RU2229843C2 - Multi-channel electronic stethoscope - Google Patents

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has acoustic receiver, filter unit, the first and the second key units, analog-to-digital converter, analysis unit, reference phonogram unit, recorder and control unit. The analog-to-digital converter, analysis unit, recorder and reference phonogram unit are of multi-channel type. EFFECT: wide range of functional applications. 1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к медицинской радиоэлектронике и предназначено для использования в медицинской науке и практике при исследовании звуковых проявлений функционирования внутренних органов.The invention relates to medical electronics and is intended for use in medical science and practice in the study of sound manifestations of the functioning of internal organs.

Известен электронный стетоскоп (а.с. №1595472, МПК5 А 61 В 7/04, 30.09.90 г.), содержащий микрофон, усилитель, коммутатор, телефон, вычислительный блок и элементы формирования управляющего сигнала. Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности и конструктивная сложность.Known electronic stethoscope (AS No. 1595472, MPK5 A 61 V 7/04, 09/30/90,), containing a microphone, amplifier, switch, telephone, computing unit and control signal generating elements. The disadvantages of the device are limited functionality and structural complexity.

Известен электронный стетоскоп (а.с. №1752353, МПК5 А 61 В 7/04, 07.08.92 г.), содержащий микрофон, усилитель, АЦП, блок выбора информации, ЦАП, телефон, элементы формирования управляющего сигнала. Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности и значительная конструктивная сложность.Known electronic stethoscope (AS No. 1752353, MPK5 A 61 V 7/04, 08/07/92), containing a microphone, amplifier, ADC, information selection unit, DAC, telephone, control signal generating elements. The disadvantages of the device are limited functionality and significant structural complexity.

Наиболее близким к предлагаемому является фонендоскоп-стетоскоп электронный (патент РФ № 2173538, МПК7 А 61 В 7/04, 20.09.2001 г.), содержащий акустический приемник, усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, полосовой фильтр, усилитель мощности, телефон, АЦП, блок анализа, блок эталонных фонограмм и вспомогательные элементы. Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности.Closest to the proposed one is an electronic phonendoscope-stethoscope (RF patent No. 2173538, MPK7 A 61 V 7/04, 09/20/2001), containing an acoustic receiver, an amplifier with an adjustable transmission coefficient, a band-pass filter, a power amplifier, a telephone, an ADC, analysis unit, a block of reference phonograms and auxiliary elements. The disadvantages of the device are limited functionality.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей без снижения точности устройства.The objective of the invention is the expansion of functionality without compromising the accuracy of the device.

Решение задачи достигается тем, что в многоканальный электронный стетоскоп, содержащий акустический приемник, блок фильтров, регистратор, аналого-цифровой преобразователь, блок анализа и блок эталонных фонограмм, введены блок управления, первый и второй блоки ключей, управляющие входы которых соединены с соответствующим выходом блока управления; акустический приемник и блок фильтров выполнены многоканальными и включены последовательно, причем их управляющие входы соединены с соответствующими выходами блока управления; аналого-цифровой преобразователь и блок анализа выполнены многоканальными и включены последовательно, причем выход блока фильтров через первый блок ключей подключен к входу аналого-цифрового преобразователя; регистратор выполнен многоканальным и подключен к выходу первого блока ключей; блок эталонных фонограмм выполнен многоканальным, причем его управляющий вход соединен с соответствующим выходом блока управления, а выход через второй блок ключей подключен к другому входу блока анализа.The solution is achieved by the fact that in the multichannel electronic stethoscope containing an acoustic receiver, a filter unit, a recorder, an analog-to-digital converter, an analysis unit and a unit of reference phonograms, a control unit, the first and second blocks of keys are inserted, the control inputs of which are connected to the corresponding output of the unit management; the acoustic receiver and the filter unit are multi-channel and connected in series, and their control inputs are connected to the corresponding outputs of the control unit; the analog-to-digital converter and the analysis unit are multi-channel and connected in series, the output of the filter unit through the first block of keys being connected to the input of the analog-to-digital converter; the registrar is multi-channel and connected to the output of the first block of keys; the block of reference phonograms is multichannel, and its control input is connected to the corresponding output of the control unit, and the output through the second block of keys is connected to another input of the analysis unit.

Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей устройства за счет согласованного выбора в каналах уровней усиления сигналов, полос пропускаемых частот и выбора и синхронизации временного интервала анализа канальных фонограмм.The technical result consists in expanding the functionality of the device due to the coordinated choice in the channels of signal amplification levels, bandwidths of frequencies and the selection and synchronization of the time interval for the analysis of channel phonograms.

