CN204744231U - 一种电子体内音采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电子体内音采集器，包括采集器主体和声音探测器，在所述采集器主体或声音探测器内设有探测头信号采集电路、信号处理与音频转换电器、操作控制电路、数据存储电路、用数据线直接与应用设备连接的数据传输电路一、用蓝牙、wifi、nfc等无线技术与应用设备连接的数据传输电路二、用GSM通信卡等通信技术与应用设备连接的数据传输电路三，所述探测头信号采集电路包括供电电源电路、直-交流转换电路、升压整流电路、信号采集转换电路、信号处理放大电路、信号输出电路；本实用新型结构巧妙设计合理、使用方便、音量大小可以调节、可以辨别细微的心肺音、肠鸣音等声音变化。

Description

一种电子体内音采集器

技术领域

本实用新型与身体内器官所发出的声音的采集应用有关，主要应用于肠鸣音、胎心音监听设备，尤其是应用于电子听诊和胎心音以及远程医疗领域的电子体内音采集器。

背景技术

传统声学听诊器只能通过空气传递微弱的声音，所以，医生在听诊时很难发现患者体内器官声音的微小变化，给听诊带来了非常大的困难。为了改变这种状况，人们发明了电子听诊器，而之前的这些电了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。

为了彻底突破这些局限性问题，我们尝试了很多方法，其中包括提高压电传感器的精度以及适应性地增强消除噪声的能力。然而这些方法都以失败告终。最后，我们尝试了电容式集音技术，电容式集音器是利用振动电容板所产生的可变电容来完成声电之间的转换。该项发明是以一种专为采集身体器官发出的声音的形式和方法，而开拓了电容式集音技术的根本运作原理。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种结构巧妙设计合理、使用方便、音量大小可以调节、可以辨别细微的心肺音、肠鸣音等声音变化的电子体内音采集器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电子体内音采集器，包括采集器主体和声音探测器，在所述采集器主体或声音探测器内设有探测头信号采集电路、信号处理与音频转换电器、操作控制电路、数据存储电路、用数据线直接与应用设备连接的数据传输电路一、用蓝牙、wifi、nfc等无线技术与应用设备连接的数据传输电路二、用GSM通信卡等通信技术与应用设备连接的数据传输电路三，所述探测头信号采集电路包括供电电源电路、直-交流转换电路、升压整流电路、信号采集转换电路、信号处理放大电路、信号输出电路，所述声音探测器包括一个可以导电的外壳、一块可以单面绝缘的探测片、一片覆盖在探测片导电面上的探测片绝缘膜、一块固定的金属导板、一片覆盖在金属导板背面的绝缘薄膜、一个固定金属导板的绝缘支架、一个探头铝环。所述探测片与金属导板之间保持0.49MM至0.51MM的纵向平行距离。所述采集器主体和声音探测器之间连接有固定轴，所述采集器主体由面壳、导光环、后壳、电池门构成，所述面壳与后壳扣合在一起，所述面壳上安装有若干个控制按钮，所述后壳上设有电池安装位，所述电池门与电池安装位相互扣合，所述面壳与后壳的顶部都设有半圆形的螺纹柱，所述后壳上的螺纹柱的内侧设有横向的定位柱，所述固定轴的下端设有横向的定位槽，定位槽套接在定位柱上，所述固定轴的下端套接有铝环，所述铝环的内环壁设有螺牙且与面壳及后壳顶部的半圆形螺纹柱螺纹连接，所述声音探测器的底部连接有轴盖，所述轴盖的中部设有径向的轴盖通孔，所述固定轴的上端插入轴盖通孔后与声音探测器的底部螺纹连接。

