一种咳嗽信号采集装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及咳嗽监测技术领域，尤其是涉及咳嗽信号采集装置系统。


背景技术：

2.咳嗽是呼吸系统疾病的一种临床征兆，是各种肺部疾病风险评估中的组成部分，对咳嗽的检测记录在医学上有着重要的意义。医生在了解病人呼吸系统疾病病情过程中，一种途径是通过询问来了解病人的咳嗽情况。然而由于各个病人的文化水平不一及语言概括能力存在很大差异，导致病人很难将咳嗽情况采用定量统计数据方式真实反应给医生。
3.目前国内也出现了一些咳嗽检测设备，然而这些咳嗽检测设备的引线多且长，引线的存在导致病人在佩戴上设备以后，走动等基本活动会受到影响，这使得佩戴的舒适性不高。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供解决引线多且长，影响病人活动的咳嗽信号采集装置及系统。
5.一种咳嗽信号采集装置，所述咳嗽信号采集装置包括：采集装置本体，设置于所述采集装置本体上的肌电采集处理单元、音频采集处理单元、无线通讯单元和供电单元；
6.所述肌电采集处理单元，包括设置于所述采集装置本体外表面的电极组和设置于所述采集装置本体内部的肌电采集处理芯片，所述肌电采集处理芯片与所述电极组和所述无线通讯单元连接，所述电极组贴附于人体膈肌处，所述肌电采集处理芯片将所述电极组采集到的体表膈肌信号发送至所述无线通讯单元；
7.所述音频采集处理单元，与所述无线通讯单元连接，用于采集咳嗽声音信号及将所述咳嗽声音信号发送至所述无线通讯单元；
8.所述无线通讯单元，用于将所述体表膈肌信号和所述咳嗽声音信号发送至连接的智能终端；
9.所述供电单元，与所述音频采集处理单元、所述肌电采集处理单元和所述无线通讯单元连接，用于为所述音频采集处理单元、所述肌电采集处理单元和所述无线通讯单元供电。
10.在其中一个实施例中，所述肌电采集处理单元包括设置于所述采集装置本体外表面的电极组和设置于所述采集装置本体内部的肌电采集处理芯片，所述肌电采集处理芯片与所述电极组和所述无线通讯单元连接。
11.在其中一个实施例中，所述电极组包括若干个电极帽扣和与所述若干个电极帽扣一一对应的电极片，所述若干个电极帽扣固定于所述采集装置本体的外表面，所述电极片与所述电极帽扣吸附连接，所述电极片用于贴附于人体膈肌处。
12.在其中一个实施例中，所述肌电采集处理芯片为ads1292芯片。
13.在其中一个实施例中，所述音频采集处理单元包括设置于所述采集装置本体外表
面的麦克风和设置于所述采集装置本体内部的音频采集处理芯片，所述音频采集处理芯片与所述麦克风和所述无线通讯单元连接。
14.在其中一个实施例中，所述音频采集处理芯片为新唐nau8501芯片。
15.在其中一个实施例中，所述麦克风为贴片麦克风。
16.在其中一个实施例中，所述供电单元包括设置于所述采集装置本体外表面的充电接口和设置于所述采集装置本体内部的锂电池，所述充电接口与所述锂电池连接，所述锂电池还与所述音频采集处理单元、所述肌电采集处理单元和所述无线通讯单元连接。
17.在其中一个实施例中，所述供电单元还包括设置于所述充电接口和所述锂电池间的充电管理模块，用于管理所述锂电池的充放电。
18.一种咳嗽信号采集系统，所述系统包括上述咳嗽信号采集装置，还包括智能终端和后台云端，所述智能终端与所述咳嗽信号采集装置和所述后台云端无线连接，所述智能终端接收所述体表膈肌信号和所述咳嗽声音信号及将所述体表膈肌信号和所述咳嗽声音信号发送至所述后台云端。