Структурная схема многоканального электронного стетоскопа изображена на чертеже.The structural diagram of a multi-channel electronic stethoscope is shown in the drawing.

Устройство содержит акустический приемник 1, блок 2 фильтров, первый блок 3 ключей, регистратор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, блок 6 анализа, второй блок 7 ключей, блок 8 эталонных фонограмм, блок 9 управления.The device comprises an acoustic receiver 1, a filter unit 2, a first key unit 3, a recorder 4, an analog-to-digital converter 5, an analysis unit 6, a second key unit 7, a unit 8 of reference phonograms, a control unit 9.

Блоки ключей являются существенными признаками устройства, так как позволяют выделить согласованный во времени по всем каналам временной интервал, в течение которого производится синхронное исследование звуковых проявлений различных внутренних органов организма. Настройка согласования проводится исследователем перед началом и, возможно, в процессе исследования посредством соответствующих органов управления блока управления. Под согласованием понимается как согласование функциональных характеристик каналов, так и согласование во времени, выполняемые вручную. После выполнения согласования в устройстве обеспечивается естественный синхронизм функционирования.Key blocks are essential features of the device, since they allow you to select a time interval coordinated in time across all channels during which a synchronous study of the sound manifestations of various internal organs of the body is performed. Coordination adjustment is carried out by the researcher before the start and, possibly, in the process of research through the appropriate controls of the control unit. Coordination is understood as the coordination of the functional characteristics of the channels, as well as the coordination in time, performed manually. After matching, the device provides a natural synchronism of operation.

Например, если на экране анализатора получены осциллограммы звуковых проявлений функционирования сердца матери и сердца плода, то при изучении зависимости их формы от внешнего диагностического шумового воздействия, вызывающего активизацию условного рефлекса "что такое?", целесообразно настроить устройство на выделение посредством блоков ключей временного интервала, содержащего число сердечных циклов матери от начала развития активности рефлекса у матери до окончания активности рефлекса у плода. При этом на экране анализатора окажутся представлены 4 согласованные (посредством блока управления) осциллограммы:For example, if the analyzer received oscillograms of sound manifestations of the functioning of the heart of the mother and the heart of the fetus, then when studying the dependence of their shape on the external diagnostic noise exposure, causing the activation of the conditioned reflex “what is it?”, It is advisable to configure the device to highlight the time interval by means of key blocks, containing the number of maternal cardiac cycles from the beginning of the development of the activity of the reflex in the mother to the end of the activity of the reflex in the fetus. At the same time, on the analyzer screen there will be presented 4 agreed (by means of the control unit) oscillograms:

- матери - в реальном времени;- mothers - in real time;

- матери - из блока эталонных фонограмм (с приведением машинного времени к масштабу реального);- mothers - from a block of reference phonograms (with the reduction of computer time to the real scale);

- плода - в реальном времени;- fetus - in real time;

- плода - из блока эталонных фонограмм (с приведением машинного времени к масштабу реального).- fetus - from a block of reference phonograms (with the reduction of computer time to the scale of real).

При этом осциллограммы не будут зашумлены процессами, проявляющимися за пределами выбранного временного интервала (как это было бы в случае исследования непрерывного информационного сигнала с выделением нужного интервала посредством простой настройки разверток осциллограмм) - известный эффект временного дискриминатора.In this case, the waveforms will not be noisy by the processes that occur outside the selected time interval (as would be the case with the study of a continuous information signal with the selection of the desired interval by simply adjusting the waveform sweeps) - a known effect of the time discriminator.

