专利名称：一种电子听诊器的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种电子听诊器。
背景技术：
医用听诊器是利用空气作为媒介将微弱的声音通过管道传入人耳的。但由于人体内部脏器发出的一些微弱但却非常重要的生物声(例如不规律周期性和随机性的强肠鸣音)，给临床应用带来了很大的困难，致使医生无法及时做出诊断，且诊断的依据主要根据医师的经验，准确性较差。从另一角度讲，人耳对声音的敏感是声强与频率的综合效应，因而仅通过传统的医用听诊器，一些病理特征难以捕捉。因此，需要设计出可对听诊音进行定量、准确分析的电子听诊器。例如，在《中国医疗器械杂志》2008年32卷第3期刊登的“基于C8051F340单片机的肠鸣音采集系统的设计”一文中公开了一种监听肠鸣音的设备，该设 备选用C8051F340单片机作为微控制器，利用驻极体式电容传声器作为探头来拾取肠呜音信号。该系统在肠运动活跃的区域设计了 8个通道，并将这8个传声器固定在一张柔软的腹带上，实现对肠鸣音的实时采集、显示与存储。又例如，在《中国医疗设备》2008年第32卷第3期刊登了“基于HKY06A心音传感器的心音信号提取”一文，公开了一种HKY06A型心音传感器。该传感器采用新型高分子聚合材料微音传感元件采集心脏搏动和其它体表动脉搏动信号，再经过高度集成化信号处理电路处理。输出低阻抗功率信号，可直接驱动耳机，也可以连接计算机进行录音，并以Mp3或Wav格式存储。通过录音软件可以记录心音信号并且看到心音图谱，进行图谱分析。又例如，在申请号为200910199630. 5的中国专利申请“蓝牙电子心音听诊器”中公开了一种由便携终端机和PC机组成的心音听诊器，该心音听诊器不仅可实时播放心音和显示心音图，还可进行计算机辅助诊断。如上所述，利用人体脏器所发出的声音进行医疗诊断，在目前已取得了一定的成就。但是，普遍存在的不足就是一种听诊器仅能听诊一种脏器发出的声音，而不能听诊多种脏器所发出的多种频率的声音，且现有的数字化听诊器的设备结构都较为复杂，不适用于医生单独使用。此外，现有的电子听诊器容易受到外界噪声影响，导致诊断不准确。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单的多功能型电子听诊器，通过该电子听诊器，无需用耦合剂无辐射直接可监听和记录、心音、肠鸣音、肺音、胎心音等多种脏器发出的多种频率的声音，并可显示这些声音的相关信息。为了实现以上目的，本发明提供的电子听诊器包括听诊头，其用于在听诊时与体表接触，使脏器发出的经过体表辐射的声信号产生谐振，并将谐振声信号转换为电信号；主机，其用于对通过听诊头转换的电信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电信号转换为声信号；扬声器，其用于播放通过主机转换的声信号。优选地，所述听诊头包括谐振腔壳体，其用于使脏器发出的声信号产生谐振，以得到谐振声信号；谐振膜，其用于密封谐振腔壳体，并且在听诊时与体表接触，使脏器发出的声信号经体表辐射出来后推动谐振腔壳体内的空气柱，使空气柱产生膨胀和压缩的不断交替变换作用，从而产生谐振；音频采集传声器，其用于采集通过谐振腔壳体得到的谐振声信号，并将该谐振声信号转换为电信号。优选地，所述音频采集传声器容纳在谐振腔壳体内。优选地，所述音频采集传声器与谐振膜相对地连接在谐振腔壳体的底部。优选地,所述谐振腔壳体外套有用于隔音的内层壳体，所述内层壳体与谐振膜一起密封谐振腔壳体与音频采集传声器。优选地，所述内层壳体里的音频采集传声器处于悬浮状态。优选地，所述内层壳体内还设有用于包裹音频采集传声器的吸音材料和用于将音 频采集传声器和吸音材料固定在谐振腔壳体底部和内层壳体之间的压板。优选地,所述内层壳体外设有外层壳体,所述内层壳体与外层壳体之间为封闭的空腔或者为进行真空处理或者注入惰性气体的密闭腔。优选地，在所述内层壳体与外层壳体之间还设有弹性连接结构，以利用内层壳体与外层壳体之间的弹性连接使内层壳体及其里面的谐振腔壳体、音频采集传声器和谐振膜整个处于悬浮状态。