專利名稱：掌上相控陣可視聽診器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是用于疾病診斷的掌上相控陣可視聽診器。
背景技術(shù)：
聽診器是常見(jiàn)的診斷器具，醫(yī)生使用聽診器聽取人體胸腔或腹腔內(nèi)器官振動(dòng)所發(fā) 出的聲音，以診斷人體器官是否發(fā)生病變?，F(xiàn)有的聽診器具有用于采集聲音的胸件、耳機(jī)以 及連接胸件與耳機(jī)的導(dǎo)管，醫(yī)生使用聽診器時(shí)，將胸件貼近人體并采集器官發(fā)出的聲音，采 集到的聲音通過(guò)導(dǎo)管傳導(dǎo)至耳機(jī)，并通過(guò)耳機(jī)聽取。由于僅能聽取聲音，在診斷環(huán)境較為惡劣的情況下，如周圍環(huán)境的噪音過(guò)大時(shí)，會(huì) 影響醫(yī)生的診斷，容易造成誤診，給病人帶來(lái)極大的危害。
因此，公開號(hào)為CN101146482A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種名為“可視聽診 器”的發(fā)明創(chuàng)造，該可視聽診器具有一個(gè)拾音器、控制器以及輸出單元。拾音器用于采集聲 音信號(hào)，并將采集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。控制器設(shè)有放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn) 換電路等，將拾音器采集的聲音信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理，并將處理后的信號(hào) 輸出至輸出單元。輸出單元對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行分析處理，并通過(guò)顯示器將聲音信號(hào)的波形 顯示出來(lái)。該可視聽診器輸出聲音波形的圖像信號(hào)，醫(yī)生通過(guò)觀看聲音的波形來(lái)相對(duì)直觀地 了解器官的狀況，從而避免因僅靠聽取聲音診斷器官是否發(fā)生病變的情況，以減少誤診。但是，使用該聽診器時(shí)仍只能看到聲音信號(hào)的波形，并未能看到器官的有關(guān)圖像， 例如器官的截面圖像。醫(yī)生往往希望在看到聲音波形的同時(shí)，還看到器官的截面圖像，以結(jié) 合聲音波形及圖像等多種信息來(lái)綜合考慮，以正確診斷器官的狀況，提高診斷的準(zhǔn)確性。使用一個(gè)聽診器以及一個(gè)超聲掃描儀可實(shí)現(xiàn)上述功能，但醫(yī)生需要同時(shí)對(duì)聽診器 以及超聲掃描儀進(jìn)行操作，給醫(yī)生的操作帶來(lái)極大的不便。同時(shí)，由于聽診器的拾音器以及 超聲掃描儀的掃描頭體積較大，難以同時(shí)貼近在人體同一部位上，聽診器顯示的聲音信號(hào) 波形與超聲掃描儀顯示的器官截面圖像不是在同一時(shí)刻同一器官的同一部位，不利于醫(yī)生 的診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種能在同一時(shí)刻對(duì)人體同一部位進(jìn)行聲波圖像和該 部位截面圖像進(jìn)行顯示的掌上相控陣可視聽診器。本發(fā)明的另一目的是提供一種便于醫(yī)生進(jìn)行診斷的掌上相控陣可視聽診器。為實(shí)現(xiàn)上述的主要目的，本發(fā)明提供的掌上相控陣可視聽診器包括拾音器，用于 采集聲音信號(hào)并將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；中央處理器，具有接收拾音器輸出電信號(hào)的放 大電路、濾波電路、第一 A/D轉(zhuǎn)換電路以及圖像處理單元；顯示器，接收中央處理器輸出的 圖像信號(hào)，其中，掌上相控陣可視聽診器還具有一個(gè)探測(cè)殼體，拾音器安裝在探測(cè)殼體內(nèi)， 且探測(cè)殼體內(nèi)還安裝有超聲換能器，超聲換能器具有至少一個(gè)壓電晶體，并設(shè)有驅(qū)動(dòng)壓電晶體的發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路以及接收壓電晶體返回信號(hào)的接收電路，中央處理器還設(shè)有與發(fā)射驅(qū) 動(dòng)電路及接收電路連接的超聲控制單元、接收超聲控制單元輸出信號(hào)的第二 A/D轉(zhuǎn)換電 路，第二 A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接圖像處理單元。 由上述方案可見(jiàn)，掌上相控陣可視聽診器的探測(cè)殼體內(nèi)同時(shí)設(shè)有拾音器以及超聲 換能器，拾音器可采集器官發(fā)出的聲音信號(hào)，超聲換能器可用于采集器官的截面圖像，拾音 器以及超聲換能器所采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)中央處理器處理后由顯示器顯示，醫(yī)生可用這一個(gè)探 測(cè)殼體在同一時(shí)刻觸及人體的同一部位，可觀看到聲音的波形圖像以及器官的截面圖像， 有利于醫(yī)生的診斷。并且，由于超聲換能器以及拾音器一并設(shè)置在探測(cè)殼體內(nèi)，醫(yī)生僅對(duì)探測(cè)殼體進(jìn) 行操作即可同時(shí)采集聲音信號(hào)以及圖像信號(hào)，醫(yī)生的操作十分方便，并且拾音器及超聲換 能器可采集同一器官同一部位的信號(hào)，有利于提高診斷的準(zhǔn)確性。一個(gè)優(yōu)選的方案是，探測(cè)殼體具有一個(gè)接觸面，拾音器與超聲換能器在垂直于接 觸面的方向上排列設(shè)置。