19.本实用新型的咳嗽信号采集装置，包括采集装置本体，设置于所述采集装置本体上的肌电采集处理单元、音频采集处理单元、无线通讯单元和供电单元，通过肌电采集处理单元将咳嗽信号采集装置直接贴附于人体的膈肌处，可见咳嗽信号采集装置作为一个一体式装置，与人体之间无需通过多余的引线进行连接，便能实现固定。在检测咳嗽时，由肌电采集处理单元采集体表膈肌信号，由音频采集处理单元采集咳嗽声音信号，由无线通讯单元将数据传输到智能终端，由供电单元为整个咳嗽信号采集装置供电。可见，本咳嗽信号采集装置为一个一体式采集装置，能通过无线通讯单元将采集到的体表膈肌信号和咳嗽声音信号发送至智能终端进行分析，不会因设置多余的引线而影响病人的基本活动，整体佩戴舒适度明显提高。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
21.其中：
22.图1为第一实施例中咳嗽信号采集装置的示意图；
23.图2为第二实施例中咳嗽信号采集装置的示意图；
24.图3为一个实施例中电极帽扣和对应电极片的示意图；
25.图4为一个实施例中通过电极组将咳嗽信号采集装置固定于人体的示意图；
26.图5为一个实施例中咳嗽信号采集系统的示意图；
27.附图标记：咳嗽信号采集装置001，采集装置本体100，肌电采集处理单元200，电极组210，电极帽扣211，电极片212，电极片正极212a，电极片rl212b，电极片负极212c，音频采集单元300，麦克风310，音频采集处理芯片320，无线通讯单元400，供电单元500，充电接口510，充电管理模块520，锂电池530，智能终端002，后台云端003。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1所示，图1为第一实施例中咳嗽信号采集装置的示意图，该咳嗽信号采集装置包括采集装置本体100，具体可以是一种长方体状或正方体状的壳体；此外还包括设置于该采集装置本体100上的肌电采集处理单元200、音频采集处理单元300、无线通讯单元400和供电单元500。该咳嗽信号采集装置为一个一体式装置，装置外部无需设置用于连接人体的牵引线或传输数据的数据线，仅通过咳嗽信号采集装置便能便携地采集咳嗽信号。
30.其中，肌电采集处理单元200包括设置于采集装置本体100外表面的电极组 210和设置于采集装置本体100内部的肌电采集处理芯片220，肌电采集处理芯片200分别与电极组210和无线通讯单元400连接。其中由电极组210实现固定并采集体表膈肌信号，而肌电采集处理芯片220则负责将采集到的体表膈肌信号发送至无线通讯单元400。在一个具体应用场景中，该肌电采集处理芯片220选用ads1292芯片。因此本实施例中无需设置用于连接人体的牵引线。
31.音频采集处理单元300，与无线通讯单元400连接，用于采集咳嗽声音信号及将咳嗽声音信号发送至无线通讯单元400。可见，本实施例中结合病人的咳嗽声音信号和体表膈肌信号作为咳嗽信号，这样就可以滤除周围环境中其他类似咳嗽声音或其他病人的咳嗽声音信号的干扰，一定程度提高咳嗽检测的准确性。
32.无线通讯单元400，则用于直接将体表膈肌信号和咳嗽声音信号发送至连接的智能终端。其中，无线通讯的方式既可以采用蓝牙通讯，也可以采用zigbee 通讯的方式，在此不做具体限定。而本实施例中该无线通讯单元400可以选用的芯片为apollo3 mcu或ama3b1kk-kbr。无线通讯单元400可以实时或定时的将接收到的体表膈肌信号和咳嗽声音信号远程发送至连接的智能终端，这样医生或家属就可以远程对患者的身体状况进行监控。与无线通讯单元400建立连接的智能终端可以是手机终端或平板终端等。
33.供电单元500，则与音频采集处理单元300、肌电采集处理单元200和无线通讯单元400连接，用于为音频采集处理单元300、肌电采集处理单元200和无线通讯单元400供电，从而保障咳嗽信号采集装置的持续工作。
34.上述咳嗽信号采集装置，为一个一体式装置，与人体之间无需通过多余的引线进行连接，便能实现固定。同时也能通过无线通讯单元将采集到的体表膈肌信号和咳嗽声音信号发送至智能终端进行分析，可见本装置不会因设置多余的引线而影响病人的基本活动，整体佩戴舒适度明显提高。