优选地，所述弹性连接结构包括用于弹性连接内层壳体与外层壳体的连接环和支撑柱。优选地，所述连接环采用橡胶或硅胶或材质，所述支撑柱采用橡胶或硅胶。优选地，所述谐振腔壳体外部设有吸音材料。优选地，所述音频采集传声器为驻极体电容式音频采集传声器。优选地，所述谐振腔壳体由金属材料或者非金属材料形成。优选地，所述谐振腔壳体为以下中的一个柱形盆式谐振腔壳体、正方体或长方体谐振腔壳体、喇叭形谐振腔壳体。优选地，所述主机包括控制电路，其用于对通过音频采集传声器转换的电信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电信号转换为声信号；电源部分，其用于为音频采集传声器和控制电路提供电源。优选地，所述控制电路包括前置放大电路，其用于放大通过音频采集传声器转换的电信号；滤波电路，其用于对放大的电信号进行滤波；功率放大电路，其用于将经过滤波的电信号转换为声信号。优选地，所述控制电路还包括数字信号电路，其用于将所述经过滤波的电信号转换为数字信号；和显示屏，其用于显示通过数字信号电路转换的数字信号。本发明所提供的电子听诊器可监听和记录心音、肠鸣音、肺音、胎心音等多种脏器发出的多种频率的声音，并可显示这些声音的相关信息，适用于多种疾病的诊断，并且结构简单，使用方法也简单。此外，本发明所提供的电子听诊器可有效地隔绝外界噪声，从而提高诊断的准确性。
图I是根据本发明的第一实施例的电子听诊器的结构图2a、图2b和图2c、图2d是根据本发明的第一实施例的听筒的剖面图；图3是根据本发明的第二实施例的电子听诊器的结构图。
具体实施例方式本发明的目的是实现一种能够监听心音、肠鸣音、肺音、胎心音等多种脏器发出的多种频率的声音的电子听诊器。而在电子听诊器中，通常是利用音频采集传声器来采集脏器发出的声信号和将采集的声信号转换为电信号。因此，为了实现本发明的目的，需要整合不同脏器发出的经过体表辐射的不同频率的声信号，然后再将整合后的声信号传送到音频采集传声器。整合方式取决于音频采集传声器与体表之间的声耦合方式。声耦合方式可分为直接耦合方式和间接耦合方式。直接耦合方式是指将音频采集传声器的刚性接收面直接与体表接触来采集信号的方式，这种方式的缺点是限制皮肤表面的振动，减弱声信号的辐射强度，同时音频采集传声器与体表接触时所产生的摩擦声将会 干扰采集的声信号。间接耦合方式是指音频采集传声器的刚性接收面不直接与体表接触来采集信号的方式，可通过空气耦合和耦合剂耦合。这两种耦合方式分别是以空气和耦合剂作为传导介质，将脏器发出的经过体表辐射后的声音传送到音频采集传声器。在本发明中，为提高声信号采集的准确性，采用空气耦合方式。本发明的技术构思是利用谐振腔原理来实现本发明的目的。具体来讲，设计一个柱形盆式、或正方体、或长方体、或喇叭形等形状的腔体，将音频采集传声器植入腔体内，用谐振膜将腔体密封，或者，将音频采集传声器与谐振膜相对地连接在腔体的底部。在采集声信号时，将谐振膜与体表接触。当心音、肺音、肠鸣音、胎心音等脏器发出的声音经过体表辐射出来后推动腔内空气柱，使其空气柱产生膨胀和压缩的不断交替变换，从而产生谐振，谐振声信号被音频采集传声器采集。这种方式可以减少谐振膜与体表接触时产生的摩擦信号，提高信噪比。以下，将参照附图和实施例对本发明进行描述。(第一实施例)图I是根据本发明的第一实施例的电子听诊器的结构图。如图I所示，该电子听诊器包括听诊头、主机和扬声器。其中，听诊头用于在听诊时与体表接触，使脏器发出的经过体表辐射的声信号产生谐振，并将谐振声信号转换为电信号。主机用于对通过听诊头转换的电信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电信号转换为声信号。扬声器用于播放通过主机转换的声信号。听诊头进一步包括谐振腔壳体I、谐振膜(在图2a中示为10)和音频采集传声器
