听诊模式切换自动检测数字听诊器及听诊模式切换检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医用听诊器，尤其是一种听诊模式切换自动检测的数字听诊器。
【背景技术】
[0002]听诊器是内外妇儿科大夫最常用的诊断器具，是医师的标志，广泛用于心、肺的听诊。听诊器自200年前用于临床以来，基本结构变化不大，主要包括用于和人体接触检测声音的体件、声音传导部分和听音部分，但是听诊器的性能和使用方式有了很大的改变。最初的声学听诊器从简单的木质单耳听筒；发展到胶皮管传导声音的双耳声学听诊器；体件有钟型(低频肺音)、膜盒(心脏高频音)形式。但是声学听诊器的限制之一在于传递声音的导管不可以做得很长，一般在50厘米，顶级的产品传递声音的导管长度可以到58厘米，导管对听诊测量大夫的体位有很大的限制。在声音传感器和电子技术的推动下，出现了模拟电子听诊器，可以比声学听诊器获得更大的信号放大倍数，并且通过导线和耳机使听诊音的传输距离有了很大的改变。缺点是电子听诊声音模拟处理不能有效处理患者咳嗽、体位变化、环境等带来的杂音，这个杂音可能在模拟电子听诊器的耳机被转换成能量很大的信号，使测量的医务人员很不舒服，甚至伤害医务人员的听力，而且模拟电子听诊器价格上比声学听诊器高很多，因此没有得到普及。
[0003]在语音信号的专用数字信号处理器有了长足的发展之下，听诊器的最新进展是数字听诊器。和先前的模拟电子听诊器不同，数字听诊器对声音传感器转换听诊音得到的电信号进行了量化、滤波和模式识别等处理。特别是模式识别，能够分辨衣服摩擦、患者咳嗽、意外击打听诊器体件等环境噪声，并有效抑制，有效的数字信号处理能够使80%以上的环境噪声被抑制，24倍的有效放大，等等，从而使得电子化听诊器的信号放大倍数大，传递远(基本不受限制)等优异的特点得以发挥。
[0004]但是当前数字听诊器依然存在不足。不足之一是需要操作的医疗人员在应用中根据测量的目的手工切换心音/肺音模式。这是因为目前的数字听诊器都采用单一的膜盒体件结构。采用单一的膜盒体件设计对于降低数字听诊器的重量，简化传感器维护是很方便的，但是膜盒体件比较适用于心脏的听诊，因此数字听诊器用于肺部听诊的时候，用户需要调整电听诊器的模式按钮，并通过听诊器的显示器来显示当前信号处理的模式为“肺音模式”，在使用中适当用力将体件压在患者的听诊部位来实现肺的听诊，不能在心/肺的测量之间随意切换，使用不是很方便。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种听诊模式切换自动检测数字听诊器及听诊模式切换检测方法，通过采用双头体件设计，配合特别设计的模式探测器，从而实现心/肺听诊的自动化；在应用中，医务人员只需要象传统的双体件听诊器的应用那样将听诊器声音输出孔旋转转向听诊测量的体件，便可以实现测量模式的自动切换，从而消除了数字听诊器应用中的模式切换额外的操作。本发明采用的技术方案是:
一种听诊模式切换自动检测数字听诊器，包括双头体件、钟型听筒、听诊器声音输出孔、膜盒、声音传感器；
钟型听筒和膜盒分设在双头体件上相对的两侧；听诊器声音输出孔安装在双头体件内，且能够旋转；听诊器声音输出孔旋转时，前端的声音进口能够分别对准钟型听筒或膜盒；声音传感器位于听诊器声音输出孔的尾端，用于检测听诊音；
其主要改进之处在于，还包括一听诊模式探测器，听诊模式探测器安装在听诊器声音输出孔孔外壁上，听诊模式探测器的朝向与听诊器声音输出孔声音进口朝向一致，用于检测并识别数字听诊器设置的听诊模式；
听诊模式探测器和声音传感器通过电缆连接数字听诊器信号处理及控制电路。
[0006]进一步地，所述听诊模式探测器采用涡流传感器；钟型听筒和膜盒相对于涡流传感器间距不同，且钟型听筒和膜盒均为金属材料；该涡流传感器连接在一个振荡电路中；依据涡流传感器内部振荡信号的幅度和相位识别涡流传感器相对钟型听筒或膜盒，从而相应识别数字听诊器设置的听诊模式为肺音模式或心音模式。
[0007]一种数字听诊器的听诊模式切换检测方法，包括下述步骤:
步骤S1，使用一个设置在听诊器声音输出孔后段孔外壁上且与听诊器声音输出孔声音进口朝向一致的听诊模式探测器，检测听诊模式探测器与朝向的钟型听筒或膜盒的距离；并依据距离的远近判断出数字听诊器当前设置的听诊模式为肺音模式或心音模式；
