的多个区域。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。
实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

Claims (8)

1.一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，包括无线听诊器、中继传输模块、播放模块和记录模块；
无线听诊器用于获取病人的心音信号，并将心音信号发送至中继传输模块；
中继传输模块用于将无线听诊器发送过来的心音信号传输至播放模块；
播放模块用于对心音信号进行播放；
记录模块用于医生输入心音信号的诊断结果；
还包括存储模块；
存储模块用于存储中继传输模块发送过来的心音信号；
还包括智能诊断模块；
智能诊断模块用于对存储模块中存储的心音信号进行识别，判断是否存在呼吸音，若是，则通过播放模块向医生进行提示；
智能诊断模块包括预处理单元和识别单元；
预处理单元用于对心音信号进行降噪处理，获得降噪后的心音信号；
识别单元用于将降噪后的心音信号输入到预先训练完成的神经网络模型中进行识别，判断是否存在呼吸音；
所述对心音信号进行降噪处理，获得降噪后的心音信号，包括：
对心音信号进行小波变换，获得高频系数AF和低频系数BF；
采用如下方式对高频系数AF进行降噪处理，获得降噪后的高频系数cAF：
若，则采用如下公式对AF进行降噪处理：
，
若，则采用如下公式对AF进行降噪处理：
，
其中，、/>表示预设的比例参数，/>表示取值函数，若/>，则/>的值为1，若/>，则/>的值为-1，/>表示预设的门槛值，
C表示第一常数，，D表示第二常数，D大于0，/>表示修正函数，若，则/>的值为/>，若/>，则/>的值为/>；
表示第一控制系数，/>表示第二控制系数，/>，/>；
对cAF和BF进行重构处理，获得降噪后的心音信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述存储模块还用于存储所述诊断结果。
3.根据权利要求1所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述无线听诊器包括无线拾音单元和无线通信单元；
无线拾音单元用于获取病人的心音信号；
无线通信单元用于将心音信号发送至中继传输模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述中继传输模块包括网关装置和近场节点；
近场节点用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，并将心音信号传输至网关装置；
网关装置用于接收来自各个近场节点的心音信号，并将心音信号传输至播放模块。
5.根据权利要求4所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述近场节点分布设置在医院的指定位置，近场节点的数量为多个；
所述网关装置设置在医院每层楼的中央。
6.根据权利要求4所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述网关装置还用于将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点；
一般节点用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，并将心音信号发送至区域负责节点；
区域负责节点用于接收一般节点发送过来的心音信号，用于与自身的通信范围内的无线听诊器进行通信，接收无线听诊器发送过来的心音信号，以及用于并将心音信号传输至网关装置。
7.根据权利要求6所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述将所述近场节点分类为区域负责节点和一般节点，包括：
对楼层进行分区，将楼层分成多个区域；
分别计算每个区域中的近场节点的分区参数；
分别计算每个区域中的区域负责节点的数量N；
根据预设的选取规则分别获取每个区域中的区域节点和一般节点。
8.根据权利要求7所述的一种基于具备通信功能的听诊器的听诊系统，其特征在于，所述对楼层进行分区，将楼层分成多个区域，包括：
将楼层分成面积相同的多个区域。
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