2。其中，谐振腔壳体I用于使脏器发出的声信号产生谐振，以得到谐振声信号。谐振膜10用于密封谐振腔壳体1，并且在听诊时与体表接触，使脏器发出的声信号经体表辐射出来后推动谐振腔壳体I内的空气柱，使空气柱产生膨胀和压缩的不断交替变换作用，从而产生谐振。音频采集传声器2用于采集通过谐振腔壳体I得到的谐振声信号，并将该谐振声信号转换为电信号。主机进一步包括控制电路3和电源部分5。其中，控制电路3用于对通过音频采集传声器2转换的电信号进行放大和滤波处理,并将处理后的电信号转换为声信号。电源部分5用于为音频采集传声器2和控制电路3提供电源。控制电路3又进一步包括前置放大电路31、滤波电路32和功率放大电路33，其中，前置放大电路31用于放大通过音频采集传声器2转换的电信号；滤波电路32用于对放大的电信号进行滤波；功率放大电路33用于将经过滤波的电信号转换为声信号。扬声器4将通过功率放大电路33转换的声信号传入人耳。以下，将对本发明的电子听诊器的各个组成部分进行说明。(一 )音频米集传声器在本发明中，音频采集传声器优选驻极体电容式传声器，选用此传声器是因为
(I)它的频率响应(20Hz-20KHz)以及阻抗适合于监听多种脏器发出的声音，具体来讲，由于可听到的心音、肺音、肠鸣音、胎心音等的频率均在0-1500HZ以内，属于音频范围的低频阶段，而驻极体电容式音频米集传声器的频率响应范围远大于人体的心音、肺音、肠鸣音、胎心音等的频率范围，所以可监听肺音、肠鸣音、胎心音等多种频率的声音；(2)噪声抑制 能力强。当然，本发明还可采用其它类型的音频采集传声器，例如压电陶瓷晶片。( 二 )谐振腔壳体本发明的谐振腔原理如下当音源(即，从脏器发出的经过体表辐射的声音)的激励通过体表辐射出来后推动由谐振腔壳体I限定的耦合腔体内的空气柱，使其空气柱产生膨胀和压缩的不断交替变换，从而产生谐振(共振)。在本发明中，当在谐振腔壳体I内产生谐振时，在谐振腔壳体I内的腔体中获得平面波。以下，假设谐振腔壳体I为圆柱形管，对谐振腔壳体I内的耦合腔体的尺寸设计进行说明。按照柱形声波导管传播理论，由波动方程在柱坐标下求得耦合腔体的简正频率f = k -^r-
J mn mn 2W(I)其中，C0为声速，取340m/s ；a为耦合腔体半径；kmn为一个根值系数，取决于mn的值，(m, n)表示圆柱形波导管中的多少次简正波,例如，当m = 0, n = 0时则表示沿直线传播的(0，0)次平面波，可通过查表(例如，以下表I)获得m，n的值。表I
kmnam = 0m = Im = 2
n = 001.8413.054
n = I3. 8325. 3226. 705考虑到心源和呼吸音源的不对称性，要在耦合腔体中获得平面波，我们可以确定圆柱形管中声波导管耦合腔体的截止频率为/c=(2)只有使f。大于声源的工作频率(测量频率)的上限，即可使耦合腔体获得平面波，结合(2)式得出耦合腔体的半径
0.29 Ac (3)其中，X。为截止频率的波长。确定腔体的长度时，要保证腔体内的声压均匀一致，根据声场理论要使腔体内声压均匀必须满足以下条件L/ 入 c < < I (4)其中，L为空气柱的长度，实际试验中根据不同的测量准确度而选定L/入。的值，在这里只要满足(5)式，基本上就能够在所要要求的测量频率范围内满足耦合腔体内的声压均匀。
权利要求
1.一种电子听诊器，包括 听诊头，其用于在听诊时与体表接触，使脏器发出的经过体表辐射的声信号产生谐振，并将谐振声信号转换为电信号； 主机，其用于对通过听诊头转换的电信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电信号转换为声信号； 扬声器，其用于播放通过主机转换的声信号。
2.根据权利要求I所述的电子听诊器，其特征在于，所述听诊头包括 谐振腔壳体，其用于使脏器发出的声信号产生谐振，以得到谐振声信号； 谐振膜，其用于密封谐振腔壳体，并且在听诊时与体表接触，使脏器发出的声信号经体表辐射出来后推动谐振腔壳体内的空气柱，使空气柱产生膨胀和压缩的不断交替变换作用，从而产生谐振； 音频采集传声器，其用于采集通过谐振腔壳体得到的谐振声信号，并将该谐振声信号转换为电信号。
