CN218684457U - 一种远程电子听诊系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程电子听诊系统，远程电子系统以MyDAQ数据采集模块和LabVIEW软件开发平台作为基础，包括服务端和客户端两部分。其中服务端包括听诊器音频采集电路以及音频处理模块，具体的，包括依次连接的听诊头、音频放大器、数据采集模块以及电压采集模块，通过听诊头获得患者的心肺音数据并传输给音频放大器放大，音频放大器将放大后的信号经过滤波传输至数据采集卡进行采集。

Description

一种远程电子听诊系统

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，具体为一种远程电子听诊系统。

背景技术

对于心血管疾病，听诊是一种最基本、最常用的临床诊断的方法，尽管新的、高端的医疗器械不断涌现，听诊器依旧是必不可少的基本诊断用具。

在听诊过程中很多有价值的声音一闪而过，医生无法反复听诊，也无法分享。这不利于医生之间的交流，也不便于医学生的学习。目前随着医疗资源分布不均匀问题的凸显和人民健康意识逐步的提高，远程医疗、移动医疗、互联网健康管理已成为热点，而传统的听诊器更是需要跟随时代发展，借助现代通信、传感技术发挥出更重要的作用。

在智能医疗快速发展的今天，电子听诊器已经成为众多研究者的热门研究领域。通过进行专利检索，发现目前的研究主要集中在电子听诊器采集处理音频信号。例如中国人民解放军总医院第五医学中心于2020年申请的“一种适用于传染病患者的电子听诊器”专利，申请号：CN202021602982.9。该方法和系统的主要原理是:电子听诊器由听诊器手持端和无线蓝牙耳机两部分组成。根据功能需求设计其硬件主要由拾音模块、主控模块、蓝牙模块及电源模块组成。其中拾音模块主要由传感器组成,采集听诊音信号并将其转换为模拟电信号。电信号经音频解码器处理后送入主控模块,数模转换后驱动耳机实现实时听诊,通过蓝牙模块完成听诊音信号的无线传输。

上述方法虽然能够满足传染病患者日常听诊与会诊需求。但是蓝牙传输距离有限，听诊器手持端医生无法进行操控，在实际使用时会受到较大的限制。除上述方法外，现在其他的研究在音频信号传输上，也大都采用有线连接和蓝牙连接的方式，并且对于听诊头一端的操作方式研究较少，忽略了一些无行为能力的重症传染病患者的特殊听诊需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种远程电子听诊系统，能够实现音频的采集放大以及传输。

一种远程电子听诊系统，包括通过网络连接的服务端和客户端，所述服务端包括依次连接的听诊头、音频放大器、数据采集模块以及电压采集模块，通过所述听诊头获得患者的心肺音数据并传输给音频放大器放大，音频放大器将放大后的信号经过滤波传输至数据采集卡进行采集，并将采集后的数据发送至客户端。

作为优选，听诊头内置音频采集电路以及拾音电路，能够将采集的患者心肺音信号转化为电压信号并进行放大。

作为优选，音频放大器采用MAX9814模块，该模块集成了低噪声前置放大器、可变增益放大器VGA、输出放大器、麦克风偏压发生器以及AGC控制电路；听诊头耳机接口的麦克风的电极连接MAX9814模块的输入端MIC+，以输入声音电压信号，听诊头的输出地线连接MAX9814模块的输入端MIC-，以输出放大的电压信号。

作为优选，数据采集模块为MyDAQ数据采集卡，MyDAQ数据采集卡的模拟输入端口中的0+端连接MAX9814模块的输出放大器，0-端共地，实现差分采集，MyDAQ数据采集卡的USB端通过USB线缆连接PC机，实现数据传输。

