CN104305961A - 肠鸣音监测识别*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肠鸣音监测识别***，包括：肠鸣音采集装置，肠鸣音采集装置用于采集肠鸣音声学信号，并将肠鸣音声学信号转换为数字化的电学信号，以获得肠鸣音数据并传输；信息传输网络，信息传输网络用于传输肠鸣音数据；数据处理中心，数据处理中心用于接收并存储、管理肠鸣音数据，并根据数据处理中心中预存的疾病的肠鸣音特征库，通过肠鸣音识别算法对肠鸣音数据进行分析识别，以根据分析识别结果进行疾病筛选和诊断。本发明的肠鸣音监测识别***可方便地监测肠鸣音、识别肠鸣音特征，以据此进行疾病筛选和诊断，且该***用途广泛、功能强大，具有很好的医疗辅助作用。

Description

肠鸣音监测识别***

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种肠鸣音监测识别***。

背景技术

肠鸣音是指肠蠕动时，肠管内的气体、液体被推动，从而产生的一种断断续续的咕噜声。1905年Cannon首次对在腹部听诊到声音进行了***地解释，将腹部声音与胃肠***关联起来。随着医学研究的进展，肠鸣音已经成为诊断腹部疾病的重要指标。

对于不同的疾病，肠鸣音表现出不同的特征。正常情况下，肠鸣音约为每分钟4-5次，肠鸣音的频率范围、声音的大小和次数变异较大，表现为餐后肠鸣音次数频繁而且声音大，平时肠鸣音次数少而且声音小。而急性胃肠炎患者、服泻药后或发生胃肠道大出血时，则会有肠蠕动增强，肠鸣音可达每分钟十次以上，但音调并不高亢，这种现象称为肠鸣音活跃。对于机械性肠梗阻患者，肠鸣音次数多，而且响亮高亢，有时甚至呈现叮当声或者金属声，这种情况称为肠鸣音亢进。而老年便秘、腹膜炎、电解质紊乱和胃肠动力低下的病人，由于肠梗阻持续存在，使得肠壁肌肉劳损，肠壁蠕动减弱，使得肠鸣音减弱，数分钟才能听到一次。对于急性腹膜炎或麻痹性肠梗阻患者，连续数分钟都听不到肠鸣音，这种现象称为肠鸣音消失。因此，可以通过听诊肠鸣音的方法，对有肠鸣音病理特征的疾病，进行健康监护、疾病筛选和识别。

目前，临床的腹部听诊多采用听诊器进行，听诊时间一般持续半分钟到数分钟。肠鸣音病理特征与疾病类型相关，患同一疾病的不同患者的肠鸣音有所差异，而同一患者的肠鸣音在不同时间有明显变化，因此肠鸣音的诊断需要具备极丰富的临床经验。此外，对于如术后肠梗阻等患者，肠活动性低下，术后数小时都不会有明显肠鸣音，而术后首次肠鸣音是判断患者恢复情况的指标之一，显然用听诊器长时间听诊的方法不适用。另外，由于肠鸣音信号是随时间变化的，将听诊到的某些特征性的肠鸣音记录下来，进行肠鸣音特征分析和识别，能有效减少对临床经验的要求。同时，记录下的肠鸣音可以重复播放、对比，对于多位医生集体会诊，以及通过对比同一病人在一段时间内的肠鸣音变化来判断病情发展等情况，在辅助诊断、辅助医疗上有很大作用。

常用的识别方法有贝叶斯算法、神经网络等，这些算法被广泛的应用于语音识别和说话人识别中。而肠鸣音与语音在频率范围、声音大小、时间间隔等特征不完全相同。因此，肠鸣音的监测和识别是一个需要研究与解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种肠鸣音监测识别***，该***通过监测肠鸣音，可方便地对相关疾病进行识别和诊断，且该***用途广泛、功能强大，具有很好的医疗辅助作用。

为达到上述目的，本发明的实施例提出了一种肠鸣音监测识别***，包括：肠鸣音采集装置，所述肠鸣音采集装置用于采集肠鸣音声学信号，并将所述肠鸣音声学信号转换为数字化的电学信号，以获得肠鸣音数据并传输；信息传输网络，所述信息传输网络用于传输所述肠鸣音数据；数据处理中心，所述数据处理中心用于接收并存储、管理所述肠鸣音数据，并根据数据处理中心中预存的疾病的肠鸣音特征库，通过肠鸣音识别算法对所述肠鸣音数据进行分析识别，以根据分析识别结果进行疾病筛选和诊断。

