CN203776933U - 一种医用波形可视听辅助诊断分析仪 - Google Patents

一种医用波形可视听辅助诊断分析仪 Download PDF

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张东林
张庆辉
齐仁龙
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Abstract

本实用新型公开了一种医用波形可视听辅助诊断分析仪，波形采集传感器的信号输出端通过信号滤波放大模块、A/D转换模块、数据缓存模块连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端分别连接显示模块和音频输出模块和存储模块。本实用新型通过波形采集传感器采集人体生理特征波形信号并将其转换为电信号，经过信号滤波放大模块放大、A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后上传至处理模块进行处理，处理模块分别通过显示模块和音频输出模块以图像信息和声波信号形式输出人体生理波形信息，供医生进行判断，能够避免医生使用现有听诊器无法接受到某些频率和强度声音的弊端，保证医生客观、便利、准确的为病人进行诊断。

Description

一种医用波形可视听辅助诊断分析仪
技术领域
本实用新型涉及一种医用诊断设备，尤其涉及一种医用波形可视听辅助诊断分析仪。 
背景技术
随着我国城镇化建设步伐的加快，社区医疗已经纳入城市建设和规划的重要内容。听诊器是目前社区医生常用的诊断仪器之一，它是根据人身体各部位发出的代表生理特征的机械震动波形，通过声音在介质中传播原理，把人体的生理特征信号，经过波形传出，使医生能够在一定的距离内听清楚人体发出的特定波形信号，据此诊断病情。但是由于受到人耳听力范围（人耳听力范围要求波形频率范围为20—20KHZ，强度范围为0dB—140dB）的限制，导致该设备在使用时存在一定的弊端，如：医生只能听清楚心、肺、腹、血管音、皮下气肿音、肌束颤动音等有限范围内的机械震动波形。而据有关医学资料研究表明，人体内部的生理震动如心跳声、肠鸣音、湿罗音等甚至血液流动的声音，还存在频率和强度不在现有机械听诊器可监听范围内的情况，如次声波频率范围在0—20HZ、超声波20KHz以上或者强度范围在–20–0db的情况。因此，由于现有听诊器所存在的弊端，致使医生无法全面地为病人诊断病情。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种医用波形可视听辅助诊断分析仪，能够采集人体生理特征波形信息，并通过显示屏和听筒以图象和声音形式进行表示，避免医生使用现有听诊器无法接受到某些频率和强度声音的弊端，保证医生客观、便利、准确的为病人进行诊断。 
本实用新型采用下述技术方案： 
一种医用波形可视听辅助诊断分析仪，包括波形采集传感器，波形采集传感器的信号输出端通过信号滤波放大模块连接A/D转换模块的信号输入端，A/D转换模块的信号输出端连接数据缓存模块的信号输入端，数据缓存模块的信号输出端连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端分别连接显示模块和音频输出模块，处理模块还连接有存储模块。
所述的数据缓存模块包括CPLD控制模块和与CPLD控制模块连接的随机存储器， A/D转换模块的信号输出端连接CPLD控制模块的信号输入端，CPLD控制模块还通过GPIO扩展接口连接处理模块。 
所述的处理模块还连接有USB接口模块、RS232接口模块、2G/3G模块、GPRS模块和/或wifi模块。 
所述的CPLD控制模块连接有两个随机存储器。 
所述的信号滤波放大模块包括次声波滤波放大电路、超声波滤波放大电路和声波滤波放大电路。 
其特征在于：所述的波形采集传感器采用脉搏传感器、心音传感器、心率传感器、心电传感器或肺音传感器。 
所述的显示模块采用液晶触摸屏。 
本实用新型通过波形采集传感器采集人体生理特征波形信号并将其转换为电信号，经过信号滤波放大模块放大、A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号后上传至处理模块进行处理，处理模块分别通过显示模块和音频输出模块以图像信息和声波信号形式输出人体生理波形信息，供医生进行判断，能够避免医生使用现有听诊器无法接受到某些频率和强度声音的弊端，保证医生客观、便利、准确的为病人进行诊断。 
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。 
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括波形采集传感器，波形采集传感器的信号输出端通过信号滤波放大模块连接A/D转换模块的信号输入端，A/D转换模块的信号输出端连接数据缓存模块的信号输入端，数据缓存模块的信号输出端连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端分别连接显示模块和音频输出模块，处理模块还连接有存储模块。 
波形采集传感器可以根据人体各部位产生的生理信息特征，按照医生实际工作需求选用脉搏传感器、心音传感器、心率传感器、心电传感器或肺音传感器。 
为了全面采集人体不同部位产生的生理特征信息，根据人体不同部位产生的生理波形的频率和强度不同，本实用新型所述的信号滤波放大模块包括次声波滤波放大电路、超声波滤波放大电路和声波滤波放大电路，形成三种不同的数据采集通道，即：0—20HZ（次声波）、20-20Khz（声波）、20Khz以上（超声波）。由于人体生理波形信号强度和频率变化范围较大，次声波滤波放大电路和超声波滤波放大电路均由四级ADA4000运算放大器组成；声波滤波放大电路由两级ADA4000运算放大器组成。ADA4000运算放大器具有如下特点：频带响应宽（5MHz带宽），高压摆率（20V/μs），低失调电压最大值1.70mV），偏置电流最大值（40pA），工作电压（±4V至±18V），低电压噪声（16 nV/√Hz），单位增益稳定等。次声波滤波放大电路包括由第一ADA4000运算放大器和第一可编程电位器MAX5433构成的初级可编程增益控制信号放大电路，第二ADA4000运算放大器和第三DA4000运算放大器及附属电路构成低通滤波器，第四ADA4000运算放大器及其附属电路构成信号采样调整电路。超声波滤波放大电路包括由第一ADA4000运算放大器和第一可编程电位器MAX5433构成的初级可编程增益控制信号放大电路，第五ADA4000运算放大器和第六DA4000运算放大器及附属电路构成高通滤波器，第七ADA4000运算放大器及其附属电路构成信号采样调整电路。声波滤波放大电路包括由第二可编程电位器MAX5433和第八ADA4000运算放大器构成的初级可编程增益控制信号放大电路，第九ADA4000运算放大器及其附属电路构成带通滤波电路。由于次声波滤波放大电路、超声波滤波放大电路和声波滤波放大电路的设计存在多种形式，属于本领域的常规技术手段，在此不再赘述。 
A/D转换模块采用TI公司生产的一组高性能4通道12位、低功耗、高速(3.6μs)CMOS模数转换器TLV2544，实现波形数据的转换。具有精度高、体积小、使用灵活，并具有采样保持功能，电源电压为2．7～5．5V，特别适用于便携式仪器等需要微功耗的工作***。 
由于处理模块在数据处理上与数据采集之间存在一定的时间差，因此，本实用新型中，数据缓存模块包括CPLD控制模块和与CPLD控制模块连接的随机存储器，以保证数据采集的连续性和完整性。A/D转换模块的信号输出端连接CPLD控制模块的信号输入端，CPLD控制模块还通过GPIO扩展接口连接处理模块。GPIO扩展接口可以保证处理模块对随机存储器进行控制，根据随机存储器的工作时序完成帧数据传输，本实施例中，CPLD控制模块连接有两个随机存储器。 
处理模块可采用ARM CortexA8控制芯片，ARM CortexA8控制芯片能够对输入的数据进行数字滤波，并将数据按照次声波、声波和超声波进行分类和数据规整，然后按照时域、频域和时频强度图实时绘制并通过显示模块进行显示，ARM CortexA8控制芯片还能够将声波信号通过音频输出模块输出。处理模块还连接有存储模块，可将图像信息和声波信号进行存储。同时，处理模块还连接有USB接口模块、RS232接口模块、2G/3G模块、GPRS模块和/或wifi模块，可通过上述模块将图像信息和声波信号上传至本地计算机或网络服务器。由于数字滤波、按照时域、频域和时频强度图实时绘制图像及通过音频输出模块输出声波信号都属于信号处理领域的现有技术，在此不再赘述。 
所述的显示模块可采用液晶触摸屏，起到输入模块左右，同时保证图像显示功能。 
本实用新型通过波形采集传感器采集人体生理特征波形信号并将其转换为电信号，再经过信号滤波放大模块放大后，由A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号，并通过数据缓存模块进行临时存储。CPLD控制模块根据两个随机存储器的存储状态，由GPIO扩展接口上传至ARM CortexA8控制芯片，ARM CortexA8控制芯片把采集到的数据进行处理，分别通过显示模块和音频输出模块以图像信息和声波信号形式输出人体生理波形信息，供医生进行判断。 

