肺音图机以及肺音图机系统的制作方法

本发明涉及涉及医疗器械领域，特别是涉及一种肺音图机以及肺音图机系统。

背景技术：

目前，传统的医疗器械对于检查肺音上只是简单的借助于听诊器，医务工作者(例如医生)通过听诊器体外获取到肺部活动的声音，医护工作者依据经验可以初步判断出病因。由于听诊器获取的肺部声音比较微弱，而且常常伴随着噪音，常常对医务工作者造成干扰，影响医务工作者的及时准确的诊断，且诊断的依据主要依赖于医务工作者的经验，导致准确性较差。因此，设备的简陋和听觉上的误差会造成误诊，可能严重影响患者的人身安全，并且在检查的时候不能对肺音进行记录查看。

综上，目前肺音诊断依赖于听诊器，传统的听诊器设备由于比较简陋，导致准确性较差且不能进行记录查看。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种肺音图机以及肺音图机系统，以缓解现有技术中存在的听诊器设备由于比较简陋造成的准确性较差且不能进行记录查看的技术问题，能够提高准确性并能够进行记录和查看。

第一方面，本发明实施例提供了一种肺音图机，包括：听头和采集板；其中，

所述听头包括传声器，所述传声器外部套设有听诊器管；

所述采集板包括运算放大器、a/d转换器、微控制器和人机交互界面，所述运算放大器包括放大电路和带通滤波电路；

所述传声器的输出端与所述放大电路的输入端相连接，所述放大电路的输出端与所述带通滤波电路的输入端相连接，所述带通滤波电路与所述a/d转换器的输入端相连接，所述a/d转换器的输出端与所述微控制器相连接，所述微控制器与所述人机交互界面相连接。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该肺音图机还包括机箱壳体，所述采集板位于所述机箱壳体内部。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述传声器为电容式传声器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述运算放大器为opa2365运算放大器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述微控制器为stm32f407zgt6单片机。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该肺音图机还包括用于支撑所述机箱壳体的支撑装置，所述支撑装置设置有滚动脚轮。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述滚动脚轮为万向脚轮，所述滚动脚轮设置有刹车装置。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，该肺音图机还包括设置于所述机箱壳体上表面的置物架以及设置于所述置物架上表面的身份信息采集装置，所述置物架与所述机箱壳体以能够装拆的方式连接，所述身份信息采集装置与所述微控制器电连接。

第二方面，本发明实施例还提供一种肺音图机系统，包括：上位机以及如第一方面及其可能的实施方式中任一项所述的肺音图机，所述上位机与所述肺音图机通讯连接。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该肺音图机系统还包括耳机，所述耳机与所述上位机相连接。

本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供的肺音图机，包括：听头和采集板；其中，听头包括传声器，传声器外部套设有听诊器管；采集板包括运算放大器、a/d转换器、微控制器和人机交互界面，运算放大器包括放大电路和带通滤波电路；传声器的输出端与放大电路的输入端相连接，放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端相连接，带通滤波电路与a/d转换器的输入端相连接，a/d转换器的输出端与微控制器相连接，微控制器与人机交互界面相连接。因此，本发明实施例提供的技术方案，通过听头实现对多种生理音信号(包括心音、肺音、肠鸣音等)的采集，接着传递至采集板，经过运算放大器的放大、滤波，能够对噪音进行滤除，提高准确性，然后滤除噪音后的生理音信号可以通过a/d转换器转换成数字信号，经过采集板处理转换后的数字信号可以存储在微控制器中的数据存储器中，由微控制器进行记录、处理，同时通过人机交互界面进行直观的显示，能够缓解现有技术中存在的听诊器设备由于比较简陋造成的准确性较差且不能进行记录的技术问题，提高了准确性，同时能够记录听诊数据，并进行处理显示。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的肺音图机的结构框图；

图2为图1中采集板的结构框图；

图3为本发明实施例一提供的肺音图机的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的肺音图机系统的结构框图；

图5为本发明实施例二提供的肺音图机系统的结构示意图。

图标：1-听头；11-传声器；12-听诊器管；2-采集板；21-运算放大器；210-放大电路；211-带通滤波电路；22-a/d转换器；23-微控制器；24-人机交互界面；3-机箱壳体；4-支撑装置；41-滚动脚轮；410-刹车装置；5-置物架；51-身份信息采集装置；500-上位机；501-显示装置；502-键盘；503-鼠标；600-肺音图机；700-耳机；800-打印装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

