专利名称：智能人体音图仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医学诊断用仪器，更确切地说是涉及一种利用计算机数据采集、控制技术检查人体脏器声音用以辅助诊断疾病的测量记录仪器。
人体脏器在活动过程中产生的振动，以声波形式通过组织传到体表，通过听诊器可以听诊人体脏器在活动中的声音，如果用声电传感器检测声音并转换为电信号，再以线条图形描记在记录纸上即形成音图，如肺音图、心音图、吞水音图(人咽水后，水经口腔、咽腔、食管、贲门进入胃腔，所产生的声音为吞水音)等。所制作的专用仪器就是人体音图仪。
现有技术中的音图仪主要由录音部分和重放描记部分组成。录音部分的主要功能是完成声电转换并通过录音机将信号记录在磁带上，重放描记部分的主要功能是恢复声音信号并通过热笔记录器将音图描记在纸带上。由于所测声音的最高频率可达1000Hz，而热笔记录器的最高响应频率为100Hz，因而同期录音、描记是不可能的。现有技术中采用了快录、慢放的方法，即控制录音机的马达转速变化，使之快速录制，低带速回放描记。
由于采用录音机的快录慢放来描记波形，马达转速不易准确控制从而导致波形失真，大夫根据音图形状人工推算临床诊断疾病的基本依据参数也极不方便准确，因此采用录音机快录慢放地描记音图，实际使用效果不佳。
本实用新型的目的是采用先进的微处理器数据采集存贮技术以代替用录音机快录慢放地描记音图，集监听、监视、描记音图于一体并能统计、分析、判断测试结果，给出各种测试参数，使音图仪成为精度高、功能完善、临床使用效果好的医学诊断用仪器。
为保证测试精度采样频率应远大于所测声音频率，本实用新型选用8088／8086作为中心控制器CPU，完成数据滤波、计算参数等。采用8253定时器控制采样，即输出某一固定频率fa作为A／D模／数转换器的工作频率，转换后的数据存贮在随机存贮器RAM中。并仍以该8253定时器控制CPU将RAM中的数据经D／A数／模转换器转换为模拟值，供热笔记录器描记，即以另一个比fa低整数倍的固定频率fb作为D／A转换器的工作频率，实现了类似于“快”录“慢”放的功能。如果取fa＝10fb，即A／D转换器与D／A转换器的工作频率之比为10，则相当于在描记音图时将信号频率降低了10倍或者说将音图的时间轴拉长了10倍。
为使医生能用多种手段进行诊断，本实用新型设计了多路电子转换开关以控制信号流向，如将放大的声音信号送耳机、示波器进行实时听诊、视诊，或在复现时将D／A转换器的输出信号送耳机、示波器进行重新听诊、视诊，还可送热笔记录器描记音图对纸带波形进行分析。
附
图1、智能人体音图仪模板结构图附图2、A／D、D／A转换板电路结构图附图3、多路电子转换开关电路图
以下结合附图详细说明本实用新型的技术。音图仪由六块功能模板组成并配置了声电传感器、耳机、示波器，热笔记录器及微型打印机。各模板及配置件间通过数据、地址、控制总线连接，如附
图1所示。
功能模板1为CPU模板，包括中心控制器8088／8086，定时器8253，中断控制器8259，并行接口芯片8255，串引接口芯片8251和EPROM芯片。定时器8253产生定时时钟脉冲，包括控制A／D转换器采样的工作频率fa和控制D／A转换器转换的工作频率fb。中断控制器用以控制主程序分别跳转至五个中断服务程序吞程中断服务程序，数据采集中断服务程序，噪声标记中断服务程序，计算监控中断服务程序和描记复现中断服务程序。并行接口用于与键盘联络通讯，串行接口用于与PC机的联机调试通讯，EPROM用于存放程序。
功能模板2为内存板，640KRAM空间用于存放采集的声音数据。