Таким образом, у исследователя появляется возможность путем сопоставления полученных изображений между собой и со звуковыми проявлениями, воспринимаемыми с телефонов регистратора, достоверно судить о состоянии матери и плода.Thus, the researcher is able to reliably judge the state of the mother and fetus by comparing the received images between themselves and with the sound manifestations perceived from the phones of the recorder.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В соответствии с инструкцией по эксплуатации устройства определяют требуемые для исследования участки организма пациента (в зависимости от областей синхронного исследования - сердца, легких, желудка, кишечника и т.п. и их сочетания) и устанавливают на них элементы акустического приемника 1. Посредством блока 9 управления устанавливают параметры режима работы устройства: уровень усиления в каналах акустического приемника 1, среднее значение и ширину полосы пропускаемых частот в каналах блока 2 фильтров, значения единого для всех каналов времени начала и окончания анализа для блоков ключей 3 и 7, набор необходимых эталонных фонограмм для блока 8. Звуковые проявления функционирования внутренних органов с заданных участков организма пациента посредством соответствующих каналов акустического приемника 1 поступают для выделения необходимых спектральных компонентов в блок 2 фильтров и далее для выделения необходимого временного интервала анализа на первый блок 3 ключей, с входа которого поступают для преобразования в цифровую форму в АЦП 5 и далее на вход блока 6 анализа. Набор эталонных фонограмм из блока 8 поступает через второй блок 7 ключей, работающий синхронно с первым блоком 3 ключей, на другой вход блока 6 анализа, в котором по каждому каналу возможен их сравнительный анализ и принятие решения об изменении первоначальных параметров работы устройства в одном или нескольких каналах или/и фиксация результатов исследования в регистраторе 4.In accordance with the instruction manual of the device, the patient’s body parts required for the study are determined (depending on the areas of synchronous examination — the heart, lungs, stomach, intestines, etc., and combinations thereof) and the elements of acoustic receiver 1 are installed on them. By means of block 9 control set the parameters of the operation mode of the device: the gain level in the channels of the acoustic receiver 1, the average value and the bandwidth of the transmitted frequencies in the channels of the filter unit 2, the values are the same for all channels in The names of the beginning and the end of the analysis for key blocks 3 and 7, a set of necessary reference phonograms for block 8. Sound manifestations of the functioning of internal organs from predetermined sections of the patient’s body through the corresponding channels of acoustic receiver 1 are received to select the necessary spectral components in filter block 2 and then to highlight the necessary analysis time interval to the first block of 3 keys, from the input of which they are received for digitalization in the ADC 5 and then to the input of the analysis block 6. A set of reference phonograms from block 8 enters through the second block of keys 7, which works synchronously with the first block of keys 3, to another input of block 6 of analysis, in which each channel can be used for their comparative analysis and decision to change the initial parameters of the device in one or more channels and / or recording the results of the study in the registrar 4.

Устройство может быть выполнено из типовых модулей и на элементной базе, применяемой в медицинской радиоэлектронике. Конструктивное выполнение ряда блоков может совпадать с аналогичными блоками прототипа. Например, канальные элементы многоканальных блоков 1, 2, 5, 8 совпадают с соответствующими блока 1-3, 4-5, 13, 15. В качестве блока 4 используется типовой многоканальный регистратор с переключаемым по каналам телефоном, а блок 6 анализа представляет собой компьютер с соответствующим типовым программным обеспечением многоканального анализа. Конструкции блоков 3, 7 и 9 очевидны из уровня техники.The device can be made of standard modules and on an element base used in medical electronics. Constructive execution of a number of blocks may coincide with similar blocks of the prototype. For example, the channel elements of multi-channel blocks 1, 2, 5, 8 coincide with the corresponding blocks 1-3, 4-5, 13, 15. As block 4, a typical multi-channel recorder with a telephone switched by channels is used, and analysis block 6 is a computer with appropriate sample multichannel analysis software. The designs of blocks 3, 7 and 9 are obvious from the prior art.

Claims (1)

Translated fromRussian

Многоканальный электронный стетоскоп, содержащий акустический приемник, блок фильтров, регистратор, аналого-цифровой преобразователь, блок анализа и блок эталонных фонограмм, отличающийся тем, что в него введены блок управления, первый и второй блоки ключей, управляющие входы которых соединены с соответствующим выходом блока управления, акустический приемник и блок фильтров выполнены многоканальными и включены последовательно, причем их управляющие входы соединены с соответствующими выходами блока управления, аналого-цифровой преобразователь и блок анализа выполнены многоканальными и включены последовательно, причем выход блока фильтров через первый блок ключей подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, регистратор выполнен многоканальным и подключен к выходу первого блока ключей, блок эталонных фонограмм выполнен многоканальным, причем его управляющий вход соединен с соответствующим выходом блока управления, а выход через второй блок ключей подключен к другому входу блока анализа.A multichannel electronic stethoscope containing an acoustic receiver, a filter unit, a recorder, an analog-to-digital converter, an analysis unit and a reference phonogram unit, characterized in that a control unit, first and second key blocks are inserted into it, the control inputs of which are connected to the corresponding output of the control unit , the acoustic receiver and the filter unit are multi-channel and connected in series, and their control inputs are connected to the corresponding outputs of the control unit, analog-to-digital conversion the developer and the analysis unit are multi-channel and connected in series, the output of the filter block through the first block of keys connected to the input of the analog-to-digital converter, the recorder made multi-channel and connected to the output of the first block of keys, the block of reference phonograms made multi-channel, and its control input is connected to the corresponding the output of the control unit, and the output through the second block of keys is connected to another input of the analysis unit.