作为优选，放大的电压信号通过服务端的PC机处理并上传至客户端的PC机，客户端的PC机通过声音输出控件将采集到的数据写入声音输出并进行播放。

作为优选，客户端包括波形显示模块、存储及播放模块，分别实现音频波形显示、存储及播放。

有益效果：

(1)患者的心肺音能够采集并放大，且医生能够远程实时获得患者的心肺音，综合其他数据进行实时诊断。尤其在传染病的治疗中，能够一定程度上保护医护人员的生命安全。

(2)音频的储存回放打破了传统听诊的局限，有利于比较诊断、多人同时听诊等。

(3)能够调节音量大小，减少因主观因素导致的误诊，提高诊断的准确性。

附图说明

图1为本发明一个实施例的远程电子听诊系统方案框图；

图2为本发明一个实施例的MAX9814模块原理图；

图3为本发明一个实施例的MyDAQ数据采集卡示意图；

图4为本发明一个实施例的MyDAQ数据采集卡的模拟输入(AI)端口示意图；

图5为本发明一个实施例的服务端程序框图；

图6为本发明一个实施例的客户端程序框图；

图7为本发明一个实施例测试时的服务端程序运行时前面板；

图8为本发明一个实施例测试时的客户端程序运行时前面板。

附图标记：1-MyDAQ，2-20针螺栓端子连接器，3-USB线缆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1至图7所示，本发明公开了一种远程电子听诊系统，远程电子系统以MyDAQ数据采集模块和LabVIEW软件开发平台作为基础，包括服务端和客户端两部分。其中服务端包括听诊器音频采集电路以及音频处理模块，具体的，包括依次连接的听诊头、音频放大器、数据采集模块以及电压采集模块，通过听诊头获得患者的心肺音数据并传输给音频放大器放大，音频放大器将放大后的信号经过滤波传输至数据采集卡进行采集。

其中，听诊器内置听诊器音频采集电路，能够将患者心肺音信号转化为电压信号并进行放大，同时将数据传输至上位机。在患者所在的PC机开发服务端程序，能够直接采集心肺音信号并进行滤波处理，将信号波形实时显示并通过DataSocket技术实现数据上传。在医生所在的PC机开发客户端程序，能够实时读取DataSocket传输数据并通过扬声器进行心肺音播放，同时生成音频文件。

1.患者发送端(服务端)

由一台笔记本、MyDAQ模块、MAX9814音频放大模块、听诊头等组成。具体功能有：笔记本电脑通过MyDAQ数据采集模块采集MAX9814放大后的心音信号，并进行滤波处理，构成虚拟检验仪器；在笔记本电脑显示操作界面，患者可实时观察到自己的心肺音波形数据。

其中，MAX9814原理如图2所示，MyDAQ数据采集模块的功能主要有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/计时器等，如图3至图4所示。其中，模拟输入由多路开关(MUX)、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，从而将模拟信号转化为数字信号，应用在听诊头及其音频放大电路系统可以实时准确地采集电压信号。

如图5所示，患者发送端软件部分基于LabVIEW编程以实现编写数据采集、文件存储及上传程序，数据采集功能的实现是通过使用DAQ助手，该控件可方便快捷地从接口获取MyDAQ采集的模拟电压信号。数据流经滤波器接入波形图表，可以实时显示。文件存储功能的实现是通过使用声音文件控件，通过输入地址，打开文件，写入数据，关闭文件操作实现。数据上传功能的实现是通过在波形图表中进行数据绑定，并通过DataSocket进行传输。

2.医生接收端(客户端)

由在互联网环境中的多台电脑和医生工作站等组成。具体功能有：

在互联网环境中，不在患者身边的医务人员可通过DataSocket远程实时获得病人心肺音波形和音频文件，及时进行诊断和处理。医生在实时播放心肺音波形和播放音频的同时，可将病人的心肺音数据以音频文件形式进行存储，便于后续的复查诊断。

如图6所示，医生接收端基于LabVIEW编程以实现数据接收及音频播放。音频播放功能的实现是通过使用声音输出控件，通过配置音频格式，采样率及采样方式，再将波形数据写入声音输出并进行播放，从而实现传输音频数据的实时播放。数据接收功能的实现是通过在波形图表中进行数据绑定，并通过DataSocket进行接收。DataSocket是LabVIEW网络编程的主要技术，用于共享传输实时数据。工作原理是通过本机的IP地址将采集到的心音信号写入到DataSocket中，然后通过对方的IP将写入到DataSocket中的音频按照给定的格式输出，从而实现本机的音频采集和对方的音频输出。

