TWM463571U - 無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器 - Google Patents

Description

無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器

本創作係有關於一種無線聽診處理技術，更詳而言之，係一種利用2.4G無線通訊網路技術收集動物器官所發出的聲音訊號的無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器。

聽診器是醫生進行疾病診斷必不可少的工具，是醫生進行初步診斷的得力助手，在臨床醫療中發揮著重要的作用，然而，當醫生在對病人進行聽診的同時，也面臨著被傳染的風險。

隨著電子技術和無線傳輸技術的發展，遠程醫療以及身體狀態即時監控正成為現代醫療發展的主要趨勢，各種基於藍牙傳輸協定的電子聽診器逐應運而生，並被廣泛地投入應用於臨床與教學中。

然而，由於藍牙傳輸技術存在著通信距離短、複雜度高、功耗高、以及成本高等缺點，使得該基於藍牙傳輸協定的電子聽診器在使用過程中亦受到諸多限制，例如聽診距離較短，易受到干擾，以及聽診器輸出端(即聽音端)的數量有限等等。此外，習知無線聽診器由於係採用並列編碼方式來針對採集到的聲音訊號進行編碼，例如，以“01011111”也就是編碼串的方式來編輯所採集到之某一時間點的聲音訊號，因此，當該編碼串中的某一個位元被干擾時，編碼系統就無法成功解析出該編碼串所表示的聲音訊號，因此就會產生爆音的問題。有鑑於此，如何改善前述習知無線聽診器存在的種種問題，即為本創作待解決的技術課題。

鑒於上述先前技術之種種問題，本創作之目的在於提供一種無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器，以改善習知無線聽診器容易產生爆音的問題。

本創作之另一目的在於提供一種無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器，以提升診斷效率及診斷的正確性。

為達到上述目的以及其它目的，本創作提供一種無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器。該無線聽診設備係包括：拾音模組及至少一聽音模組，其中，該拾音模組包括：採集單元，係用於採集動物器官所發出的聲音訊號，並針對該採集的聲音訊號進行類比數位轉換處理，以生成相應的音頻數據資料；第一串列編碼單元，係用於針對該採集單元所生成的音頻數據資料進行串列編碼處理，以生成串列編碼資料；以及第一無線通訊單元，其用於將該第一串列編碼單元所生成之串列編碼資料進行分封處理，以生成數據封包，並藉由2.4G無線通訊網路輸出該生成的數據封包。該聽音模組包括：第二無線通訊單元，係用於藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料；第二串列編碼單元，係用於針對該第二無線通訊單元所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料；以及輸出單元，係用於將該第二串列編碼單元所生成之音頻數據資料進行數位類比轉換處理，以將該音頻數據資料還原為聲音訊號後予以輸出。

較佳地，該拾音模組係為聽診頭，該聽音模組係為耳機或喇叭等之揚聲單元。

較佳地，該第一串列編碼單元、第二串列編碼單元係為PWM編碼器。

較佳地，該第一無線通訊單元所生成之數據封包係由標頭（header）、資料(data)、以及標尾部分(footer)部分所組成，其中，該標頭部分係為識別碼信息，該資料部分係為1位元的串列編碼資料，該標尾部分係為結束符，且該標尾部分復包括傳輸下一數據封包之頻段切換信息，俾供該第二無線通訊單元依據該頻段切換信息切換無線網路之通訊頻段，以接收該第一無線通訊單元輸出之下一數據封包。

較佳地，該第一無線通訊單元及該第二無線通訊單元中復具有用於控制切換無線網路之通訊頻段的第一頻段切換器及第二頻段切換器。

較佳地，該無線聽診設備復包括至少一聽診分析裝置，其具有：第三無線通訊單元，係用於藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料；第三串列編碼單元，係用於針對該第三無線通訊單元所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料；以及圖形轉換單元，係用於將該第三串列編碼單元所生成之音頻數據資料轉換為圖形資料並予以輸出顯示。

還有，本創作復提供一種無線聽診頭，其包括：採集單元，係用於採集動物器官所發出的聲音訊號，並針對該採集的聲音訊號進行類比數位轉換處理，以生成相應的音頻數據資料；採集端串列編碼單元，係用於針對該採集單元所生成的音頻數據資料進行串列編碼處理，以生成串列編碼資料；以及採集端無線通訊單元，其用於將該採集端串列編碼單元所生成之串列編碼資料進行分封處理，以生成數據封包，並藉由2.4G無線通訊網路輸出該生成的數據封包。

