阅读说明：本技术 一种高清晰度电声听诊器 (High-definition electroacoustic stethoscope ) 是由 朱树同 郝葆云 张婷 朱晓南 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及医疗诊断听诊用扬声器的电声系统及制作方法新冠肺炎的诊断需要心肺部CT拍照和听诊器检查,CT安全剂量一般是一年作一次。为保持患者的免疫力应尽量避免CT检查,发明一种极为适用于新冠肺病诊断的电声听诊器。其高清晰度音质符合“100～10000Hz范围内无分频/组合”标准声源的要求；小于1％的失真度符合高保真扬声器系统的要求,恰好突显高清晰度扬声器的优势。并且设有完整的数字化信息系统。医护人员穿带好防护用具后,既可正常操作。保证医生不受感染,又高效、清晰的听清患者肺部感染的病情变化,伴有声波图形显示、对比、存储。可满足了医学诊断的高标准需求。(The invention relates to an electroacoustic system of a loudspeaker for medical diagnosis auscultation and a manufacturing method thereof, the diagnosis of new coronary pneumonia requires the CT photographing and the stethoscope examination of the heart and lung, and the safe dose of CT is generally taken once a year. In order to keep the immunity of a patient and avoid CT examination as much as possible, the invention provides the electroacoustic stethoscope which is extremely suitable for diagnosing new coronary lung diseases. The high-definition sound quality meets the requirement of a standard sound source without frequency division/combination within the range of 100-10000 Hz; distortion degrees less than 1% meet the requirements of a high-fidelity loudspeaker system, and just highlight the advantages of a high-definition loudspeaker. And is provided with a complete digital information system. After the medical care personnel wear the protective appliance, the operation can be normally carried out. Ensures that doctors do not infect, and efficiently and clearly hear the change of the lung infection of patients, along with the display, comparison and storage of sound wave graphs. Can meet the high standard requirement of medical diagnosis.)

一种高清晰度电声听诊器

技术领域

本发明涉及医疗诊断听诊用扬声器的电声系统及制作方法。

背景技术

自医疗诊断中使用听诊器设备以来，一直是由听诊头经橡胶管传导声波直接到人耳的听诊器。传统听诊头是个空心的钵体，大口端设置密封的振动膜片，通过接触人体，采集人体器官的声信号；声信号压缩到小口端输出，小口连通橡胶导音管，经耳挂导管的耳塞传入人耳。还有一种双用听诊头，其中一个听诊头可以是敞口的不设膜片。传统听诊器仅适用于一般病情诊断，对于传染病的诊断，如新冠病毒的肺炎，医护人员穿带防护用具后，无法正常使用传统的听诊器，甚至要冒被传染的危险来操作传统的听诊器。为达到有效的安全的使用听诊器，需要改进设备，撇弃一般的电子扩音器材，采用现代最新的高清晰度扬声器音响系统与传统听诊器结合起来，制作一种在穿戴好预防传染病的防护用具后，仍可以方便、安全、使用的高清晰度电声听诊器。抗疫诊断需要心肺部的CT拍照和听诊器检查，而CT检查是有核辐射危害的，安全剂量一般是一年的时间作一次。因此，在患者依赖免疫力抑制新冠病毒的关键时刻，多次的CT检查会直接损伤患者的免疫力，这就需要极力避免多次的CT检查，最好一次也不用CT！而听诊器的检查可以帮助医生随时掌握患者病情的变化，简单有效且不伤害患者免疫力！为保证医生不受感染，高效、清晰的听清患者肺部感染的病情变化，本发明的高清晰度电声听诊器是最为适用的器材。

发明内容

鉴于高清晰度扬声器的高声速振膜，采用“共振阻尼(RAD)”发声膜板技术，(有专利申请号2012103756914)，其失真度普遍小于1％/1m1w，全部采用高声速材料的振膜有着极高的传导声速，并由共振阻尼技术消除了共振拖尾的惯性，因而振膜的瞬态性能保真度极高；还具有超宽的频率响应。如口径6.5 英寸的高清晰度扬声器，无需分频/组合制造音响系统，单只扬声器实现 55～17000Hz全频频响系统，消除了在1000Hz附近的中频敏感区域，因分频/组合形成的失真。在扩播音时，还原声音及为真实，兼有抑制系统啸叫的功能。高清晰度扬声器的音质特别适合用于医疗诊断听诊器的扩播音使用。更重要的还特别适用于医生穿戴防护用具时，对传染病患者的诊断使用。