根据本发明实施例的肠鸣音监测识别***，首先采集肠鸣音声学信号，然后对该信号进行数字转换后输出肠鸣音数据，最后通过与预存的疾病的肠鸣音特征库进行对比匹配，根据肠鸣音识别算法分析肠鸣音数据，根据分析结果进行疾病识别筛选和诊断。因此，该***可方便地对有肠鸣音病理特征的疾病进行识别和诊断，且该***用途广泛、功能强大，具有很好的医疗辅助作用。例如该***既可以用于长期监护也可以用于短期监测，可以用于病房监测、体检等多种用途。同时，疾病的肠鸣音特征库降低了对医生的肠鸣音诊断经验的要求，通过参考、对比常见疾病的肠鸣音，达到辅助疾病筛选和诊断的功能。此外，各类疾病的特征库可以随时更新，跟进最新医学研究成果。

另外，根据本发明上述实施例的肠鸣音监测识别***还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述肠鸣音采集装置包括：传感器，所述传感器用于将所述肠鸣音声学信号转换为模拟电信号；前置滤波器和前置放大器，所述前置滤波器和前置放大器用于分别对所述模拟电信号进行滤波和放大处理；A/D转换器，所述A/D转换器将经过滤波、放大后的模拟电信号转换为数字信号；数据传输模块，所述数据传输模块与所述信息传输网络相连，用于将所述数字信号传输给所述信息传输网络；电源，所述电源用于为所述肠鸣音采集装置供电；电源管理模块，所述电源管理模块用于对所述电源进行管理已提供稳定的电源并判断电量；微控制器，所述微控制器用于对所述肠鸣音采集装置的整体电路进行控制，以保证所述整体电路按照预设的流程运行。。

在一些示例中，所述传感器为拾音器、压电传感器或MEMS传感器。

在一些示例中，所述传感器为一个或多个。

在一些示例中，所述肠鸣音采集装置具有膜型听诊头、钟型听诊头或两用听诊头。

在一些示例中，所述肠鸣音特征包括音调、响度、肠活动频率、频谱范围、肠活动性特征参数。

在一些示例中，所述肠鸣音识别算法提取分析所述肠鸣音信号，得到音调、响度、肠活动频率、频谱范围、肠活动性特征参数，并通过所述肠鸣音特征库进行疾病筛选和诊断。

在一些示例中，所述肠鸣音采集装置为一个或多个。

在一些示例中，所述信息传输网络为WIFI、GPRS/3G/4G移动互联网或以太网

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的肠鸣音监测识别***的结构图；

图2为根据本发明一个实施例的肠鸣音采集装置的结构框图；

图3为根据本发明一个实施例的肠鸣音监测识别***的肠鸣音信号处理流程图；

图4为根据本发明一个实施例的肠鸣音监测识别***的肠鸣音识别流程图；

图5为根据本发明一个实施例中6种肠鸣音及其对应的疾病类型示意图；以及

图6为根据本发明一个实施例的数据处理中心的功能示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的肠鸣音监测识别***。参照图1所示，该***包括：肠鸣音采集装置110、信息传输网络120和数据处理中心130。

其中，肠鸣音采集装置110用于采集肠鸣音声学信号，并将肠鸣音声学信号转换为数字化的电学信号，以获得输出肠鸣音数据。

信息传输网络120用于传输肠鸣音数据。

数据处理中心130用于接收并存储、管理肠鸣音数据，并根据数据处理中心130中预存的疾病的肠鸣音特征库，通过肠鸣音识别算法对肠鸣音数据进行分析识别，以根据分析结果进行疾病筛选和诊断。其中，例如数据处理中心130中可包括一个数据库，用以存储肠鸣音数据，并且数据库中预存有多种疾病的肠鸣音特征库。其中，肠鸣音特征例如包括音调、响度、肠活动频率、频谱范围、肠活动性特征参数。

数据处理中心130例如为计算机或服务器，可实现数据存储、管理访问和分析识别功能。其中数据库将收集到的肠鸣音数据进行存储和管理，同时根据预存的各种疾病的肠鸣音特征库，运行肠鸣音识别算法，识别肠鸣音的各项特征并存储疾病筛选和诊断结果。另外，在具体实施过程中，数据处理中心130的数据库还可以提供数据访问功能，如护士站的值班护士、办公室的值班医生、研究室的研究人员、会诊室的医生等具有访问权限的用户都可以访问数据库。并且，数据库可提供如按照病人姓名、检查时间、疾病类型等多种筛选模式，以方便肠鸣音的监测、诊断和研究。

关于上述的肠鸣音算法，其提取某段肠鸣音数据所表征的音调、响度、肠活动频率、频谱范围、肠活动性特征参数等特征，并根据预存的各种疾病的肠鸣音特征库识别出与该段数据最相近的几种疾病，排除相似性低的疾病，以实现疾病的筛选和诊断。