此外，本創作復提供一種無線聽音器，其包括：聽音端無線通訊單元，係用於藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料；聽音端串列編碼單元，係用於針對該聽音端無線通訊單元所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料；以及輸出單元，係用於將該聽音端串列編碼單元所生成之音頻數據資料進行數位類比轉換處理，以將該音頻數據資料還原為聲音訊號後予以輸出。

較佳地，該拾音模組係為聽診頭，該聽音模組係為耳機或喇叭等之揚聲單元。

較佳地，該串列編碼處理以及該串列解碼處理係藉由PWM編碼器來執行。

較佳地，該生成之數據封包係由標頭（header）、資料(data)、以及標尾部分(footer)部分所組成，其中，該標頭部分係為識別碼信息，該資料部分係為1位元的串列編碼資料，該標尾部分係為結束符。且其中，該標尾部分復包括傳輸下一數據封包之頻段切換信息，俾供該聽音模組依據該頻段切換信息切換無線網路之通訊頻段，以接收該拾音模組輸出之下一數據封包。

較佳地，該拾音模組係具有第一無線通訊單元，該聽音模組係具有第二無線通訊單元，該拾音模組與該聽音模組之間係藉由該第一無線通訊單元及第二無線通訊單元執行資料的無線傳輸作業。

前述動物器官所發出的聲音可包括：心臟跳動、肺部呼吸、胃腸蠕動等腹部消化或胎兒心跳等的聲音訊號。

相較於先前技術，本創作所提供的無線聽診設備、無線聽診頭及無線聽音器，係利用串列編碼方式來表示聲音訊號，以改善習知並列編碼方式容易產生爆音的問題。此外，本創作係採用2.4G無線通訊網路來傳輸聲音訊號，可提高無線傳輸的效率，且可增加無線聽音器(即聽音端)的使用數量，以大幅提升醫療人員診斷時的效率與正確性。此外，由於本創作無線聽診設備的拾音模組(即無線聽診頭)與聽音模組(即無線聽音器)之間、或拾音模組與聽診分析裝置之間是採用2.4G無線通訊技術來進行聲音訊號的傳輸，故實現遠距醫療的效果；再者，透過該聽診分析裝置的圖形轉換單元，能將聲音訊號進行圖形化，使醫護人員更易於判讀病患的生理數據，而作出最佳的診斷結果。

以下內容將搭配圖式，藉由特定的具體實施例說明本創作之技術內容，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本創作之精神下，進行各種修飾與變更。

請參閱圖1係本創作之無線聽診設備之基本系統架構圖，如圖所示，本創作之無線聽診設備10主要係由拾音模組100以及至少一聽音模組110所組成，於本實施例中，該拾音模組100係為聽診頭，該聽音模組110係為耳機或喇叭等之揚聲單元。

如圖1所示，該拾音模組100復具有採集單元101、第一串列編碼單元103、第一無線通訊單元105。須注意的一點是，該拾音模組100另亦包含其它的功能單元，但此處僅顯示與本創作相關之部分，例如供電單元等在此將省略說明。

該採集單元101係用於採集動物器官所發出的聲音訊號，並針對該採集的聲音訊號進行類比數位轉換處理，以生成相應的音頻數據資料。具體而言，該採集單元101係可例如為一聲音傳感器，其可將所採集的聲音訊號轉換成相應的位準信號(level signal)，再經過運算放大、濾波、類比數位轉換等一系列處理，將該聲音訊號轉換為音頻數據資料。而前述動物器官所發出的聲音可包括：心臟跳動、肺部呼吸、胃腸蠕動等腹部消化或胎兒心跳等的聲音訊號。

該第一串列編碼單元103係用於針對該採集單元101所生成的音頻數據資料進行串列編碼處理，以生成串列編碼資料。於本實施例中，該第一串列編碼單元103係可例如為PWM編碼器，且不同於習知技術係以並列編碼方式來表示聲音訊號，本創作係採用串列編碼方式來針對該音頻數據資料進行編碼，亦即，本創作係使用1位元的編碼（即位準信號“0”或“1”）來表示每一個時間點所代表的聲音訊號。此外，該位準信號係採用間接式的編碼方式，亦即，每一時間點聲音訊號所對應的位準信號係根據與其相鄰之前一時間點聲音訊號所對應的位準信號進行比較而得出的，並非如習知並列編碼技術般係直接根據每一時間點聲音訊號的參數值來進行編碼轉換，因此，本創作可有效改善習知無線聽診器容易產生爆音的問題。

在此補充說明的是，該拾音模組100針對第一個時間點取得的聲音訊號所對應的位準信號，可與該拾音模組100內的某一元件的輸出電壓信號進行比較而得者，例如與供電元件的電壓信號進行比較，因此，即可取得該第一個時間點取得的聲音訊號所對應的位準信號，並藉此作為下一個時間點聲音訊號所對應的位準信號的比較依據。