目前肺音诊断依赖于听诊器，传统的听诊器设备比较简陋、依赖医务工作者的经验、准确性较差且不能进行记录查看，基于此，本发明实施例提供的一种肺音图机以及肺音图机系统，可以缓解现有技术中存在的听诊器由于设备比较简陋导致准确性较差且不能进行记录查看的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种肺音图机进行详细介绍。

实施例一：

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种肺音图机，可应用于医疗等领域，该肺音图机包括：听头1和采集板2。

其中，听头1包括传声器11以及听诊器管12，听诊器管12套设于传声器11外部。听诊器管12内部设置有信号线，传声器11通过信号线与采集板2信号连接，信号线具体采用六芯线。传声器11用于将人体的生理音(如肺音)转换成电压信号，听诊器管12一方面用于保护传声器11以及听诊器管12内部设置的信号线，另一方面用于提高生理音的定向性，并且能够抑制外界声音的干扰，保证诊断的准确性，从而保证了患者的安全。本发明实施例中的听诊器管12采用硅胶管，隔离性好。

进一步的是，传声器11为电容式传声器，优选的是，传声器11为驻极体电容式传声器。

采集板2包括运算放大器21、a/d转换器22、微控制器23和人机交互界面24。其中，运算放大器21包括放大电路210和带通滤波电路211。

传声器11的输出端与放大电路210的输入端相连接，放大电路210的输出端与带通滤波电路211的输入端相连接，带通滤波电路211与a/d转换器22的输入端相连接，a/d转换器22的输出端与微控制器23相连接，微控制器23与人机交互界面24相连接。

其中，运算放大器21用于实现对听头1传递的生理音信号进行放大和滤波，防止噪音的干扰，进一步使诊断结果更加准确；a/d转换器22，英文全称analog-to-digitalconverter，又叫模/数转换器，用于将模拟信号(电压或是电流的形式)转换成数字信号，本发明实施例中的a/d转换器22用于将通过传声器11转换的电压信号转换成数字信号，并将数字信号存储在与之连接的微控制器23中，具体的，数字信号存储在微控制器23的数据存储器。微控制器23可以对数字信号进行处理(比如还原为模拟信号)，并通过与之相连接的人机交互界面24进行显示，供医生查看。同时，医生可以通过人机交互界面24进行功能设置，比如输入调试参数，对肺音图机进行设备调试，还可以设置带通滤波的频率以实现对不同内脏器官生理音的采集。

微控制器23(microcontrollerunit，缩写为mcu)又称为单片机，包括一个中央处理器核心cpu，程序存储器(只读存储器或者闪存)、数据存储器(随机存储器)、一个或者多个定时器或者计时器。

进一步的是，本发明实施例中采用的微控制器23为stm32f407zgt6单片机，配备的数据存储器为静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，sram)，可以随时读写，而且读写速度快，sram不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。而动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory，dram)每隔一段时间，要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此相比于dram，sram具有较高的性能，功耗较小。

微控制器23还用于将采集的数据信号进行打包处理，通过网络设备(如路由器)与外界(如上位机)进行数据传输。

考虑到肺的声音信号的频段一般都是几十到5khz，并且信号比较弱，噪音较大，本发明实施例中的运算放大器21采用opa2365运算放大器来实现放大和滤波的功能，由于opa2365运算放大器的低噪声、高共模抑制比的特性，使得医生的听诊更加准确。

进一步的是，a/d转换器22的采样精度不低于12位(bit)。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

进一步的是，采集板2还包括光耦模块以及隔离电源模块(未示于图中)，所述光耦模块设置与运算放大器21与a/d转换器22之间，所述光耦模块用于实现听头1与微控制器23的隔离，所述隔离电源模块用于为运算放大器21、光耦模块、a/d转换器22供电，同时，隔离电源模块的输入、输出端分别与光耦模块的输入、输出端相连接，能够起到加强绝缘的作用。

具体的，听头1采集到的音频信号，通过光耦模块(pc817c)隔离后传递给微控制器23；pc817c输入部分的供电利用隔离电源模块(h0505s-1w)，采用光耦模块pc817c和隔离电源模块h0505s-1wul来实现加强绝缘，从而实现了输入信号(听头1采集到的音频信号)和微控制器23的隔离。其中，pc817c输入、输出级隔离电压：交流5000v；h0505s-1w输入、输出级隔离电压：直流6000v。