实现流程：

1.硬件连接：

将听诊头连接至放大电路，接通放大电路电源，放大电路输出端连接至MyDAQ数据采集卡的0+端，0-端接地，实现差分采集。其中，放大电路采用MAX9814模块，听诊头的3.5mm耳机输出接口的第三节麦克风电极连接MAX9814的输入端MIC+，MIC-与耳机接口的第四节共地，MAX9814的音频输出端耳机接口的MIC电极连接至MyDAQ数据采集卡1的20针螺栓端子连接器2的模拟输入(AI)端子中的0+端，0-端接地。MyDAQ数据采集卡1的USB线缆3接入服务端PC机，实现数据传输至上位机。

2.网络连接并配置DataSocket：将服务端与客户端PC机接入互联网；配置DataSocket Sever Manger，添加自定义变量，本系统中需建立一个波形图的数据项，点击Perdefined Data Items—New Item,在右侧Name改为WAVE，选择Initial Value(初始值)为数值。DataSocket Sever负责监管Manger中所设定的具有各种权限的用户组和客户端程序之间的数据交换。DataSocket Sever不会占用测控计算机CPU的工作时间，测控应用程序可以运行的更快。Processes Connected显示的是连接端的个数，这里为服务端与客户端两个。Packets Received为接收数据量，Packets Sent为发送数据量。

3.波形测试：运行服务端程序，观察波形图表，若采集波形连续且形状较好则波形采集成功。再运行客户端程序，观察波形图表，若采集波形连续且形状较好则波形采集成功。如图7至图8所示，在测试中，观察到客户端与服务端波形基本同步且延迟较短，说明本装置性能较好。

本实用新型通过听诊头获得病人的心肺音数据，使用音频放大器放大信号，经过软件滤波，快捷准确的将病人的心肺音数据采集并存储下来。使用DataSocket技术可实现心肺音数据的传输，从而完成远程听诊。该项目适用于感染病医院、边远地区巡回诊疗、世界卫生组织专项医疗活动等场合。本发明利用MyDAQ数据采集卡采集声音信号转化的电压信号，服务端利用LabVIEW显示出声音的波形，用DataSocket实现了客户端与服务端之间的通信，客户端接收采集到的声音信号，并实时播放和保存。相较于传统听诊器，可远程听诊，音频存储回放。具备较强的实用性和创新性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种远程电子听诊系统，其特征在于，包括通过网络连接的服务端和客户端，所述服务端包括依次连接的听诊头、音频放大器、数据采集模块以及电压采集模块，通过所述听诊头获得患者的心肺音数据并传输给音频放大器放大，音频放大器将放大后的信号经过滤波传输至数据采集卡进行采集，并将采集后的数据发送至客户端。

2.根据权利要求1所述的远程电子听诊系统，其特征在于，所述客户端包括波形显示模块、存储及播放模块，分别实现音频波形显示、存储及播放。

3.根据权利要求1或2所述的远程电子听诊系统，其特征在于，听诊头内置音频采集电路以及拾音电路，能够将采集的患者心肺音信号转化为电压信号并进行放大。

4.根据权利要求3所述的远程电子听诊系统，其特征在于，所述音频放大器采用MAX9814模块，该模块集成了低噪声前置放大器、可变增益放大器VGA、输出放大器、麦克风偏压发生器以及AGC控制电路；听诊头耳机接口的麦克风的电极连接MAX9814模块的输入端MIC+，以输入声音电压信号，听诊头的输出地线连接MAX9814模块的输入端MIC-，以输出放大的电压信号。

5.根据权利要求4所述的远程电子听诊系统，其特征在于，所述数据采集模块为MyDAQ数据采集卡，MyDAQ数据采集卡的模拟输入端口中的0+端连接MAX9814模块的输出放大器，0-端共地，实现差分采集，MyDAQ数据采集卡的USB端通过USB线缆连接PC机，实现数据传输。

6.根据权利要求5所述的远程电子听诊系统，其特征在于，所述放大的电压信号通过服务端的PC机处理并上传至客户端的PC机，客户端的PC机通过声音输出控件将采集到的数据写入声音输出并进行播放。

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