該第一無線通訊單元105係用於將該第一串列編碼單元103所生成之串列編碼資料進行分封處理，以生成數據封包，並藉由2.4G無線通訊網路輸出該生成的數據封包。請配合參閱圖3，於本實施例中，該數據封包係由標頭（header）、資料(data)、以及標尾部分(footer)部分所組成，其中，該標頭部分中係儲存有該數據封包的識別碼信息，該資料部分係儲存有1位元的串列編碼資料，而該標尾部分則係為結束符。由上可知，由於本創作的每一個數據封包中僅包含有1位元的串列編碼資料，故即便在後續無線傳輸過程中發生個別數據封包丟失的情況，亦不會影響聽診的整體效果。

該聽音模組110係包括有第二無線通訊單元111，第二串列編碼單元113，以及輸出單元115。

該第二無線通訊單元111係與該第一無線通訊單元105相對應，用於執行該第一無線通訊單元105之反向操作，亦即，藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組100之第一無線通訊單元105所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料。

該第二串列編碼單元113則係與該第一串列編碼單元113相對應，用於針對該第二無線通訊單元111所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料，於本實施例中，該第二串列編碼單元113係為PWM編碼器。

該輸出單元115則係用於針對該第二串列編碼單元113所生成之音頻數據資料進行數位類比轉換、以及運算放大處理，以將該音頻數據資料還原為聲音訊號後予以輸出。

再者，為了確保在無線聽診過程中的同步性以及即時性，本創作的第一無線通訊單元105復包括有第一頻段切換器1051，該第二無線通訊單元111亦具有第二頻段切換器1111，俾於該第一無線通訊單元105與該第二無線通訊單元111在無線通訊傳輸過程中，藉由該第一頻段切換器1051與第二頻段切換器1111控制切換無線網路之通訊頻段。同時，於本創作所形成之數據封包的標尾部分復包括有該第一無線通訊單元105傳輸下一數據封包之頻段切換信息，俾供該第二無線通訊單元111依據該頻段切換信息切換無線網路之通訊頻段，以接收該第一無線通訊單元105輸出之下一數據封包。具體而言，本創作的第一無線通訊單元105在將數據封包陸續傳送至第二無線通訊單元111的過程中，會不斷地切換通訊頻段以確保資料傳輸的即時性，該第一頻段切換器1051即作為主控端（MASTER），用於控制該第一無線通訊單元105的通訊頻段切換操作，並將該第一無線通訊單元105用於傳輸下一數據封包所使用的通訊頻段信息儲存於預傳輸的數據封包的標尾中，俾於該第二無線通訊單元111於接收到該預傳輸的數據封包後，即令該作為受控端（SLAVE）之第二頻段切換器1111依據該預傳輸的數據封包之標尾中所儲存的通訊頻段切換信息，控制切換該第二無線通訊單元111的通訊頻段，俾令該第二無線通訊單元111能夠順利接收該第一無線通訊單元105所傳輸之下一數據封包，並以此類推。

再者，於本創作之另一較佳實施例中，復包括有至少一聽診分析裝置120，其復包括第三無線通訊單元121，第三串列編碼單元123，以及圖形轉換單元125，其中，該第三無線通訊單元121之作用及功效係與本創作的第二無線通訊單元111類似，該第三串列編碼123的作用及功效則與第二串列編碼單元113類似，故在此不再重複贅述。

該圖形轉換單元123係用於將該第三串列編碼單元123所生成之音頻數據資料經放大處理處理後轉換為圖形信號並予以輸出顯示，例如心電圖或心電向量圖等圖形化介面，以輔助檢測人員的聽診工作更為直觀與清楚。

就本實施例的聽診分析裝置120而言，一具體實施例中，該第三串列編碼單元123以及圖形轉換單元125可內建於例如具有微處理器與顯示單元的電腦裝置或智慧型手機等電子產品(在此未予以圖示)中，且該電子產品可透過無線或有線的方式與該第三無線通訊單元121連接，甚至是直接將該第三無線通訊單元121內建於該電子產品中。

此外，更補充說明的是，該拾音模組100、聽音模組110以及聽診分析裝置120可分別內建或連接儲存單元(在此未予以圖示)，或僅由拾音模組100、聽音模組110或聽診分析裝置120內建或連接該儲存單元，以透過該儲存單元將其所接收到的聲音訊號予以儲存，作為醫療診斷的記錄。