需要说明的是，听头1可以是多个，每个听头1可以实现对一种生理音(肺音、心音或者肠鸣音等)的采集，从而同时采集多路生理音信号，填补了领域空白，从而拓宽肺音图机的使用范围；采集板2中的运算放大器21、a/d转换器22、光耦模块、隔离电源模块也是多个，以便与多个听头1实现一一对应，采集板2的每个a/d转换器22均与微控制器23相连接，由微控制器23进行统一存储及处理(发送、显示等)。本发明实施例提供的肺音图机采用听头1为九个，可以同时采集九路音频信号(例如可以同时采集一个人体的九路生理音信号，也可以采集九个人的肺音信号)。

优选的是，人机交互界面24为显示屏，具体的，本发明实施例中的人机交互界面24为lcd(liquidcrystaldisplay)液晶显示屏，具有分辨率高、使用寿命长、能源消耗低、成本低等优点，人机交互界面24一方面用于直观的显示信号，另一方面用于对设备进行调试、检修。

进一步的是，该肺音图机还包括机箱壳体3，采集板2封装在机箱壳体3内部，机箱壳体3用于保护采集板2，可以防止灰尘、空气中的水汽等杂质影响采集板2的各电路的性能，避免外界杂质损坏电路，从而延长采集板2的使用寿命。此时，人机交互界面24可以设置在机箱壳体3的侧面窗体上。

优选的是，机箱壳体3为绝缘外壳，机箱壳体3接地。具体的，机箱壳体3包括金属外壳以及以喷涂的方式涂覆在金属外壳上的绝缘漆。

机箱壳体3上设置有多种接口孔，可以实现与外部设备的连接。

进一步的是，该肺音图机还包括用于支撑机箱壳体3的支撑装置4，支撑装置4下方设置有滚动脚轮41，滚动脚轮41通过螺钉与支撑装置4相连接。通过在支撑装置4上设置滚动脚轮41可以方便、省力的实现该肺音图机的移动。

优选的是，滚动脚轮41为万向脚轮，滚动脚轮41上还设置有刹车装置410，刹车装置410包括刹车片，刹车片位于滚动脚轮41的上方，可以使滚动脚轮41抱死，保证肺音图机在固定使用时不可移动，在需要移动肺音图机时，将刹车片收起即可。

进一步的是，该肺音图机还包括设置于机箱壳体3上表面的置物架5以及设置于置物架5上表面的身份信息采集装置51，置物架5与机箱壳体3以能够装拆的方式连接，通过装拆的连接方式可以方便的拆卸组装，有利于对置物架5和机箱壳体3进行更换和维护保养(清洗等)；身份信息采集装置51与微控制器23电连接，具体的，身份信息采集装置51为身份证读卡器，本发明实施例采用的身份信息采集装置51为华视的cvr-100n二代身份证读卡器，能够方便的采集被测试者的身份信息并通过微控制器23进行存储备份。微控制器23也可以将存储的身份信息发送至上位机，由上位机的管理系统进行存储处理。需要说明的是，身份信息采集装置51也可以直接与上位机进行连接，由上位机进行身份信息采集和管理。

本发明实施例提供的肺音图机，包括：听头和采集板；其中，听头包括传声器，传声器外部套设有听诊器管；采集板包括运算放大器、a/d转换器、微控制器和人机交互界面，运算放大器包括放大电路和带通滤波电路；传声器的输出端与放大电路的输入端相连接，放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端相连接，带通滤波电路与a/d转换器的输入端相连接，a/d转换器的输出端与微控制器相连接，微控制器与人机交互界面相连接。因此，本发明实施例提供的技术方案，通过听头实现对多种生理音信号(包括心音、肺音、肠鸣音等)的采集，接着传递至采集板，经过运算放大器的放大、滤波，能够对噪音进行滤除，提高准确性，然后滤除噪音后的生理音信号可以通过a/d转换器转换成数字信号，经过采集板处理转换后的数字信号可以存储在微控制器中的数据存储器中，由微控制器进行记录、处理，同时通过人机交互界面进行直观的显示，能够缓解现有技术中存在的听诊器设备由于比较简陋造成的准确性较差且不能进行记录的技术问题，提高了准确性，同时能够记录听诊数据，并进行处理显示。