這樣，拾音器與超聲換能器可診斷同一器官的同一部位進(jìn)行檢測(cè)， 更能提高診斷的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步的方案是，拾音器設(shè)置在接觸面上方，超聲換能器位于拾音器的上方。由于 超聲換能器發(fā)射與接收的超聲波信號(hào)具有較強(qiáng)的穿透能力，將超聲換能器設(shè)置在拾音器的 上方，便于拾音器采集聲音信號(hào)，且不會(huì)干擾超聲波信號(hào)的傳送。再進(jìn)一步的方案是，超聲換能器設(shè)有多組壓電晶體以及與壓電晶體組數(shù)相等的多 組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路，超聲控制單元具有向多組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)的相控陣模塊。由此可見(jiàn)，掌上相控陣可視聽診器使用相控陣技術(shù)對(duì)超聲換能器進(jìn)行控制，通過(guò) 改變多組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路向多組壓電晶體施加電壓信號(hào)的相位、頻率、幅值來(lái)改變壓電晶體 發(fā)射超聲波信號(hào)的方向，避免使用機(jī)械式超聲換能器，可減小超聲換能器的體積。再進(jìn)一步的方案是，掌上相控陣可視聽診器還設(shè)有與中央處理器連接的存儲(chǔ)器以 及網(wǎng)絡(luò)接口。這樣，掌上相控陣可視聽診器采集的聲波圖像以及器官截面圖像可存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器中，且可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口傳送至網(wǎng)絡(luò)，便于專家進(jìn)行遠(yuǎn)程診療。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中超聲換能器與超聲控制單元連接的示意框圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中探測(cè)殼體內(nèi)拾音器與超聲換能器的結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的掌上相控陣可視聽診器具有一個(gè)探測(cè)殼體10以及與探測(cè)殼體 10連接的中央處理器20，并設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口 28、顯示器29以及存儲(chǔ)單元30。探測(cè)殼體10內(nèi)安裝有拾音器11以及超聲換能器40，拾音器11用于采集聲音信 號(hào)，并將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。超聲換能器40用于發(fā)射超聲波信號(hào)，并接收返回的 回波信號(hào)，并將回波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。探測(cè)殼體10通過(guò)電連接線與中央處理器20 連接，以將拾音器11和超聲換能器40生成的電信號(hào)輸出。
參見(jiàn)圖3，探測(cè)殼體10的底部為與人體接觸的接觸面12，拾音器11與超聲換能器 40在垂直于接觸面的方向上依次排列設(shè)置。其中，拾音器11設(shè)置在接觸面12上端，超聲換 能器40位于拾音器11的上端，且拾音器11的上端面與超聲換能器40的下端面鄰接，即拾 音器11與超聲換能器40固體連接。 醫(yī)生使用掌上相控陣可視聽診器時(shí)，將探測(cè)10的接觸面12緊貼在人體上，拾音 器11與超聲換能器40在人體上垂直布置。拾音器11采集聲音信號(hào)，超聲換能器40發(fā)射 或接收超聲波信號(hào)。由于拾音器11與超聲換能器40采集音頻信號(hào)的頻率不同，不會(huì)相互 干擾。且拾音器11更為靠近人體，能采集頻率較低的信號(hào)。超聲波信號(hào)具有較強(qiáng)的穿透能 力，即使離人體較遠(yuǎn)，仍能接收返回的超聲波信號(hào)，因此這樣的設(shè)置不會(huì)影響超聲波信號(hào)的 發(fā)射與接收。由于拾音器11與超聲換能器40在垂直于接觸面12的方向上依次排列，其在人體 表面上作用面積較小，能在同一時(shí)刻采集同一器官同一部位的聲音信號(hào)以及截面圖像，有 利于醫(yī)生對(duì)器官的狀況作出準(zhǔn)確的診斷。并且，超聲換能器40與拾音器11的固體連接，能 避免超聲換能器40發(fā)出的超聲波信號(hào)經(jīng)過(guò)空氣而影響信號(hào)的傳送質(zhì)量。中央處理器20具有放大電路21、濾波電路22、A/D轉(zhuǎn)換電路23、圖像處理單元24、 超聲控制單元25以及A/D轉(zhuǎn)換電路27。放大電路21接收拾音器11輸出的電信號(hào)，將電信號(hào)放大后輸出至濾波電路22。 濾波電路22接收放大電路21輸出的信號(hào)后，將信號(hào)中的高頻信號(hào)過(guò)濾，將器官振動(dòng)所發(fā)出 的低頻信號(hào)留下并輸出至A/D轉(zhuǎn)換電路23。A/D轉(zhuǎn)換電路23將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換至數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)傳送至圖像處 理單元24，圖像處理單元24對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，包括生成聲音信號(hào)的相應(yīng)波形圖 像，并將波形圖像輸出至顯示器29。