该项实用新型运用的方法是把一个具有一定韧性的探测薄片和一个金属导电板形成一个可变式电容。在导电后，探测薄片随身体内声压的不断变化而变化并引起电容值的不断变化。在这个基本原理上，我们也可以在导板上，也包括探测薄片，使用有效驻极体或永久带电的材料，保持其或其中之一的表层都永久带电。这样就可以在不用外界供电驱动的情况下在探测薄片和导板之间建立一个永久电域，从而实现不需要供电也可令探测薄片和金属导板形成的可变电容器存在，该可变电容器电压仍然随着探测薄片与金属导板之间的距离变化而变化。该项发明具有显著创造性的内容是找到了制作可振动又可单面导电的探测薄片的方法。制作一个对体内声音声压相当敏感的可变电容器的导板，该导板所使用的材料必须具有一定程度的韧性而且需要单面绝缘，在实际应用中，诸如FR-4之类的材料都可以用做该导板的基材，在该基材的一面覆盖一层导电物质。为了保证适合的敏感度，该导板的厚度应当控制在0.25MM左右。该项发明具有显著创造性的另一个内容是找到了一个实现该体内音采集器的安装方法。该方法考虑到了消除环境噪音的物理措施以及出于使用安全的预防保护目的的措施。该项发明具有显著创造性的又一内容是找到和创新了适应性消除噪音的方法，该方法主要通过物理结构和电子电路来实现。该项发明具有显著创造性的其它内容还包括体现在外围应用电路的建立和创新。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、设计合理，本产品采用与心音、呼吸音同步的音频供临床医生听诊人体心、肺、器官的活动声响变化用。本产品的超厚探测技术，可以在人体穿着厚羽绒或棉衣的情况下，该设备可以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。同时，我们还可以将这些信号进行保存和远距离共享。为使用者带来无比的方便和节省大量的时间，从而大大提高使用者的工作效率。本产品在设计上充分考虑到了心肺音在频率上的不同。在应用电路设计中专门针对心肺音的不同而作了特别的处理。这样更有利于使用者发现心肺杂音。另外，钟型吸诊探头能最大程度与心音产生共鸣，对心肺杂音有放大作用，信号保真好，不易受外界噪音干扰；结构合理，携带使用方便，优于传统听诊器。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整机拆分结构示意图。

图2是本实用新型的声音探测器的结构示意图。

图3是本实用新型的整机电路方框图。

图4是本实用新型的探测头信号采集电路的电路方框图。

具体实施方式

参照图1-图4，一种电子体内音采集器，包括采集器主体1和声音探测器2，在所述采集器主体1或声音探测器2内设有探测头信号采集电路3、信号处理与音频转换电器4、操作控制电路5、数据存储电路6、用数据线直接与应用设备连接的数据传输电路一7、用蓝牙、wifi、nfc等无线技术与应用设备连接的数据传输电路二8、用GSM通信卡等通信技术与应用设备连接的数据传输电路三9，所述探测头信号采集电路3包括供电电源电路31、直-交流转换电路32、升压整流电路33、信号采集转换电路34、信号处理放大电路35、信号输出电路36，所述声音探测器2包括一个可以导电的外壳21、一块可以单面绝缘的探测片22、一片覆盖在探测片22导电面上的探测片绝缘膜23、一块固定的金属导板24、一片覆盖在金属导板24背面的绝缘薄膜25、一个固定金属导板24的绝缘支架26、一个探头铝环27。安装过程中，先将绝缘支架26固定安装在外壳21中，再将金属导板24固定安装于绝缘支架26上，为更好的地消减噪音的影响，外壳21和绝缘支架26应尽可能选择能实现声波隔离或消减的材料。而且，金属导板24要严格固定在绝缘支架26上并与周围的环境噪音来源隔离。绝缘薄膜25置于金属导板24的后面。探测片绝缘膜23置于金属导板24和探测片22的内层之间，这样可以避免探测片22的内层与金属导板24之间电容放电时穿过电域28而发出的电子噪音。虽然探测片绝缘膜23在采集器的运作中不是必须的，但介于其有效提高了采集到的声音音质，所以，它在该实用新型中是必须的。探测片22安装在外壳21的开口部位，用探测片22固定探头铝环27固定在外壳21上。安装时，要保证探测片22的表层向外，探测片22的内层与金属导板24之间保持0.495MM以上的平行距离。为了适应性地消除环境噪音的目的，探头铝环27的表面与探测片22的表层要形成一个小的腔体，这个腔体可以有效隔离或消减环境噪音，更有利于探测片与体内声音的声压共振，从而更有利于探测片采集到更细微的体内声音。探测头信号采集电路3安装在声音探测器2的外壳21内，也可以安装在外壳21外的应用控制结构中。将探测头信号采集电路3通过连接电路与金属导板24相连，将探测头信号采集电路3通过连接电路与探测片22的内层相连，将探测头信号采集电路3通过连接电路与外壳21相连。再将探测头信号采集电路3与外围应用电路相连，这样便实现了外部电源的供给以及信号传输。供电电源电路31为采集器核心电路和外围应用电路提供外部电源供应。再通过直-交流转换电路32将输入的直流电源转换成交流电源供给升压整流电路33；通过升压整流电路33把从供电电源电路31中的低压电转换成高压电，视乎于金属导板和探测片的性能，升压整流线路33有可能转换出超过50伏或更高的电压。这些高电压通过信号采集转换电路34中的电阻TL1后连接金属导板24，金属导板24与探测片22的内层关联，同时处于高压电中，探测片22的内层与地电位连接，使它在作为一个电容导板运作的同时，形成电磁屏蔽的效果。信号采集元件TL13A通过电容C6与金属导板24和探测片22形成的可变电容器相连，并与金属导板24上的高压直流电隔离，这样，由探测片22引起的与金属导板24之间距离变化的同时随着时间点的变化而产生了不同的电容电压的变化。这些电容电压变化的信号再经过信号处理放大电路35的处理和放大后，但可直接与信号输出电路36连接。被应用电路还原成声音或图像。该的整机电子电路将由探测头信号采集电路3、信号处理与音频转换电器4、操作控制电路5、数据存储电路6、用数据线直接与应用设备连接的数据传输电路一7、用蓝牙、wifi、nfc等无线技术与应用设备连接的数据传输电路二8、用GSM通信卡等通信技术与应用设备连接的数据传输电路三9构成。首先，由探测头信号采集电路3将采集到的声音信号转换成电子信号输出给信号处理与音频转换电器4，再由信号处理与音频转换电器4对输入的电子信号进行相应的处理，并将处理结果反馈给操作控制电路5，再由操作控制电路5不同情况向探测头信号采集电路3和信号处理与音频转换电器4发出控制命令，根据操作控制电路5的命令，信号处理与音频转换电器4可以将音频信号实时发送给三路数据传输电路，也可以把音频信号发送给数据存储电路6予以储存。数据存储电路6再将存储信号反馈给操作控制电路5，操作控制电路5根据用户需求向存储电路发出指令，是否调用或删除相关数据。该的应用设备包括喇叭、智能手机、各种检查、监测分析设备。主要是通过相应的应用设备将采集到的体内音数据以声音、图像、动态的或静态的图表、数值表达式等形式予以展现。数据传输的方式包括以下三大类别：运用数据线直接与应用设备相连；运用蓝牙、WIFI、NFC等高频或低频的无线传输技术与应用设备相连；运用通过内置GSM通信卡等方式与应用设备相连。

