CN111616733A - 一种穿戴式无线听诊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴式无线听诊装置，包括听头模块和耳端接收模块，所述听头模块与耳端接收模块无线连接；所述听头模块包括依次连接的膜片、拾音传感器、音频处理电路、控制模块与第一蓝牙模块，和为该听头模块提供工作电源的第一电源管理模块，所述第一蓝牙模块还与音频处理电路输出端连接；所述耳端接收模块包括依次连接的第二蓝牙模块、播放单元、喇叭模块、和为该耳端接收模块提供工作电源的第二电源管理模块，所述喇叭模块内置于一耳塞中，所述第二蓝牙模块与第一蓝牙模块无线连接。本发明提供的穿戴式无线听诊装置，通过将听头模块和耳端接收模块分离，避免了交叉感染。

Description

一种穿戴式无线听诊装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，更具体地说，特别涉及一种穿戴式无线听诊装置。

背景技术

听诊器是医生人人必备的便携式医疗器械，应用十分的广泛，用于拾取患者身体某些部位的声音，从而帮助医生进行望闻问切的初步诊断。普通的听诊器通常由听诊头、导音管、耳挂组成。医生在使用时，医生和患者之间通过听诊器产生直接连接；并且在听诊过程中，医生需要带上耳塞；听诊完毕之后，为了避免长期佩戴耳塞造成的不适，会取下耳塞。

如果医生在接触具有高传染性病人的时候，医生需要穿上防护服，防护整个头部，这时操作听诊器变得非常的麻烦，且有可能增加医患交叉感染的风险。为此，有必要对现有的听诊器进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种穿戴式无线听诊装置，以克服现有技术中所存在的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种穿戴式无线听诊装置，包括听头模块和耳端接收模块，所述听头模块与耳端接收模块无线连接；所述听头模块包括依次连接的膜片、拾音传感器、音频处理电路和第一蓝牙模块，与音频处理电路连接的控制模块，和为该听头模块提供工作电源的第一电源管理模块，所述第一蓝牙模块还与音频处理电路输出端连接；所述耳端接收模块包括依次连接的第二蓝牙模块、播放单元、喇叭模块、和为该耳端接收模块提供工作电源的第二电源管理模块，所述喇叭模块内置于一耳塞中，所述第二蓝牙模块与第一蓝牙模块无线连接。

进一步地，还包括与所述播放单元连接的红外检测电路，在所述红外检测电路检测到耳塞带入耳内，该红外检测电路控制所述播放单元工作。

进一步地，还包括与所述播放单元连接的音频放大和控制模块，与音频放大和控制模块连接的麦克风，所述音频放大和控制模块与第二蓝牙模块连接，所述第二蓝牙模块根据音频放大和控制模块的指令控制所述播放单元是否播放麦克风所检测到的环境音。

进一步地，所述音频处理电路包括依次连接的音频前置放大电路和滤波调理电路，所述音频前置放大电路与拾音传感器连接，所述滤波调理电路与第一蓝牙模块连接。

进一步地，所述控制模块包括增益控制电路和宽带控制电路，所述增益控制电路与音频前置放大电路连接，所述宽带控制电路与滤波调理电路连接。

进一步地，所述听头模块包括听头本体以及磁吸在听头本体上的腕带，所述腕带内嵌记忆金属。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的穿戴式无线听诊装置，通过将听头模块和耳端接收模块分离，听头模块拾取的声音通过无线传输的方式传送至耳端接收模块中，可使医生在接触具有高传染性病人的时候非常方便的进行听诊，避免了交叉感染的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本申请穿戴式无线听诊装置的框架图。