在一些示例中，如图1所示，例如肠鸣音采集装置110可以为一个或多个，可根据实际需求确定肠鸣音采集装置110的数量。在具体使用时，根据使用时的患者人数，每个患者可佩戴一个肠鸣音采集装置110，并且根据患者的身体情况和监测目的，佩戴时可以采用仰卧、静坐或站立等***。具体地说，可将肠鸣音采集装置110紧贴患者腹部表面，即可进行肠鸣音信号的采集。另外，可以根据需要，对监测时间长短进行控制。例如，对于术后患者，可以采用仰卧、长时间监测的方式来获得病人的恢复情况；对于体检者，可以采用静坐或站立的***，进行短时间的监测。

信息传输网络120例如为WIFI、GPRS/3G/4G移动互联网或以太网。信息传输网络120连接采集装置110和数据处理中心130，以完成两者之间的数据传输。信息传输网络120区分各个肠鸣音采集装置110传输的数据，并将多个肠鸣音采集装置110得到的肠鸣音数据分别传输给数据库，以实现多个病人、多个肠鸣音采集装置110的同时间、长时间数据传输，保证数据的可靠性、有效性和实时性。

在一些示例中，如图2所示，肠鸣音采集装置110例如包括：传感器111、前置滤波器112、前置放大器113、A/D转换器114、数据传输模块115、电源116、电源管理模块117和微控制器118。

其中，传感器111用于将肠鸣音声学信号转换为模拟电信号，也即传感器111用于实现肠鸣音信号的声电转换。在一些示例中，传感器111例如可以为拾音器、压电传感器或MEMS(Microelectro Mechanical Systems，微机电***)传感器。这是由于肠鸣音通过腹部表面传导，而声音的传导通过介质的振动进行，所以腹部表面的振动也是肠鸣音信号的一种表现方式，因此可以使用拾音器、压电传感器或MEMS传感器等作为传感器111以实现声电转换。进一步地，传感器111可以为一个，可以采集某个位置的肠鸣音。另一方面，传感器111也可以为多个，多个传感器111放置于不同位置，组成传感器阵列，以便采集不同部位的肠鸣音，从而更有效、更准确地获得肠鸣音信号，便于肠鸣音识别。

在一些示例中，肠鸣音采集装置110具有膜型听诊头、钟型听诊头或两用听诊头，以实现肠鸣音信号的采集和传导，具体类型可依据医学需求来选择。同时，肠鸣音声学信号在传导时，可以通过共振腔直接连接转换装置(即传感器111)，或者使用有声学传导作用的管子或其他部件。另外，当在使用如压电传感器等转换装置时，共振腔可以根据需要删除或调整大小、材料等特性，以便更好地用于肠鸣音传导。

前置滤波器112用于对模拟电信号进行滤波处理，前置放大器113用于对模拟电信号进行放大处理。

A/D转换器114用于将经过滤波、放大处理后的模拟电信号转换为数字信号。

数据传输模块115与信息传输网络120相连，用于将上述得到的数字信号传输给信息传输网络120。

另外，在实际应用中，肠鸣音采集装置110还包括电源116、电源管理模块117和微控制器118。电源116用于为肠鸣音采集装置110供电，电源管理模块117用于对电源116进行管理以提供稳定的电源，并判断电量是否充足，微控制器118通过固件程序控制整体电路的按预设的流程运行。

综上，结合图3所示，肠鸣音采集装置110的肠鸣音信号处理流程概述如下：肠鸣音信号经过声学、声电转换和电学三个部分处理。声学部分中，膜片紧贴腹部表面，共振腔与膜片相连，二者将在腹部采集的肠鸣音声学信号传导给声电转换部分。声电转换部分利用传感器111，将肠鸣音声学信号转换为模拟电学信号。电学部分在控制电路的控制下，将模拟电学信号经过前置滤波、前置放大和模拟-数字转换，获得肠鸣音数字信号，最后肠鸣音数字信号经过数据传输模块115发送给信息传输网络120。

如图4所示，在本发明的实施例中，肠鸣音识别流程概括如下：首先提取肠鸣音特征，根据各类疾病的肠鸣音特征库进行特征识别，最后得到疾病筛选和诊断结果。图5所示为6种常见的肠鸣音及其对应的疾病类型，其在音调、响度、频谱范围和肠鸣音频率等特征上有所区别：如，机械性肠梗阻患者的肠鸣音亢进，肠鸣音频率高，响度大，音调高亢；腹泻患者肠鸣音活跃，肠鸣音频率高但音调并不高亢；术后病人肠活动性减弱，肠鸣音减弱。这些特征会由于患者的个体差异、进食情况等有所变化，而识别时使用的有大量数据的各类疾病的肠鸣音特征库，可以更有效、更准确的进行疾病筛选和诊断。