還有，該拾音模組100與聽音模組110分別揭露的第一串列編碼單元103及第二串列編碼單元113，也可以微處理器(在此未予以圖示)來取代，且前述的儲存單元更可以內建於該微處理器中。換言之，端視實施架構而可採用不同的電子構件來達成相同的功能作用。

圖2係本創作無線聽診設備進行無線聽診處理之運作流程圖，其中，該處理方式係可利用例如前述的拾音模組及至少一聽音模組來進行無線聽診處理，於本創作的實施例中，該拾音模組係為聽診頭，該聽音模組係為耳機。

如圖所示，首先執行步驟S201，藉由該拾音模組採集動物器官所發出的聲音訊號，例如心臟跳動的聲音訊號，接著進行步驟S203。

於步驟S203中，令該拾音模組針對該採集的聲音訊號依序進行類比數位轉換處理、串列編碼處理以及分封處理，以生成數據封包。於本實施例中，該串列編碼處理係藉由PWM編碼器來執行，其使用1位元的編碼（即位準信號“0”或“1”）來表示每一個時間點的聲音訊號，且每一個時間點下的聲音訊號所對應的位準信號係根據與其相鄰之前一個時間點聲音訊號所對應的位準信號進行比較而得出的。而該分封處理所生成之數據封包係由標頭（header）、資料(data)、以及標尾部分(footer)部分所組成，其中，該標頭部分係為識別碼信息，該資料部分係為1位元的串列編碼資料，該標尾部分係為結束符。

此外，為了確保在無線聽診過程中的同步性以及即時性，該拾音模組與該聽音模組在無線通訊過程中，會不斷地切換通訊頻段，故於該數據封包的標尾部分復包括有傳輸下一數據封包之頻段切換信息，俾供該聽音模組依據該頻段切換信息切換無線網路之通訊頻段，以接收該拾音模組所輸出之下一數據封包，接著進行步驟S205。

於步驟S205中，令該拾音模組藉由2.4G無線通訊網路將該生成之數據封包傳送至該聽音模組。於本創作的實施例中，該拾音模組與該聽音模組之間係藉由第一無線通訊單元及第二無線通訊單元執行資料的無線傳輸作業，且於執行無線聽診處理之前，需預先令該第一無線通訊單元與該第二無線通訊單元之間執行信號配對的配置操作，以使本創作的拾音模組與聽音模組之間建立無線通訊的功能，接著進行步驟S207。

於步驟S207中，令該聽音模組針對該接收到的數據封包依序進行解封包處理、串列解碼處理以及數位類比轉換處理，以將該數據封包還原為聲音訊號後予以輸出。

再者，於本創作之另一實施例中，在執行完步驟S203後，亦可進行步驟S209，令該拾音模組藉由2.4G無線通訊網路將該生成之數據封包傳送至至少一聽診分析裝置中，接著進行步驟S211。

於步驟S211中，令該聽診分析裝置針對該接收到的數據封包依序進行解封包處理、串列解碼處理以及圖形轉換處理後予以輸出顯示。

綜上所述，本創作之無線聽診設備係以2.4G無線通訊技術取代習知的藍牙傳輸技術，以藉由2.4G無線通訊網路所具有的優勢來提高聲音訊號的傳輸效率，且更可以實現以一個無線聽診頭(即聲音訊號採集端)對十個或甚至是十個以上的無線聽音器(即聽音端)來進行聽診作業，因而改善藍牙或Wi-Fi等無線區域網路技術下的聽音端設備使用數量受限的缺點。此外，本創作係採用串列編碼方式取代習知的並列編碼方式來表示聲音訊號，並在數據封包的分封處理中採用一個位元編碼即形成一獨立的數據封包，以改善習知因編碼數據被干擾而容易造成爆音的問題，藉以大幅提升醫療診斷時的效率與正確性。此外，由於本創作無線聽診設備的拾音模組與聽音模組之間、或拾音模組與聽診分析裝置之間是採用2.4G無線通訊技術來進行聲音訊號的傳輸，故可進行遠距醫療，因而能有效的隔離病患與醫護人員，防止了疫情的擴散及傳染；還有，透過該聽診分析裝置的圖形轉換單元，能將聲音訊號進行圖形化，使醫護人員更易於判讀病患的生理數據。

上述實施例僅例示性說明本創作之原理及功效，而非用於限制本創作。任何熟習此項技術之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本創作之權利保護範圍，應如本創作申請專利範圍所列。