步骤S2，根据声音传感器检测并回传给数字听诊器信号处理及控制电路的患者听诊音信号，依据听诊音信号中包含的频率特征，判断频率特征所表示的使用模式是否与数字听诊器当前设置的听诊模式一致；并给出相应的提示。
[0008]进一步地，步骤S1中，听诊模式探测器采用涡流传感器，该涡流传感器连接在一个振荡电路中；依据涡流传感器内部振荡信号的幅度和相位识别涡流传感器相对钟型听筒或膜盒，从而相应识别数字听诊器设置的听诊模式为肺音模式或心音模式；
具体为:涡流传感器朝向钟型听筒或膜盒时，将获得的振荡信号的幅度和相位分别与涡流传感器处于自由空间时连接振荡电路获得的振荡信号幅度与相位相比较，
若幅度差大于设定幅度差上限阈值及相位差大于设定相位差上限阈值，则判定涡流传感器朝向膜盒，听诊模式为心音模式；
若幅度差小于设定幅度差下限阈值及相位差小于设定相位差下限阈值，则判定涡流传感器朝向钟型听筒，听诊模式为肺音模式。
[0009]进一步地，步骤S2中，具体可设置一个分界频率点，依据听诊音信号中低于或高于分界频率点的信号频率分布，判断出当前听诊音信号为低频肺音或高频心音；从而判定数字听诊器当前使用模式是否与数字听诊器当前设置的听诊模式一致。
[0010]本发明的优点在于:
1)数字听诊器的使用更加方便，在切换设置的听诊模式后，能够被自动识别，无需手工调整模式按钮。
[0011]2)增加了使用过程中使用模式与设置的听诊模式是否匹配的自动检测过程，可以及时提醒医务人员。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的电原理框图。
[0013]图2为本发明的双头体件听诊器和听诊模式探测器的肺音模式即钟型模式。
[0014]图3为本发明的双头体件听诊器和听诊模式探测器的心音模式即膜盒模式。
[0015]图4为本发明的一种使用涡流传感器的听诊模式探测器。
[0016]图5为本发明的使用涡流传感器和听诊器体件金属壳距离远近导致的幅度和相位变化示意图。
[0017]图6为数字听诊器信号处理及控制电路处理听诊模式自动切换的参考流程。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0019]本实施例提出的听诊模式切换自动检测数字听诊器，电原理如图1所示，主要结构如图2和图3所示。
[0020]听诊模式切换自动检测数字听诊器，包括双头体件10、钟型听筒11、听诊器声音输出孔12、膜盒13、听诊模式探测器14、声音传感器15、电缆16 ;图2中，数字听诊器设置在肺音模式(钟型模式)，图3中，数字听诊器设置在心音模式(膜盒模式)。
[0021]钟型听筒11和膜盒13分设在双头体件10上相对的两侧；听诊器声音输出孔12安装在双头体件10内，且能够旋转；听诊器声音输出孔12旋转时，前端的声音进口能够分别对准钟型听筒11或膜盒13，从而切换听诊器的听诊模式；声音传感器15位于听诊器声音输出孔12的尾端，用于检测听诊音；听诊模式探测器14安装在听诊器声音输出孔12后段孔外壁上，听诊模式探测器14的朝向与听诊器声音输出孔12声音进口朝向一致，用于检测并识别数字听诊器设置的听诊模式；
听诊模式探测器14和声音传感器15通过电缆16连接数字听诊器信号处理及控制电路。数字听诊器信号处理及控制电路输出声音传感器15和听诊模式探测器14需要的激励信号(有些类型声音传感器15需要一个电压输入，特此说明)，并接收的声音传感器15和听诊模式探测器14输出信号。
[0022]本实施例中，听诊模式探测器14采用涡流传感器；由于膜盒13和钟型听筒11的与人体的接触面积不同，结构的高度不同，因此，当听诊器声音输出孔12旋转选择测量对应的膜盒13或者钟型听筒11的时候，听诊模式探测器14和膜盒13或者钟型听筒11外壳之间的间距是不同的，钟型听筒11距离听诊模式探测器14相对于膜盒13要远；因此，膜盒13或者钟型听筒11应用了这个属性实现听诊模式的自动检测。
[0023]比如，采用金属材料，铝或者不锈钢制作的膜盒13或者钟型听筒11，可以使用涡流传感器来指示听诊模式对应是体件的膜盒13还是钟型听筒11。具体工作原理如下:
如图4，涡流传感器有线圈1401、磁芯142和骨架等构成，线圈141绕在骨架上；当处