參見(jiàn)圖2，超聲換能器40具有多個(gè)壓電晶體，每一壓電晶體在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下 發(fā)出一定頻率的機(jī)械波，該機(jī)械波的頻率較高，超出人耳的聽覺(jué)范圍，即超聲波。本實(shí)施例僅設(shè)置一個(gè)超聲換能器40，超聲換能器40內(nèi)的多個(gè)壓電晶體劃分成四 組，分別是第一組壓電晶體42、第二組壓電晶體44、第三組壓電晶體46以及第四組壓電晶 體48，每一組壓電晶體均與一組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路連接，接收發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。第一組壓電晶體42與第一發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路41連接，第二組壓電晶體44與第二發(fā)射 驅(qū)動(dòng)電路43連接，第三組壓電晶體46與第三發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路45連接，而第四組壓電晶體48 與第四發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路47連接。四組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路41、43、45、47均與超聲控制單元25連接，接收超聲控制單元25 輸出的控制信號(hào)。超聲換能器40還設(shè)有一個(gè)接收電路49，接收四組壓電晶體42、44、46、48發(fā)出信號(hào) 遇人體器官后返回的信號(hào)，并將返回的信號(hào)傳送至超聲控制單元25。超聲控制單元25內(nèi)設(shè)有相控陣模塊26，相控陣模塊26根據(jù)每一組壓電晶體42、 44、46、48需要發(fā)射超聲波信號(hào)的強(qiáng)度、方向等，計(jì)算每一組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路向?qū)?yīng)壓電晶體 施加電壓信號(hào)的相位、頻率、幅值等，當(dāng)壓電晶體接收到不同相位的電壓信號(hào)，其產(chǎn)生的超 聲波信號(hào)方向發(fā)生改變，其施加的電壓信號(hào)頻率、幅值不同，則可改變壓電晶體發(fā)生超聲波 信號(hào)的強(qiáng)度。
因此，相控陣模塊26通過(guò)對(duì)每組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路41、43、45、47所輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 控制，可調(diào)節(jié)每組壓電晶體42、44、46、48發(fā)射超聲波信號(hào)的方向以及強(qiáng)度?；乜磮D1，超聲控制單元25與A/D轉(zhuǎn)換器27連接，超聲控制單元25接收超聲換能 器40返回的回波信號(hào)后，將回波信號(hào)傳送至A/D轉(zhuǎn)換器27進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，輸出至圖像處 理單元24。圖像處理單元24將接收到的信號(hào)生成二維截面圖像，并將生成的器官二維截面 圖像輸出至顯示器29。本發(fā)明僅設(shè)置一個(gè)顯示器29，圖像處理單元24使用分屏技術(shù)，將顯示器29所顯示 的屏幕一分為二，在顯示器29上同時(shí)顯示聲音的波形信號(hào)以及超聲換能器40探測(cè)信號(hào)所 生成的器官二維截面圖像。當(dāng)然，醫(yī)生往往希望觀看的器官二維截面圖像較大，而聲音波形 信號(hào)的圖像較小，因此顯示器29所顯示的兩個(gè)圖像可以是大小不相等的兩個(gè)圖像。掌上相控陣可視聽診器設(shè)有與中央處理器20連接的存儲(chǔ)單元30，圖像處理單元 24生成的圖像可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元30中，以便醫(yī)生在現(xiàn)場(chǎng)診斷結(jié)束查看相應(yīng)的圖像，或在病 人復(fù)診是查看上一次診斷時(shí)的圖像。
掌上相控陣可視聽診器還具有一個(gè)符合DIC0M3 (Digital imaging andCommunications in Medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字影像和通信)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口 28，將圖像處理 單元24生成的圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口 28傳送出去，便于醫(yī)護(hù)人員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程診療。由上述方案可見(jiàn)，在探測(cè)殼體10內(nèi)同時(shí)設(shè)置拾音器11以及超聲換能器40，可同時(shí) 探測(cè)器官振動(dòng)發(fā)出的聲音信號(hào)以及器官的截面圖像，醫(yī)生通過(guò)同時(shí)觀看聲音的波形信號(hào)以 及截面圖像，可更加準(zhǔn)確地判斷器官的情況，提高診斷的準(zhǔn)確性。