图2是本申请穿戴式无线听诊装置中听头模块的框架图。

图3是本申请穿戴式无线听诊装置中耳端接收模块的框架图。

图4是本申请穿戴式无线听诊装置中听头模块的结构示意图。

图5是本申请听头模块中音频前置放大电路的电路图。

图6是本申请听头模块中滤波调理电路的电路图。

图7是本申请听头模块中增益控制电路的电路图。

图8是本申请听头模块中带宽控制电路的电路图。

图9是本申请听头模块中第一蓝牙模块的电路图。

图10是本申请听头模块中第一电源管理模块的电路图。

图11是本申请耳端接收模块中麦克风及音频放大和控制电路的电路图。

图12是本申请耳端接收模块中播放单元和喇叭模块的电路图。

图13是本申请耳端接收模块中红外接近检测电路的电路图。

图14是本申请耳端接收模块中第二蓝牙模块的电路图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参阅图1所示，本发明提供一种穿戴式无线听诊装置，包括听头模块100和耳端接收模块200，听头模块100与耳端接收模块200无线连接，在使用时，听头模块100拾取的声音通过无线传输的方式直接传输到耳端接收模块200中，

参阅图2所示，所述的听头模块包括依次连接的膜片101、拾音传感器102、音频处理电路103和第一蓝牙模块105，与音频处理电路103连接的控制模块104，和为该听头模块提供工作电源的第一电源管理模块106，第一蓝牙模块105还与音频处理电路103输出端连接。

膜片101通过贴合人体的表面，将体内的声音震动传递到拾音传感器102，拾音传感器102将声音信号转化为电信号，电信号经过音频处理电路103进行音频处理、放大、滤波之后，分为两路：一路直接通过第一蓝牙模块105的音频通道将数据传递给耳端接收模块200；一路经过采集之后，可以存储在听头模块100的控制模块104内；方便医生回顾查看；另一方面，采集存储的数字音频信号，同样可以通过I2S接口，通过第一蓝牙模块105传递给耳端接收模块200，以获得比模拟信号传输更丰富的信号控制和变换的效果。

所述音频处理电路包括依次连接的音频前置放大电路(如图5所示)和滤波调理电路(如图6所示)，所述音频前置放大电路与拾音传感器连接，所述滤波调理电路与第一蓝牙模块连接。

所述控制模块包括增益控制电路和宽带控制电路，所述增益控制电路与音频前置放大电路连接，所述宽带控制电路与滤波调理电路连接。

参阅图5所示，为音频前置放大电路的电路图，其中芯片U4(MAX9814)提供一个偏置电路，拾音传感器的信号输出通过隔直电容后，将有效的音频信号输出到芯片U4，芯片U4提供可达60dB的增益，该增益可以通过图7所示的增益控制电路输出不同的增益控制电平来进行调整。

参阅图6所示，为滤波调理电路的电路图，在音频前置放大电路输出的放大后的音频信号，需要进行进一步的调理，以满足听诊器的带宽要求，并去除掉听诊器不相关的声音信号。采用该滤波调理电路进行信号的滤波调理，可以通过图8所示的宽带控制电路通过输出端BW的电平来控制阻容选择，进而实现带宽选择。

该滤波调理电路包括电容C26、C28、C29、C34、电阻R22、R32、R27、R25、R26、R28、R31、信号放大器(LMV358)U6B、U6A，其中电容C28与电容C29连接，电容C29与信号放大器U6B的输入端正极连接，电阻R32一端与信号放大器U6B的输入端正极连接，电阻R32另一端与增益控制电路连接，信号放大器U6B的输入端负极与输出端连接，信号放大器U6B的输出端依次通过电阻R27、电阻R25、电阻R26、电阻R28后与信号放大器U6A输入端正极连接，电容C26一端连接在电阻R25和电阻R26之间，电容C26另一端与信号放大器U6A的输出端连接，电容C34一端与信号放大器U6A输入端正极连接，电容C34另一端与增益控制电路连接，信号放大器U6A输入端负极与输出端连接，电阻R31一端与信号放大器U6A输出端连接，电阻R31另一端作为输出端口。

