[实用新型]基于听诊音频谱分析的多功能数字式听诊器电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于听诊音频谱分析的多功能数字式听诊器电路，属于数字医疗器械和设备系统领域。

背景技术

自1816年法国医师林奈克发明听诊器以来，在过去近200年中，它一直是现代医学诊治的一个重要检测设备。挂着听诊器的医生形象出现在手册、广告、画报等各种媒体资料上，已成为最深入人心的代表医学、医疗、医生的文化符号。学习使用听诊器，并利用其辅助判诊气管炎、肺炎、胸腔积液等疾病，曾是学医者的一项重要必修技术。然而，随着医疗科技手段的进步，现在的医生却越来越不重视这种传统的医疗器械。医生即使行使听诊，也往往只是简单地、甚至象征性地在病人身体前面听一下，后面听一下，就草草结束了，使得听诊器更像是挂在医生脖子上的一个装饰品。

造成这种现象的原因是多方面的。一方面，通过传统听诊器进行常规检测可能会有一定的诊断误差。随着医疗官司和纠纷的日益增加，医生更倾向于让患者花较多的费用去进行各种电子、化学检测，用当代先进医疗设备来消灭误诊。另一方面，很多患者在心理上也逐渐依赖CT、B超、心电图、抽血化验、X光透视等相对复杂的检测手段，生怕少检查一样会导致诊断发生偏差。然而实际上，医学界人士也认为，除了某些重病或疑难杂症，大部分疾病并没有必要动用昂贵而费时的CT和核磁共振等大型设备。

对传统听诊器的不重视，另一个很重要的原因是它不能生成详细科学的数据报告，医生凭经验听得不确定，患者看不到具体的数据报告，医患双方渐渐地都对这种看上去很简单的听诊抱以怀疑的态度，最后索性还是求助CT、核磁共振等手段，医生“省心”，患者“放心”，毕竟大多数人总是觉得“眼见为实”、“贵重机器不太会犯错”。

本专利设计的是一种基于听诊音频谱分析的多功能数字式听诊器，着重从听诊音频率的角度出发，精确定量分析听诊音频谱，从而给出科学的听诊预判。以喘鸣音为例：喘鸣音为持续时间大于250 ms的连续性声音。在发作期哮喘中，由于支气管可逆性痉挛导致喘鸣音的产生。研究结果表明，发作期哮喘的呼吸音频率增高，强度也增大，但缓解期与正常对照无差别，这与其病理生理特点相符。其他的器官同样存在类似的现象。

发明内容

本实用新型的目的是克服传统听诊器无法适应现代医疗的现状，提供一种基于听诊音频谱分析的多功能数字式听诊器电路，通过生成并分析听诊音的频谱，利用液晶显示器等数据输出终端显示详细的频谱分析结果，以达到辅助听诊的功能。采用这种电路的听诊器不仅可为医生诊断提供了便利，方便听诊技术的教学培训，而且可显著提高听诊的正确率。

按照本实用新型提供的技术方案，所述基于听诊音频谱分析的多功能数字式听诊器电路包括：通过基于MEMS技术的硅麦克风传感器采集人体器官音频信号的音频信号采样端、输出数字信号的模拟信号处理模块和进行音频频谱分析的数字信号处理单元；所述模拟信号处理模块连接至所述音频信号采样端的输出，所述数字信号处理单元通过数据接收终端输出频谱分析结果；所述数字信号处理单元为专用集成电路。

所述硅麦克风传感器内置于听诊头中，硅麦克风传感器下方与听诊头之间垫有一个塑料片，硅麦克风传感器的电源及数据线通过听诊器的皮管引出。

所述模拟信号处理模块包括：硅麦克风传感器的信号输出端通过第一电容和第一电阻连接运算放大器的“+”输入端；运算放大器的“－”输入端接参考电压；运算放大器的“+”输入端和运算放大器输出端之间接第四电阻；运算放大器的输出端连接第二电阻的一端，第二电阻另一端通过第二电容接地，并连接模数转换器的输入端，将采集的模拟信号传入模数转换器中，生成对应的8位数字信号，通过数据总线将该8位数字信号传给所述专用集成电路。

所述专用集成电路包括数字滤波处理单元、FFT核心运算单元、系统主状态控制单元、频谱筛选核心运算单元、数据发送单元；数字滤波处理单元的输入端同模拟数字转换器相连接，输出连接至FFT核心运算单元，频谱筛选核心运算单元的输入连接至FFT核心运算单元，输出连接至数据发送单元，数据发送单元的输出连接至外部的数据接收终端；系统主状态控制单元输出端口同所述数字滤波处理单元、FFT核心运算单元、频谱筛选核心运算单元、数据发送单元的控制端口相连接。

所述数字滤波处理单元包括相互连接的模式选择单元和FIR滤波器，FIR滤波器的数据接收端同模拟数字转换器的输出连接，FIR滤波器的控制端口同系统主状态控制单元连接。