所述采集器主体1和声音探测器2之间连接有固定轴10，所述采集器主体1由面壳11、导光环12、后壳13、电池门14构成，所述面壳11与后壳13扣合在一起，所述面壳11上安装有若干个控制按钮15，所述后壳13上设有电池安装位16，所述电池门14与电池安装位16相互扣合，所述面壳11与后壳13的顶部都设有半圆形的螺纹柱17，所述后壳13上的螺纹柱17的内侧设有横向的定位柱171，所述固定轴10的下端设有横向的定位槽101，定位槽101套接在定位柱171上，所述固定轴10的下端套接有铝环18，所述铝环18的内环壁设有螺牙且与面壳11及后壳13顶部的半圆形螺纹柱17螺纹连接，所述声音探测器2的底部连接有轴盖19，所述轴盖19的中部设有径向的轴盖通孔191，所述固定轴10的上端插入轴盖通孔191后与声音探测器2的底部螺纹连接。

所述声音探测器是由电子技术及物理部件共同构成。在相对情况下，该声音探测器可以在不用直接接触身体表面皮肤的前提下完成对体内器官声音的探知与采集。比如，人体在冬天穿着厚羽绒或棉衣，该设备可以直接紧贴羽绒或棉衣的表面进行体音的探测与采集。该电子技术是通过探测器前端的一块可单面导电的探测片与固定在探测器内部的导电金属板以及绝缘隔膜来形成一个可变的传感电容电路，在安装时，探测片与金属导板在同一个外壳内平面保持0.495MM以上的纵向平行距离；与探测板相对的金属导板的另一面要用一种软性的绝缘膜片覆盖，同时采用电子电容到电子电路的形式来连接。就这样，一个通过探测片与体内声音的声压产生共振，并将这种振荡频率变化引起的电容电压随时间延续的变化转换成电子信号。通过直流升压电路提供电源、信号转换电路实现从探测片的振动引起的电容器参数的改变到电子信号输出的全过程、信号处理电路以及噪音处理电路则将信号转换电路输出的电子信号加以处理后转换成音频信号。另外，一个永久自带电的探测薄片和金属导板也可以形成一个无需外部电源驱动的可变电容器，并在相同运作原理的基础上实现所述目的。