音频前置放大电路输出的放大后的音频信号通过一个典型的Sally-Key二阶滤波器网络进行信号调理，该电路第一级以U6B为主体包含C28、C29、R22、R32阻容器件的高通滤波器，高通滤波器的截止频率设置在(16Hz～50Hz)之间。信号调理电路的第二级是一个Sally-Key二阶低通滤波器结构，以U6A为主体，包含C26，C34，R27、R25、R26、R28阻容网络。其截止频率可以通过选择是否接入电阻R25、R26到电路中进行切换，切换的截止频率分别为500Hz和1000Hz。硬件的滤波器结构有很多种，包括MFB之类的其他滤波器形式，可以根据电路的实际需求进行选择。其中Sally-Key的滤波器参数比较容易计算和调试，所以本发明采用此滤波器结构。

参阅图9所示，为第一蓝牙模块105的电路图，第一蓝牙模块105(U3以高通的CSR8670蓝牙芯片为核心的蓝牙模块)可以实现蓝牙的音频传输，将图6滤波调理电路的输出音频信号进行处理后，通过蓝牙的方式传输给第二蓝牙模块。

参阅图10所示，为第一电源管理电路106的电路图，实现电池电压的稳压输出(U5WL2801E33)和电池的充电管理U4(LTC4054)功能。

参阅图4所示，所述的听头模块100包括听头本体110以及磁吸在听头本体110上的腕带111，腕带111内嵌记忆金属。

听头模块100在佩戴时，只需要腕带111背面轻轻的拍打在手臂上，腕带会立刻按照手臂的大小卷曲在手臂上，可以很完美的贴合在手臂上，方便医护人员的佩戴。

参阅图3所示，所述的耳端接收模块200包括依次连接的第二蓝牙模块201、播放单元202、喇叭模块203、和为该耳端接收模块200提供工作电源的第二电源管理模块207，喇叭模块203内置于一耳塞中，第二蓝牙模块201与第一蓝牙模块105无线连接。

所述的耳端接收模块200还包括与播放单元202连接的音频放大和控制模块205，与音频放大和控制模块205连接的麦克风206，音频放大和控制模块205与第二蓝牙模块201连接，第二蓝牙模块201根据音频放大和控制模块205的指令控制播放单元202是否播放麦克风206所检测到的环境音。

所述的耳端接收模块200还包括与播放单元202连接的红外检测电路204，在红外检测电路204检测到耳塞带入耳内，该红外检测电路204控制播放单元202工作，在红外检测电路204检测到耳塞没有带入耳内，红外检测电路204控制播放单元202关闭。

参阅图11所示，为麦克风及音频放大和控制电路的电路图，电路中提供了麦克风(左右)的偏置电路(即音频放大和控制电路)，实际产品，可以选择只使用一个麦克风，从而降低产品对体积的要求，麦克风模块输出的信号，经过隔直电容后输出。

参阅图12所示，为播放单元和喇叭模块的电路图，播放单元202包含一个功率放大器U14(SGM4917)驱动喇叭播放音频，U14带有静音的功能，播放单元将第二蓝牙模块201输出的蓝牙音频信号，进行功率放大后输出，驱动耳机喇叭模块203，播放给医生听。

参阅图13所示，为红外接近检测电路的电路图，采用红外人体接近传感器U1(TMD2635)，用来检测听诊器耳塞是否被放置进耳朵内，通过I2C接口与第二蓝牙模块进行通讯，从而控制音频电路是否处于工作状态，其他的传感器可能提供其他的通讯接口，比如串口或者SPI或者1-Wire等，可以根据实际的电路需要进行适配更改。

参阅图14所示，为第二蓝牙模块的电路图，该第二蓝牙模块U2以高通的CSR8670蓝牙芯片为核心的蓝牙模块，可以对图11的麦克风输出信号进行放大和调理，也可以将蓝牙音频、麦克风输入的音频进行驱动输出到图12的电路。第二蓝牙模块201的控制功能，可以通过I2C接口，与红外接近传感器进行通讯，从而控制耳机的工作的状态。该第二蓝牙模块201还集成有一套完整的电池电源管理电路(即第二电源管理模块207)，可以直接用单节锂电池供电，并可以实现为锂电池充电管理的功能。