本发明的目的：在古老的传统的听诊器基础上，运用“共振阻尼(RAD)”声学新技术，制作多种规格的高声速材料振膜，按需组合制作各型高清晰度电声听诊器，以适应医学发展的需求，特别是当前满足对新冠病毒传染性肺炎的听诊需求。

本发明的要点：在体外采集声信号，保留传统听诊器的听诊头及声学传导部分，可在听疹器的导音管道尽头的耳塞处采集电声信号，或直接在听诊头的声信号输出小口端设置麦克风，采集电声信号；经过优选合适的传输方式，进入功能模块电路调整处理，放大后的电信号，推动高清晰度扬声器发声，可供现场所有的医生收听，或使用头戴耳机扬声器收听。现场的医生穿戴着防护用品也可以清晰的听到患者的心肺器官发出的声响；并看到相应的声波图形信息，把采集的信息储存留样(包括图形)；并便于联通网络，会诊对比，评议诊断。

本发明与已有技术相比有以下优点：

1，经高清晰度电声系统放大后的声信号声压级高，音量调节范围宽，播放声音清晰，真实可靠；保证医生穿戴传染病防护用具后，可以安全的、清晰的听到患者心脏的脉动与肺呼吸气体流动的声音。

2，全数字存储，向下兼容mp3格式，优选wav格式数字信号便于高保真纪录留样、重播对比，并可以看到相应的声波图形信息对比，有利诊断。

3，高清晰度扬声器的播音系统与传统的电子扩播音系统相比，明显由于使用共振阻尼的高声速振膜，瞬态性好，发声清晰度高；且不存在中频分频/组合造成的失真，全频率范围内不存在失真问题(包括相位失真)。

4，保留了传统听诊器部分，就是保留了传统听音声信号的特征，甚至是可以保留了每位医生自己常用听诊器的声学特征，便于医生接受电声设备带来的变化。设备的制作，设备的使用，方便简洁。

5，贴近患者身体使用的传统听诊器部分不含电气元件，无电磁辐射，电信号传输形式可通过选择有线或红外等方式，安全地消除对患者及其它医疗电子设备产生的干扰隐患。(如对心脏起搏器的电磁干扰)

6，口径6.5寸的高清晰度扬声器是在保证不失真的条件下，可供千平米空间清晰听音，有百平米影院低于56Hz的低频效果，在小空间内(如20平米左右的病房)仍能保持抑制电声系统的啸叫能力，保证电声听诊器正常使用。

7，可供现场及远程网络所有的医生收听、分析对比声音及声波图形信息，便于会诊，集体评议判断。

8，取代CT机的部分功能，是诊治肺炎，特别是诊治新冠肺炎的优良医疗器械，比CT无核辐射，保护患者免疫力，随时可用，简单、高效、快捷。

附图说明

图1，传统听诊器与电声系统结合第1方案的外部连接示图.

图2，第1方案工作原理功能模块图。

图3，听诊器的听筒耳塞头与听筒耳塞座的连接图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述具体实施方案。

图1，第1方案：完全保留传统听诊器A，其听诊器的耳塞Ab直接***机箱B的耳塞座Ba内，听诊的声信号经机箱B内电路处理，放大后的电信号，经音频连线Bc直接音箱C的扬声器播放声音。为不产生影响其它设备的电磁干扰，本基本方案全部使用有线联接扩播音。此外，传染病诊断使用传统听诊器，便于消毒后再用或低成本的一次性使用。

如图2机箱B所示各模块的功能，耳塞座Ba内设置麦克风Bm，拾取听诊器的声信号，转变为电信号输入机箱的“前置放大模块”；放大的电信号经“显示触摸屏”Bb默认的路径，由模块CPU处理器默认直接联通内置的“EQ 均衡器”，电信号经“EQ”调节后入“功放模块”，再传输推动音箱工作。图3 耳塞座Ba的剖视连接图，机箱B空壳体内两侧装耳塞座Ba，麦克风Bm侧对耳塞开口，耳塞插口镶嵌软胶套Baa，以保证与***的耳塞Ab密封结合。以上是电声听诊器最基本的工作状态。注意，调EQ主要是根据补尝音箱的频响特性修正电声信号，对于听诊头和麦克风的具体补偿在实际试验中完善，希望达到最为真实听音效果。这是最基本的功能，这种电子系统很普通，与以下的其它功能模块均为公知技术的，只谈功能，具体细节本文不再赘述。