本产品主要应用领域有:医疗、卫生、教学、临床行业，在临床教学、实验教学、病理监护、病案会诊、健康体检、预防感染等方面是重大创新性产品，多功能听诊器在设计上便于发现心脏杂音，其钟型吸诊探头适中，能最大程度与心音产生共鸣，对杂音有放大作用，传导管采取整体注塑，声音传导衰减少，信号保真好，不易受外界噪音干扰；结构合理，携带使用方便，优于传统听诊器。它能够将心脏、肺部和其他身体器官的信号无线传送到医生使用的电脑，并通过软件实时地将声音曲线显示在电脑屏幕上，更准确地揭示病人心脏可能存在的异常现象。随后，软件会对声波曲线进行分析，并将代表有害杂音的异常部分的细节突出显示出来。医生能够将回放速度降低一半来更仔细地分析问题，还能将文件保存到病人的检查结果中，并通过电子邮件将其发送给心脏病专家来确认诊断结果。这套系统不仅能够准确捕捉到危险的杂音，更是能够减少更为昂贵的心电图检查费用和不必要的心脏病专家的诊疗工作。

电子数码听诊器的功能简介：1.实时听、录制、复听心肺等体音、实时波纹图显示、实时心率显示，声音和波纹图可同时储存、与50多种内存病变参照音率进行对比分析、波纹图打印，内容包括：日期、检查部位、病人姓名、地址、诊断科室、医生姓名、电话、签名等信息、声音和波纹图可同时E-mail发送。连接扩音设备，通过喇叭实现专家集体会诊；2.可与录音机、MP3、MD等便携录音设备进行连接，实现随时随地信息采集的简单化和多样化；3.病人建档信息包括：编号、姓名、生日、地址、性别、E-mail、电话、手机、护理员名字、电话、组别、备注等，检测数据，如：身高、体重、血压、血糖、体温等可永久保留，检索、调用简单，轻松建立起医患之间长期良好的互动关系，提升医生对病人的关怀指数，及病人对医生的信赖度；4.可通过QQ、MSN、Skype等网络语音交流平台，建立起医患之间实时就诊平台，实现病人足不出户就可以远程在线问诊的时代创新问诊模式；5.帮助医院方建立起每位病人的信息数据库，以备事后调用。

此外，本实用新型不局限于上述实施方式，只要其以基本相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种电子体内音采集器，包括采集器主体和声音探测器，其特征在于：在所述采集器主体或声音探测器内设有探测头信号采集电路、信号处理与音频转换电器、操作控制电路、数据存储电路、用数据线直接与应用设备连接的数据传输电路一、用蓝牙、wifi、nfc等无线技术与应用设备连接的数据传输电路二、用GSM通信卡等通信技术与应用设备连接的数据传输电路三，所述探测头信号采集电路包括供电电源电路、直-交流转换电路、升压整流电路、信号采集转换电路、信号处理放大电路、信号输出电路，所述声音探测器包括一个可以导电的外壳、一块可以单面绝缘的探测片、一片覆盖在探测片导电面上的探测片绝缘膜、一块固定的金属导板、一片覆盖在金属导板背面的绝缘薄膜、一个固定金属导板的绝缘支架、一个探头铝环。

2.根据权利要求1所述的一种电子体内音采集器，其特征在于：所述采集器主体和声音探测器之间连接有固定轴，所述采集器主体由面壳、导光环、后壳、电池门构成，所述面壳与后壳扣合在一起，所述面壳上安装有若干个控制按钮，所述后壳上设有电池安装位，所述电池门与电池安装位相互扣合，所述面壳与后壳的顶部都设有半圆形的螺纹柱，所述后壳上的螺纹柱的内侧设有横向的定位柱，所述固定轴的下端设有横向的定位槽，定位槽套接在定位柱上，所述固定轴的下端套接有铝环，所述铝环的内环壁设有螺牙且与面壳及后壳顶部的半圆形螺纹柱螺纹连接，所述声音探测器的底部连接有轴盖，所述轴盖的中部设有径向的轴盖通孔，所述固定轴的上端插入轴盖通孔后与声音探测器的底部螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种电子体内音采集器，其特征在于：所述探测片与金属导板之间保持0.495MM以上的纵向平行距离。