耳端接收模块200的工作流程为：第二蓝牙模块201接收到听头模块100传输过来的声音信号，通过播放单元202，驱动喇叭模块203播放；红外检测电路204，检测耳塞是否带入耳内，如果没有，红外检测电路204会输出一个开关电平，关闭播放单元202。当第二蓝牙模块201接收到指令后，会控制控制播放单元是否播放耳塞外侧的环境音麦克风检测到的环境音。

本实施例中的耳端接收模块200为可穿戴式设备，采用类似传统听诊器耳挂的结构，将两个耳塞连接在一起，可以紧密佩戴在医生的脖颈处，方便医生塞入耳朵和取下耳塞。

在使用时，当医生将耳塞放进耳朵时，耳端接收模块200自动开机，并与听头模块100建立无线连接，医生听诊完毕之后，可以取下耳塞，此时耳塞自动关机，进入低功耗的待机模式。另外，为了方便医生在穿着防护服、一直佩戴耳塞的情况下，仍然可以与患者或者同事交流，由于耳塞的外侧配备有一个麦克风206，可以拾取外界的声音，通过耳塞传送到医生的耳内。听头模块100上有一个按钮，医生可以通过按钮的操作，配置耳塞上麦克风进入开启或者静音模式，当医生需要进行交流时，开启耳塞上的麦克风；当医生听诊时，将麦克风206静音。

本发明提供的穿戴式无线听诊装置，通过将听头模块和耳端接收模块分离，听头模块拾取的声音通过无线传输的方式传送至耳端接收模块中，可使医生在接触具有高传染性病人的时候非常方便的进行听诊，避免了交叉感染的风险。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种穿戴式无线听诊装置，其特征在于，包括听头模块和耳端接收模块，所述听头模块与耳端接收模块无线连接；所述听头模块包括依次连接的膜片、拾音传感器、音频处理电路和第一蓝牙模块，与音频处理电路连接的控制模块，和为该听头模块提供工作电源的第一电源管理模块，所述第一蓝牙模块还与音频处理电路输出端连接；所述耳端接收模块包括依次连接的第二蓝牙模块、播放单元、喇叭模块、和为该耳端接收模块提供工作电源的第二电源管理模块，所述喇叭模块内置于一耳塞中，所述第二蓝牙模块与第一蓝牙模块无线连接。

2.根据权利要求1所述的穿戴式无线听诊装置，其特征在于，还包括与所述播放单元连接的红外检测电路，在所述红外检测电路检测到耳塞戴入耳内，该红外检测电路控制所述播放单元工作。

3.根据权利要求1所述的穿戴式无线听诊装置，其特征在于，还包括与所述播放单元连接的音频放大和控制模块，与音频放大和控制模块连接的麦克风，所述音频放大和控制模块与第二蓝牙模块连接，所述第二蓝牙模块根据音频放大和控制模块的指令控制所述播放单元是否播放麦克风所检测到的环境音。

4.根据权利要求1所述的穿戴式无线听诊装置，其特征在于，所述音频处理电路包括依次连接的音频前置放大电路和滤波调理电路，所述音频前置放大电路与拾音传感器连接，所述滤波调理电路与第一蓝牙模块连接。

5.根据权利要求4所述的穿戴式无线听诊装置，其特征在于，所述控制模块包括增益控制电路和宽带控制电路，所述增益控制电路与音频前置放大电路连接，所述宽带控制电路与滤波调理电路连接。

6.根据权利要求1所述的穿戴式无线听诊装置，其特征在于，所述听头模块包括听头本体以及磁吸在听头本体上的腕带，所述腕带内嵌记忆金属。

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