[發明專利]基于MEMS聲傳感原理的電子式聽診器

有效

• 申請號: 201710553457.9
• 申請日: 2017-07-08
• 公開（公告）號: CN107260206B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張國軍;尚珍珍;薛晨陽;張斌珍;張文棟;楊晟輝;丁俊文
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: A61B7/04
• 分類號: A61B7/04
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 駱洋

本發明為一種基于MEMS聲傳感原理的電子式聽診器，包括兩端分別固定聚氨酯透聲帽和封裝底座的拾音頭殼體，拾音頭殼體內安裝有聲傳感器微結構并灌滿硅油；拾音頭殼體通過內置引線的柱形連接管連接手持支撐體，手持支撐體內安裝有信號處理電路板和供電電源，信號處理電路板通過引線與聲傳感器微結構連接，供電電源為信號處理電路板和聲傳感器微結構供電。本發明聽診器是利用MEMS技術加工的聲學傳感器作為接收聲信號的敏感元件，并結合信號處理電路板上各模塊的處理功能，使收到的心肺音信號更準確，同時通過藍牙模塊將實時采集到的心音、心率及呼吸音信號發送到客戶端上進行實時顯示和分析，并通過相應算法計算出心率等常規參數。

技術領域

本發明涉及一種智能生物醫療器件，具體是一種基于MEMS聲傳感原理的電子式聽診器。

背景技術

目前在臨床上對心腦血管和呼吸系統疾病的主要診斷手段仍然是對心音和呼吸音的聽診。聽診器仍是廣大醫生判斷病人的主要手段和工具，傳統聽診器主要是醫生依靠心跳次數來計算心率，而且信號極其微弱，低頻響應差，診斷很大程度上依賴于醫生的主觀判斷，并且人耳具有先天限制（聽覺最敏感的頻率范圍在1kHz-3kHz之間），對于低頻聲音敏感性差，而有臨床價值的心音頻率范圍常集中在20Hz-600Hz，因而一些具有重要診斷意義的低頻及強度較小的心音（如第二心音等）的病理特征難以捕捉。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術中存在的問題，而提供一種基于MEMS聲傳感原理的電子式聽診器。本發明聽診器是基于MEMS技術設計的一種既能聽診又能夠實時顯示波形的高信噪比、低成本電子聽診器。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種基于MEMS聲傳感原理的電子式聽診器，其特征在于：包括拾音頭殼體、聚氨酯透聲帽、封裝底座、聲傳感器微結構、柱形連接管和手持支撐體；拾音頭殼體的兩端為敞口設置，拾音頭殼體的殼壁上開設有注油孔；聚氨酯透聲帽封裝于拾音頭殼體的一端敞口端，封裝底座封裝于拾音頭殼體的另一端敞口端；聲傳感器微結構設于拾音頭殼體內并通過圓形PCB板固定于封裝底座上，聲傳感器微結構包括矩形支撐框、矩形應變片、懸臂梁和壓敏電阻，矩形支撐框固定于圓形PCB板上，矩形應變片通過懸臂梁懸置于矩形支撐框的中心位置，壓敏電阻共有四個，其中兩個分布于懸臂梁上，剩余兩個分布于與懸臂梁連接的矩形支撐框的框邊上，四個壓敏電阻連接成一個惠斯通電橋；柱形連接管的一端與拾音頭殼體的殼壁連接、另一端與手持支撐體連接，柱形連接管內穿設有引線；手持支撐體內安裝有信號處理電路板和供電電源，信號處理電路板上安裝有電源供壓模塊、可調穩壓電源模塊、信號調理模塊、信號采集模塊、數據存儲模塊和藍牙模塊；信號處理電路板通過柱形連接管內的引線與聲傳感器微結構連接，供電電源為信號處理電路板及聲傳感器微結構供電；拾音頭殼體的內部空腔通過注油孔灌滿具有良好聲傳導性能的硅油。

本發明聽診器將MEMS技術加工的聲傳感器微結構作為敏感單元運用在聽診器的聽音部分，作為心音信號的接收裝置，通過信號調理和信號采集的配合實現對心音信號的采集，首先信號經信號調理模塊出來，再到信號采集模塊處理，然后送藍牙模塊將信號通過相應算法處理，最后在手機客戶端APP上實現波形顯示和心率數字計算。

作為優選的技術方案，拾音頭殼體的外型為圓臺狀，聚氨酯透聲帽封裝于拾音頭殼體的大敞口端，封裝底座封裝于拾音頭殼體的小敞口端。

本發明聽診器是利用MEMS技術加工的聲學傳感器作為接收聲信號的敏感元件，并結合信號處理電路板上各模塊的處理功能，使聽到的心肺音信號更準確，同時通過藍牙模塊將實時采集到的心音、心率及呼吸音信號發送到客戶端上進行實時顯示和分析，并通過相應算法計算出心率等常規參數。本發明聽診器的功能顯示了MEMS聽診器的實用性，將來可進一步結合臨床經驗，給出初步的診斷結果，以提高心臟病變診斷或小兒胎心監測的準確性。此外，本發明聽診器具有體積小、靈敏度高、低成本、可無線傳輸到手機等客戶端顯示波形及心音數字特征的優點，比傳統聽診器檢測心率更清晰、更方便。

附圖說明