功能模板3为A／D、D／A转换板，由A／D转换器ADC0804和D／A转换器DAC0832组成。A／D转换器将经过放大的声音模拟信号转换成数字信号，其采样工作频率fa由功能模板1的定时器程序控制给出，D／A转换器将经过数字化处理的声音信号转换为模拟信号供描记或重新监听、监视，其转换工作频率fb也由功能模板1的定时器在程序控制下给出。
功能模板4为前放板，由集成运算放大器阻容滤波电路和吞咽起始信号控制器组成。集成运放将声电传感器的微弱信号放大为前放信号，阻容滤波电路滤去1000Hz以上的噪声，吞咽起始信号控制器即为吞咽起始触发器，使吞咽开始即自动开启数据采集服务程序。
功能模板5为功放及多路电子转换开关板，包括功率放大Ⅰ、Ⅱ和多路电子转换开关。集成功率放大器Ⅰ对D／A输出信号进行功率放大输出驱动耳机，集成功率放大器Ⅱ将放大的D／A输出信号送至热笔记录器驱动马达运转。多路电子转换开关控制D／A输出信号的流向，流向耳机示波器进行重新监听、监视、流向热笔记录器进行音图描记，或直接控制前放信号流向耳机示波器进行实时监听、监视。
功能模板6为键盘板，包括按键、数据显示器和状态指示灯。按键包括0－9十个数字键，二十个参数键用以显示某个参数值，描记、示波器显示等七个功能键，用以执行某种功能，数码显示器显示参数值，状态指示灯用以指示描记状态或显示参数状态。微型打印机可打印各种参数值。
附图2为A／D、D／A转换板的电路结构图。由附
图1中功能模板4输出的前放信号，一路送附图3所示的多路电子转换开关，供实时监听、监视，另一路送附图2所示的采样保持器Lf398的输入端。A／D转换器ADC0804的模拟输入端接至采样保持器输出端，由CPU输出指令控制A／D转换开始。本实施例中，当采集信号时，CPU模板定时器输出4KHz－－5KHz(fa)时钟脉冲，即程序每隔250μS－200μS启动A／D转换器一次，执行一次数据采集服务程序。用写命令启动A／D转换器，地址译码器输入的地址线ADD0与读WR线同时有效，A／D转换器ADC0804的WR端有效，开始模数转换。同时ADD0WR信号经反相驱动D触发器74LS74翻转，其输出Q状态使采样保持器Lf398变至保持状态。当ADC0804完成模数转换后，其INTR端变为低电位经二级反相使D触发器74LS74复位，Q状态使采样保持器恢复至采样(跟随)状态。CPU用读命令取得模数转换值，即ADD。RD有效，ADC0804D0－D7八位数字信号经数据总线DB送CPU控制存贮，同时INTR输出端变为高电位。SYSRESET为系统复位线，其作用是使采样保持器为采样(跟随)状态。
人体音图仪在完成描记复现功能时，D／A转换器DAC0832将数字信号转换为模拟信号输出，也同样由CPU输出指令控制转换开始，本实施例中，当描记复现时，CPU模板的定时器输出400Hz－－500Hz(fb)时钟脉冲，即程序每隔2.5ms－2ms执行一次描记复现中断服务程序，用写命令将待转换的8位数字信号通过数据总线送至D／A转换器数据端，当地址线ADD1和写WR线同时有效时，DAC0832的WR端有效，锁存数据并启动D／A转换器进行转换，得到相应的模拟量，图中运算放大器1和2的作用是完成电平转换即将0－5V电平转换为±5V电平，输出至多路电子转换开关。
由于在复现描记时，D／A转换器的工作频率是A／D转换器工作频率的1／10，故复现描记的声音信号频率也降低了10倍，音图时间轴拉长了10倍，两个转换器的工作频率比可根据需要通过程序调整。
当复现监听、监视功能时，D／A转换器的工作频率fb则不必降低，同A／D转换器的工作频率一样，即每隔250μS－200μS执行一次描记复现中断服务程序。