图2的“电源模块”包含由外电源适配器和电池组成，本机可方便作为移动设备使用。“显示触摸屏”既可作各种功能模块的选择键盘使用，又可以显示屏显示声波等图形。本电声系统的“编码/解码模块”用于采集的模拟信号转数字信号，或存储信号的数模转化，配合“内存，闪存SD卡的存储模块”，实现信息的存储、调用。按医疗器材标准高要求，优选WAV格式编码、解码，可取192khz/24bit的母带标准，保证信号的清晰准确，下兼容mp3；并可通过调取存储信息回放，加上“声波图形”功能模块组合，配合重复播放，显示声波图形，用直观的声波图形对比提高诊断能力。试验中可先采用CPU处理器和内存结合，试验各种声学软件的适用性，针对区分新冠肺炎的声波特性编写声波图形程序，在实践中积累经验，定型可采用硬件固化的“编码/解码和声波图形”模块提高可靠性。本机优选用设置内存卡、闪存卡、SD储存卡等存储卡，不设内置硬盘，鉴于医学资料存储的可靠性要求，设置便于更换的只读存储卡保存重要资料。机箱主板预留两个USB数据接口，联网的网线插座，选择设置包括WiFi连接，蓝牙的输出/接收模块，红外输出模块等无线通道。

图2的前置放大模块还备有两个有线的专用“麦克风插座Bn”，专用麦克风设置切换开关，给操作听诊头的医生在听诊信号采集前，为标注采集信号序号和采集部位使用，进行转换“讲话录音/启动采录”的开关。

在方案1基础上进一步形成改进方案2，由无线通道，如WiFi通道、蓝牙输出模块、红外模块等，输出到有源音箱或头戴式无线耳机扬声器使用，此方案的EQ均衡器模块单独针对各个音响系统设置频率补正频响曲线，有源音箱扬声器和耳机扬声器也采用共振阻尼技术制作的高声速材料振膜，以保持优良的声学特性。

改进为“电子听诊头”的第3方案提高了听诊头成本，把麦克风移到听诊头内部小出口处安装，由屏蔽导线连接到前置放大模块，此方案与1号方案的基本性能一致，只是麦克风的采集信号的环境提前了。

第4方案，改为电子听诊头的无线输出，在听诊头内部安装麦克风及电子放大发射电路及电池，在听诊头部分形成无线电信号(如蓝牙信号)发射出去，由第1方案机箱B的无线通道(关闭有线耳塞部分)，通过如设置的蓝牙输入模块接收，其余的功能第1方案不变。

第5方案，在第4方案基础上取消音箱，由头戴式无线耳机扬声器接收机箱的发出的蓝牙信号或可直接接受电子听诊头的无线信号。

电声听诊器具有优良的声学品质，其采用的高清晰度扬声器如本文所述的优点，为本产品的系统高新特性增添了极为鲜明新颖性色彩。组合后本产品的创造性自然显现出来。长期以来，传统音箱因中频1000Hz附近设置分频 /组合的制作方法所形成的失真，成为音响行业百余年来最顽固的疾病！为此曾有同轴扬声器的兴起，也还是没有解决频响与相位的失真全部问题，更没有解决振膜瞬态性能保真度问题！鉴于音响是以音乐欣赏为目的，高保真扬声器系统的国标，无奈的规定了小于1/3倍频程的失真度可以忽略不计，又因无法解决相位失真而不设置考核标准。而作为对于医疗诊断的用途，则是容不得任何忽略！标准声源扬声器的高清晰度要求：“100～10000Hz范围内无分频/组合”，可满足了医学诊断的高标准需求，也恰好突现高清晰度扬声器优势。这就是我们需要采用有共振阻尼振膜的根本原因！高清晰度电声听诊器更是满足了医生在穿戴防护用具后，可以安全的、清晰的听到患者心脏的脉动与肺呼吸气体流动的声音，且有信息的分析对比，准确评判的留样功能。

实际产品可根据需求，把扬声器一同置于机箱内，把机箱当音箱使用。