在上述实施例中，疾病的诊断是在肠鸣音数据送到数据库后再进行的。实际上，肠鸣音的识别和诊断算法还可以实时进行，实时进行的算法可以以软件形式在肠鸣音记录仪、网络平台或数据库上运行，也可以用集成的硬件加速模块进行运算，还可以使用DSP数字信号处理芯片进行识别。实时处理可以提供实时提醒功能，可以应用于识别术后病人的首次排气、首次肠鸣音等，辅助医生判断恢复效果，从而提醒医生开始下一步治疗。

图6为数据处理中心130的数据库的功能示意图。数据库从信息传输网络120获得肠鸣音信号，根据各类疾病的肠鸣音特征库运行识别算法，并存储原始肠鸣音数据、提取出的特征和诊断结果。数据库对获得的数据进行处理，也可以对历史数据进行统计分析，从而提供各种类型的数据，如，某一患者的肠鸣音历史记录，患相同疾病患者的肠鸣音的异同，患同一种疾病、采用不同治疗方式的患者的肠鸣音对比等。同时，数据库还提供护士、值班医生、研究人员等授权用户登录，完成患者基本信息录入、病历的记录和修改，同时可以输入最新的疾病研究成果、专家会诊意见等数据以更新各类疾病的肠鸣音特征库，使得***不断优化和改善。

根据本发明实施例的肠鸣音监测识别***，首先采集肠鸣音信号，然后对该信号进行相应处理后输出肠鸣音数据，最后通过与预存的疾病的肠鸣音特征库进行对比匹配，根据肠鸣音识别算法分析肠鸣音数据，根据分析结果进行疾病识别筛选和诊断。因此，该***可方便地对具有肠鸣音病理特征的疾病(如肠易激综合症、结肠炎、肠梗阻等)进行监护、识别和诊断，且该***用途广泛、功能强大，具有很好的医疗辅助作用。例如该***可将肠鸣音数据信息化、网络化，方便各类授权用户访问、管理患者数据，数据库记录的结果可以提供历史数据对比功能；另外，既可以用于长期监护也可以用于短期监测，可以用于病房监测、体检等多种用途。同时，各种疾病的肠鸣音特征库降低了对医生的肠鸣音诊断经验的要求，通过参考、对比常见疾病的肠鸣音，达到辅助疾病筛选和诊断的功能。此外，各类疾病的特征库可以随时更新，跟进最新医学研究成果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种肠鸣音监测识别***，其特征在于，包括：

肠鸣音采集装置，所述肠鸣音采集装置用于采集肠鸣音声学信号，并将所述肠鸣音声学信号转换为数字化的电学信号，以获得肠鸣音数据并传输；

信息传输网络，所述信息传输网络用于传输所述肠鸣音数据；

数据处理中心，所述数据处理中心用于接收并存储、管理所述肠鸣音数据，并根据所述数据处理中心中预存的疾病的肠鸣音特征库，通过肠鸣音识别算法对所述肠鸣音数据进行分析识别，以根据分析识别结果进行疾病筛选和诊断。

2.根据权利要求1所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述肠鸣音采集装置包括：

传感器，所述传感器用于将所述肠鸣音声学信号转换为模拟电信号；

前置滤波器和前置放大器，所述前置滤波器和前置放大器用于分别对所述模拟电信号进行滤波和放大处理；

A/D转换器，所述A/D转换器将经过滤波、放大后的模拟电信号转换为数字信号；

数据传输模块，所述数据传输模块与所述信息传输网络相连，用于将所述数字信号传输给所述信息传输网络；

电源，所述电源用于为所述肠鸣音采集装置供电；

电源管理模块，所述电源管理模块用于对所述电源进行管理以提供稳定的电源，并判断电量；

微控制器，所述微控制器用于对所述肠鸣音采集装置的整体电路进行控制，以保证所述整体电路按照预设的流程运行。

3.根据权利要求2所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述传感器为拾音器、压电传感器或MEMS传感器。

4.根据权利要求3所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述传感器为一个或多个。

5.根据权利要求4所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述肠鸣音采集装置具有膜型听诊头、钟型听诊头或两用听诊头。

6.根据权利要求1所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述肠鸣音特征包括音调、响度、肠活动频率、频谱范围、肠活动性特征参数。

7.根据权利要求6所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，其中，所述肠鸣音识别算法提取分析所述肠鸣音信号，得到音调、响度、肠活动频率、频谱范围、肠活动性特征参数，并通过所述肠鸣音特征库进行疾病筛选和诊断。

8.根据权利要求1所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述肠鸣音采集装置为一个或多个。

9.根据权利要求1所述的肠鸣音监测识别***，其特征在于，所述信息传输网络为WIFI、GPRS/3G/4G移动互联网或以太网。