附图3为多路电子转换开关电路图。多路电子开关电路的作用是控制信号流向，使音图仪具有在采集信号的同时耳机示波器的实时监听监视功能；所记录存贮信号的复现监听、监视功能及热笔描记音图的功能。
采用4052双1－4路模拟开关作为主要的控制元件。当音图仪进行信号采集时，程序发出写命令，4D触发器74LS175的Q1Q2输出为00状态，4052的AA’开关闭合，电子开关A使热笔功放输入接地，电子开关A’使由功能模板4输出的前放信号接至耳机功放电路及示波器，实现实时监听、监视。当音图仪对已记录存贮的声音信号进行复现监听、监视时，程序发出另一条写命令，4D触发器74LS175Q1Q2输出01状态、4052的BB’开关闭合，电子开关B使热笔功放输入接地，电子开关B’使经D／A转换器复现的声音信号经1KHz低通滤波器接至耳机功放电路及示波器，执行上述功能时，4D触发器的Q3Q4输出均为00状态，热笔不加热，描记仪电机不动作。
当音图仪对已记录存贮的声音信号进行热笔描记音图时，程序发出另一条写命令，4D触发器74LS175Q1Q2输出为10状态，4052的CC’开关闭合，电子开关C使经D／A转换器复现并变频后的声音信号经100Hz低通滤波器接至热笔功放电路，电子开关C’使耳机功放及示波器输入接地，此时，4D触发器的Q3Q4输出状态为11，使热笔加热，描记仪电机运转。
本实用新型在临床使用时，先将声电传感器固定于病人的相应部位，监测吞水音时令病人含水吞咽，功能模板4的吞咽起始信号控制器通过功能模板1的中断控制器8259使程序自动进入吞程中断服务程序，结束后再进入数据采集中断服务程序，启动A／D转换器，采集数据，医生可实时监听监视并随时作出噪音标记，采样结束后，程序自动转入计算监控中断服务程序，通过各功能键显示打印参数或描记音图、重新监听、监视等，本实用新型可用于监测记录吞水音、肺音和心音，可用于普查初筛早期癌症。
权利要求1.一种医学用智能人体音图仪，包括由中心控制器、定时器、中断控制器、存放程序的EPROM、接口芯片组成的CPU模板，存放数据的内存模板，完成模数与数模转换的A/D、D/A转换模板，完成声电转换并放大的前放模板，将D/A转换器输出信号放大，控制信号流向的功放及多路电子转换开关模板，由数字键、功能键、参数键组成的键盘模板及将各模板和配置的耳机、示波器、热笔记录器连接起来的数据、地址、控制总线，其特征在于A/D、D/A转换模板的地址译码器输出的ADD。WR信号接至A/D转换器的WR端，地址译码器输出的ADD1WR信号接至D/A转换器的WR端，当热笔记录器描记音图时，D/A转换器WR端输入的数模转换工作频率比A/D转换器WR端输入的模数转换工作频率低整数倍。
2.根据权利要求1所述的医学用智能人体音图仪、其特征在于所述的功放及多路电子转换开关模板的多路电子转换开关，输入端分别接前放信号、D／A转换器输出和地，输出端分别接耳机电路、示波器、热笔功放电路。
专利摘要本实用新型涉及一种利用计算机数据采集控制技术检查记录人体脏器声音用以辅助诊断疾病的仪器。由六块功能模板组成并配置有耳机、示波器、热笔记录器等。包括CPU、内存、A/D和D/A转换、前放、功放及多路电子转换开关和键盘板。耳机示波器可实时监听监视，也可将记录存贮的声音信号复现监听监视，热笔记录器可描记出音图。音图仪是通过控制A/D转换器和D/A转换器的工作频率解决声音信号频率高而记录器频率低的矛盾的。
文档编号A61B8/00GK2062605SQ89218249
公开日1990年9月26日 申请日期1989年10月24日 优先权日1989年10月24日
发明者朱增梁, 朱云瑞, 侯传斌, 陈荔香, 潘学义, 李志俊, 于浩 申请人:陈荔香, 朱云瑞, 朱增梁, 李志俊, 侯传斌, 潘学义, 于浩