3.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述音频采集传声器容纳在谐振
4.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述音频采集传声器与谐振膜相对地连接在谐振腔壳体的底部。
5.根据权利要求4所述的电子听诊器，其特征在于，所述谐振腔壳体外套有用于隔音的内层壳体，所述内层壳体与谐振膜一起密封谐振腔壳体与音频采集传声器。
6.根据权利要求5所述的电子听诊器，其特征在于，所述内层壳体里的音频采集传声器处于悬浮状态。
7.根据权利要求6所述的电子听诊器，其特征在于，所述内层壳体内还设有用于包裹音频采集传声器的吸音材料和用于将音频采集传声器和吸音材料固定在谐振腔壳体底部和内层壳体之间的压板。
8.根据权利要求5所述的电子听诊器，其特征在于，所述内层壳体外设有外层壳体，所述内层壳体与外层壳体之间为封闭的空腔或者为进行真空处理或者注入惰性气体的密闭腔。
9.根据权利要求8所述的电子听诊器，其特征在于，在所述内层壳体与外层壳体之间还设有弹性连接结构，以利用内层壳体与外层壳体之间的弹性连接使内层壳体及其里面的谐振腔壳体、音频采集传声器和谐振膜整个处于悬浮状态。
10.根据权利要求9所述的电子听诊器，其特征在于，所述弹性连接结构包括用于弹性连接内层壳体与外层壳体的连接环和支撑柱。
11.根据权利要求10所述的电子听诊器，其特征在于，所述连接环采用橡胶或硅胶或PU材质，所述支撑柱采用橡胶或硅胶。
12.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述谐振腔壳体外部设有吸音材料。
13.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述音频采集传声器为驻极体电容式音频采集传声器。
14.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述谐振腔壳体由金属材料或者非金属材料形成。
15.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述谐振腔壳体为以下中的一个柱形盆式谐振腔壳体、正方体或长方体谐振腔壳体、喇叭形谐振腔壳体。
16.根据权利要求2所述的电子听诊器，其特征在于，所述主机包括 控制电路，其用于对通过音频采集传声器转换的电信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电信号转换为声信号； 电源部分，其用于为音频采集传声器和控制电路提供电源。
17.根据权利要求16所述的电子听诊器，其特征在于，所述控制电路包括 前置放大电路，其用于放大通过音频采集传声器转换的电信号； 滤波电路，其用于对放大的电信号进行滤波； 功率放大电路，其用于将经过滤波的电信号转换为声信号。
18.根据权利要求17所述的电子听诊器，其特征在于，所述控制电路还包括 数字信号电路，其用于将所述经过滤波的电信号转换为数字信号；和 显示屏，其用于显示通过数字信号电路转换的数字信号。
全文摘要
本发明提供一种电子听诊器，包括听诊头，其用于在听诊时与体表接触，使脏器发出的经过体表辐射的声信号产生谐振，并将谐振声信号转换为电信号；主机，其用于对通过听诊头转换的电信号进行放大和滤波处理，并将处理后的电信号转换为声信号；扬声器，其用于播放通过主机转换的声信号。根据本发明的电子听诊器可监听和记录心音、肠鸣音、肺音、胎心音等多种脏器发出的多种频率的声音，适用于多种疾病的诊断，并且结构简单，使用方法也简单，而且还可有效地隔绝外界噪声，从而提高诊断的准确性。
文档编号A61B7/04GK102772222SQ201110121758
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者徐志军, 敬李, 毛爱华, 王智彪 申请人:重庆融海超声医学工程研究中心有限公司