并且，拾音器11與超聲換 能器是針對(duì)同一器官的同一部位進(jìn)行采集信號(hào)的，也有利于提高醫(yī)生診斷的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，上述實(shí)施例僅是本發(fā)明較佳的實(shí)施方案，實(shí)際應(yīng)用時(shí)還可以有更多的變化， 例如，掌上相控陣可視聽診器設(shè)置兩個(gè)顯示器，分別顯示聲音的波形圖像及器官的截面圖 像；或者，在不需要遠(yuǎn)程診療的場(chǎng)合下不設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口 ；又或者，使用機(jī)械式或電子式的超 聲換能器替代相控陣的超聲換能器，超聲控制單元不設(shè)置相控陣模塊；再或者，將拾音器與 超聲換能器的設(shè)置位置互換，即拾音器設(shè)置在超聲換能器的上方等，這些改變同樣可以實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目的。最后需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，如壓電晶體與發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路組 數(shù)的改變、網(wǎng)絡(luò)接口類型的改變等變化也應(yīng)該包括在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
掌上相控陣可視聽診器，包括拾音器，用于采集聲音信號(hào)并將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；中央處理器，具有接收所述拾音器輸出電信號(hào)的放大電路、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路(23)以及圖像處理單元；顯示器，接收所述中央處理器輸出的圖像信號(hào)；其特征在于還具有一個(gè)探測(cè)殼體，所述拾音器安裝在所述探測(cè)殼體內(nèi)，且所述探測(cè)殼體內(nèi)還安裝有超聲換能器，所述超聲換能器具有至少一個(gè)壓電晶體，并設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述壓電晶體的發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路以及接收所述壓電晶體返回信號(hào)的接收電路；所述中央處理器還設(shè)有與所述發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路及所述接收電路連接的超聲控制單元、接收所述超聲控制單元輸出信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換電路(27)，所述A/D轉(zhuǎn)換電路(27)的輸出端連接所述圖像處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掌上相控陣可視聽診器，其特征在于所述探測(cè)殼體具有一個(gè)接觸面，所述拾音器與所述超聲換能器在垂直于所述接觸面的 方向上排列設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掌上相控陣可視聽診器，其特征在于所述拾音器設(shè)置在所述接觸面上方，所述超聲換能器位于所述拾音器的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的掌上相控陣可視聽診器，其特征在于 所述拾音器的上端面與所述超聲換能器的下端面鄰接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的掌上相控陣可視聽診器，其特征在于 所述超聲換能器設(shè)有多組壓電晶體以及與所述多組壓電晶體組數(shù)相等的多組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路；所述超聲控制單元具有向所述多組發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)的相控陣模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的掌上相控陣可視聽診器，其特征在于 還包括與所述中央處理器連接的存儲(chǔ)單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的掌上相控陣可視聽診器，其特征在于 還包括與所述中央處理器連接的網(wǎng)絡(luò)接口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種掌上相控陣可視聽診器，包括拾音器、顯示器及中央處理器，中央處理器具有接收拾音器輸出電信號(hào)的放大電路、濾波電路、第一A/D轉(zhuǎn)換電路以及圖像處理單元，其中，掌上相控陣可視聽診器還具有一個(gè)探測(cè)殼體，拾音器安裝在探測(cè)殼體內(nèi)，且探測(cè)殼體內(nèi)還安裝有超聲換能器，超聲換能器具有至少一個(gè)壓電晶體，并設(shè)有驅(qū)動(dòng)壓電晶體的發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路以及接收壓電晶體返回信號(hào)的接收電路，中央處理器還設(shè)有與發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路及接收電路連接的超聲控制單元、接收超聲控制單元輸出信號(hào)的第二A/D轉(zhuǎn)換電路，第二A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接圖像處理單元。本發(fā)明能同時(shí)輸出聲音波形圖像以及器官的二維截面圖像，提高醫(yī)生診斷的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)A61B7/04GK101862202SQ20101023461
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者張紅衛(wèi), 曹林云, 趙三多, 陳宏明 申請(qǐng)人:珠海仁威醫(yī)療科技有限公司