Claims (7)

1.一种医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：包括波形采集传感器，波形采集传感器的信号输出端通过信号滤波放大模块连接A/D转换模块的信号输入端，A/D转换模块的信号输出端连接数据缓存模块的信号输入端，数据缓存模块的信号输出端连接处理模块的信号输入端，处理模块的信号输出端分别连接显示模块和音频输出模块，处理模块还连接有存储模块。
2.根据权利要求1所述的医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：所述的数据缓存模块包括CPLD控制模块和与CPLD控制模块连接的随机存储器， A/D转换模块的信号输出端连接CPLD控制模块的信号输入端，CPLD控制模块还通过GPIO扩展接口连接处理模块。
3.根据权利要求2所述的医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：所述的处理模块还连接有USB接口模块、RS232接口模块、2G/3G模块、GPRS模块和/或wifi模块。
4.根据权利要求3所述的医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：所述的CPLD控制模块连接有两个随机存储器。
5.根据权利要求4所述的医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：所述的信号滤波放大模块包括次声波滤波放大电路、超声波滤波放大电路和声波滤波放大电路。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：所述的波形采集传感器采用脉搏传感器、心音传感器、心率传感器、心电传感器或肺音传感器。
7.根据权利要求6所述的医用波形可视听辅助诊断分析仪，其特征在于：所述的显示模块采用液晶触摸屏。
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