实施例二：

如图4和图5所示，本发明实施例还提供一种肺音图机系统，其中包括：上位机500以及实施例一中所述的肺音图机600，上位机500与肺音图机600通讯连接。具体的，上位机500与肺音图机600通过以太网通讯连接。

进一步的是，上位机500可以是个人计算机(personalcomputer，pc机)，pc机包括主机(未示于图中)、显示装置501和输入设备，其中，显示装置501为23英寸lcd液晶显示器，输入设备包括键盘502和鼠标503。pc机的显示装置501和键盘502和鼠标503设置在置物架5的上表面，分别位于身份信息采集装置51的左右两侧；pc机的主机可以放置在机箱壳体3的侧面，即pc机的主机可以与机箱壳体3并排放置，也可以设置于机箱壳体3的上表面，还可以设置与机箱壳体3内，本发明实施例优选的是，pc机的主机设置于机箱壳体3内，既可以由支撑装置4支撑进行移动，同时减小了整个系统的占用体积，节省了占用空间，有利于实现系统向小型化发展。进一步的是，机箱壳体3内部还设置有路由器(未示于图中)，路由器具体采用tp-linktl-r473路由器，pc机的主机与路由器相连接，肺音图机600的微控制器23与路由器相连接，从而实现上位机500与肺音图机600通过以太网通讯，由于以太网传输速率快，能够快速的实现将微控制器23打包的数据发送至pc机，pc机接收来自微控制器23通过以太网发送的数据并存储在硬盘中，并通过内部的声卡、处理器和软件进行数据的解压还原，即将数字信号通过数模转换器(digitaltoanalog，d/a转换器)还原为模拟信号(电压信号)，实现对生理音信号的存储、显示、回放等。

机箱壳体3上设置有整机电源开关、市电输入接口、网络接口、usb接口和line-out端口。line-out是将声卡处理后的模拟信号通过line-out接口输出到音箱、扬声器等音频设备上。

优选的是，该肺音图机系统还包括耳机700，耳机700与上位机500相连接，具体的，耳机700通过机箱壳体3上的usb接口或者line-out端口与上位机500(pc机)相连接，实现对声音信号的监听。

该肺音图机系统还可以包括打印装置800(如打印机)，打印装置800与上位机500(pc机)相连接，pc机将接收的数据通过打印装置800进行打印记录、存放，方便医生护士日后进行查看对比，从而掌握被测试者的状况，方便以后在复查过程中对病情进行很好的掌控。

需要说明的是，微控制器23和上位机500(pc机)之间是非隔离的。

下面简要介绍本发明实施例提供的肺音图机系统的工作过程:

使用时，首先将电源线插入市电输入接口，通市电，然后打开整机电源开关，打开上位机500(pc机)的电源开关，然后将需要采集部位(例如肺部信号)对应的听头1移动至被测试者的测试部位(例如肺部)，被测试者的肺音信号经过听头1进入到传声器11中，音频信号在传声器11中完成由声音到电压信号的转换，再经过采集板2由运算放大器21的放大电路210和带通滤波电路211的处理使信号的噪声降低，放大电路210和带通滤波电路211处理过的低噪信号然后通过a/d转换器22转换为数字信号，传输至微控制器23中，由微控制器23进行存储记录，并在人机交互界面24中进行显示，同时将数据(数字信号)进行打包通过网络设备(路由器)发送至上位机500(pc机)，由pc机通过上位机500软件实现数据信号的存储(硬盘存储)，并可以通过声卡进行转换显示肺音的波形曲线，医生带上耳机700，将耳机700的输入端插入到机箱壳体3的usb接口或者line-out端口(这里指的是pc机的主机上的端口)，可以监听声音并可以回放，提高肺音诊断的准确性，同时医生能够将数据通过打印装置800将肺音信号的波形曲线打印出来，做到纸质储存备份和记录，在听诊结束，然后去掉耳机700，最后关掉整机电源开关，完成整个听诊的过程。

需要说明的是，被测试者可以将身份证放置在身份信息采集装置51上，由身份信息采集装置51传输至微控制器23中，微控制器23还通过网络设备(如路由器)由以太网快速传递至pc机，由pc机进行读取存储，方便后期对应识别，有利于掌握被测试者的状况。

本发明实施例提供的肺音图机系统，与上述实施例提供的肺音图机具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。