10‧‧‧無線聽診設備

100‧‧‧拾音模組
101‧‧‧採集單元
103‧‧‧第一串列編碼單元
105‧‧‧第一無線通訊單元
1051‧‧‧第一頻段切換器
110‧‧‧聽音模組
111‧‧‧第二無線通訊單元
1111‧‧‧第二頻段切換器
113‧‧‧第二串列編碼單元
115‧‧‧輸出單元
120‧‧‧聽診分析裝置
121‧‧‧第三無線通訊單元
123‧‧‧第三串列編碼單元
125‧‧‧圖形轉換單元
S201~S211‧‧‧步驟

圖1係本創作之無線聽診設備之基本系統架構圖。圖2係本創作之無線聽診設備進行無線聽診處理之運作流程圖。圖3係本創作之無線聽診設備所生成之數據封包的結構示意圖。

10‧‧‧無線聽診設備

100‧‧‧拾音模組

101‧‧‧採集單元

103‧‧‧第一串列編碼單元

105‧‧‧第一無線通訊單元

1051‧‧‧第一頻段切換器

110‧‧‧聽音模組

111‧‧‧第二無線通訊單元

1111‧‧‧第二頻段切換器

113‧‧‧第二串列編碼單元

115‧‧‧輸出單元

120‧‧‧聽診分析裝置

121‧‧‧第三無線通訊單元

123‧‧‧第三串列編碼單元

125‧‧‧圖形轉換單元

Claims (9)

1. 一種無線聽診設備，係包括：拾音模組，包括：採集單元，係用於採集動物器官所發出的聲音訊號，並針對該採集的聲音訊號進行類比數位轉換處理，以生成相應的音頻數據資料；第一串列編碼單元，係用於針對該採集單元所生成的音頻數據資料進行串列編碼處理，以生成串列編碼資料；以及第一無線通訊單元，其用於將該第一串列編碼單元所生成之串列編碼資料進行分封處理，以生成數據封包，並藉由2.4G無線通訊網路輸出該生成的數據封包；以及至少一聽音模組，其包括：第二無線通訊單元，係用於藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料；第二串列編碼單元，係用於針對該第二無線通訊單元所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料；以及輸出單元，係用於將該第二串列編碼單元所生成之音頻數據資料進行數位類比轉換處理，以將該音頻數據資料還原為聲音訊號後予以輸出。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之無線聽診設備，其中，該拾音模組係為聽診頭，該聽音模組係為耳機。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之無線聽診設備，其中，該第一串列編碼單元、第二串列編碼單元係為PWM編碼器。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之無線聽診設備，其中，該第一無線通訊單元所生成之數據封包係由標頭（header）、資料(data)、以及標尾部分(footer)部分所組成，其中，該標頭部分係為識別碼信息，該資料部分係為1位元的串列編碼資料，該標尾部分係為結束符。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之無線聽診設備，其中，該標尾部分復包括傳輸下一數據封包之頻段切換信息，俾供該第二無線通訊單元依據該頻段切換信息切換無線網路之通訊頻段，以接收該第一無線通訊單元輸出之下一數據封包。
6. 依據申請專利範圍第4項所述之無線聽診設備，其中，該第一無線通訊單元及該第二無線通訊單元中復具有用於控制切換無線網路之通訊頻段的第一頻段切換器及第二頻段切換器。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之無線聽診設備，復包括至少一聽診分析裝置，其具有：第三無線通訊單元，係用於藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料；第三串列編碼單元，係用於針對該第三無線通訊單元所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料；以及圖形轉換單元，係用於將該第三串列編碼單元所生成之音頻數據資料轉換為圖形資料並予以輸出顯示。
8. 一種無線聽診頭，其包括：採集單元，係用於採集動物器官所發出的聲音訊號，並針對該採集的聲音訊號進行類比數位轉換處理，以生成相應的音頻數據資料；採集端串列編碼單元，係用於針對該採集單元所生成的音頻數據資料進行串列編碼處理，以生成串列編碼資料；以及採集端無線通訊單元，其用於將該採集端串列編碼單元所生成之串列編碼資料進行分封處理，以生成數據封包，並藉由2.4G無線通訊網路輸出該生成的數據封包。
9. 一種無線聽音器，其包括：聽音端無線通訊單元，係用於藉由2.4G無線通訊網路接收該拾音模組所輸出的數據封包，並將該接收之數據封包進行解封包處理，以得到相應之串列編碼資料；聽音端串列編碼單元，係用於針對該聽音端無線通訊單元所生成的串列編碼資料進行串列解碼處理，以生成音頻數據資料；以及輸出單元，係用於將該聽音端串列編碼單元所生成之音頻數據資料進行數位類比轉換處理，以將該音頻數據資料還原為聲音訊號後予以輸出。