35.更具体的来说，该电极组210包括若干个电极帽扣211和与这若干个电极帽扣211一一对应的电极片212，这若干个电极帽扣211固定于采集装置本体100 的外表面，电极片212与电极帽扣211吸附连接，电极片212用于贴附于人体膈肌处。示例性的，参见图3，电极组210包括3个固定于采集装置本体100外表面的电极帽扣211以及对应的3个电极片212，分别为电极片正极212a、电极片 rl212b和电极片负极212c。图3中表示电极片正极212a、电极片rl212b和电极片负极212c应该贴附的位置。在具体进行咳嗽检测时，先将电极片212吸附
到电极帽扣211上，然后在撕去电极片212的保护层后，贴在人体胸部下方膈肌位置处即可，这样可以采集到较强的体表膈肌信号。参见图4，由于装置上三个电极帽扣211的位置固定，所以只要保证咳嗽信号采集装置的方向正确和电极组 210的贴放位置大致正确，就可以保证装置佩戴的正确性。用户不需要辨认识别哪个导联接哪个位置电极片212的问题，使用起来简便实用。
36.可见，本发明装置通过巧妙的设计，依靠3个电极片的黏附作用，并通过装置上固定的三个电极帽扣，就直接实现将咳嗽信号采集装置固定在人体右侧胸部下方的膈肌位置，体表膈肌信号直接从电极片通过电极帽扣引入采集装置中，而无需引线引出。整个装置小巧轻便，省去各种导联缠绕烦恼，使得本发明装置佩戴简便易于使用，解决佩戴繁琐及影响活动的问题。
37.在其中一个具体实施例中，参见图2，音频采集处理单元300包括设置于采集装置本体100外表面的麦克风310和设置于采集装置本体100内部的音频采集处理芯片320，音频采集处理芯片320与麦克风和无线通讯单元400连接。其中，由麦克风310采集咳嗽声音信号，由音频采集处理芯片320将采集到的咳嗽声音信号发送至无线通讯单元400。在一个具体应用场景中，该音频采集处理芯片320 为新唐nau8501芯片。
38.更具体的来说，麦克风310为小体积的贴片麦克风，去除了麦克风线，可直接设置于采集装置本体100外表面。作为一种示例，麦克风310的型号选用 spu0414hr5h-sb，其长宽高尺寸为3.76*2.95*1.1mm。与此同时，音频采集处理芯片320是直接设置于装置内部的，无需额外的引线引出。因此音频采集处理单元300的设置也同样无需额外的引线，这也同样保证了装置的便携性及易于使用。
39.在其中一个具体实施例中，供电单元500包括设置于采集装置本体100外表面的充电接口510和设置于采集装置本体100内部的锂电池530，充电接口510 与锂电池530连接，可通过充电接口510直接给内置锂电池530充电。在一个具体应用场景中，该充电接口510为microusb接口。而锂电池530还与音频采集处理单元300、肌电采集处理单元200和无线通讯单元400连接，为整个装置内的电路系统供电。
40.进一步的，参见图2，供电单元500还可包括设置于充电接口510和锂电池 530间的充电管理模块520，用于管理锂电池530的充放电，保证锂电池530的充放电稳定性。
41.参见图5，图5为一个实施例中咳嗽信号采集系统的示意图，该系统内应用上述的咳嗽信号采集装置001，此外还包括智能终端002和后台云端003。其中，智能终端002与咳嗽信号采集装置001和后台云端003之间建立无线连接以实现通讯，例如智能终端002与咳嗽信号采集装置001之间建立蓝牙通讯连接，智能终端002与后台云端003之间建立wifi通讯连接。智能终端002接收体表膈肌信号和咳嗽声音信号及将体表膈肌信号和咳嗽声音信号发送至后台云端003。在该系统内，智能终端002负责对咳嗽信号进行分析处理，以及实现：1、将咳嗽信号进行本地存储；2、智能识别咳嗽，统计咳嗽次数，标记咳嗽位置；3、查看及播放历史咳嗽记录；4、自动生成咳嗽报告。而后台云端003主要负责长时间存储咳嗽信号数据，同时也可以进行一定的数据处理。
42.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
43.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。