專利名稱：基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫(yī)學信號檢測與傳輸領域，特別涉及一種利用手機音頻接口采集心音信號并與社區(qū)服務器進行數(shù)據(jù)交互的系統(tǒng)。
背景技術：
目前在我國的醫(yī)療衛(wèi)生改革發(fā)展中，面向家庭、社區(qū)以及基層的醫(yī)療技術成為重心，提早診斷和預防疾病是技術的重點。在眾多疾病中，心臟類疾病成為危機人類健康的重要疾病，并有著可防可治的特點，因此心臟類疾病的及早診斷非常重要。心臟某些異常活動可以產(chǎn)生雜音或其它異常心音，聽取心音或記錄心音圖對于心臟疾病的診斷有一定的意義，心音信號監(jiān)測設備成為研究的重點。在傳統(tǒng)的心音檢測中，心臟聽診是評估心臟功能狀態(tài)的基本方法，但這種方法和相關設備只適用于有豐富臨床經(jīng)驗的專業(yè)醫(yī)護人員，很難作為常用檢測設備普及到大多數(shù)家庭中。目前，隨著計算機硬件和數(shù)字信號處理的迅猛發(fā)展，使心音更易于記錄和分析，自動心音分析儀的研究進入了新的趨勢。因此，需要開發(fā)一種用戶可以隨時隨地檢測自己的心音信號，操作簡單、移動性強，非常適合普通家庭使用，對于及早的診斷心臟類疾病有很好的效果的心音檢測系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的針對現(xiàn)有技術的不足提供基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)， 本實用新型的系統(tǒng)可用于家庭中心臟類疾病的診斷，具有操作簡單、移動性強等優(yōu)點，可實現(xiàn)足不出戶的醫(yī)療診斷，具體技術方案如下。一種基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，包括用于采集用戶的心音信號的心音信號采集處理模塊、用于將心音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示心音圖的支持Java MIDP協(xié)議的手機和用于接收手機傳送的心音數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進一步處理以判斷心音圖是否正常的社區(qū)中心服務器，所述心音信號采集處理模塊通過耳機接口與所述手機連接，所述手機通過移動網(wǎng)絡進行通訊與社區(qū)中心服務器無線通訊連接。上述的基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，所述心音信號采集處理模塊包括心音傳感器和放大濾波電路。上述的基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，所述支持Java MIDP協(xié)議的手機包括用于接收采集到心音信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的音頻A/D轉(zhuǎn)換器；用于顯示用戶的心音圖波形的顯示屏；用于將采集到的心音數(shù)據(jù)上傳到社區(qū)中心服務器的WLAN芯片。上述檢測系統(tǒng)的檢測方法是，通過心音信號采集處理模塊中的心音傳感器進行心音信號的采集，信號處理模塊對信號進行濾波和放大，信號通過手機耳機接口傳入手機；手機通過自身音頻A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，創(chuàng)建媒體播放器調(diào)用數(shù)字音頻心音數(shù)據(jù)，在手機上顯示動態(tài)的心音波形圖；同時，用戶能通過所述手機將自己的心音數(shù)據(jù)上傳到社區(qū)中心服務器；社區(qū)中心服務器通過WEB實時接收手機傳送的數(shù)據(jù)，同時將心音數(shù)據(jù)與標準的心音數(shù)據(jù)進行對比，建立數(shù)據(jù)庫，隨時記錄心音數(shù)據(jù)；用戶通過手機發(fā)出一個查看結(jié)果的請求時，社區(qū)中心服務器會自動響應，并反饋一個檢測結(jié)果到用戶手機上。上述的檢測方法中，社區(qū)中心服務器對所述手機傳送來的仍有失真的數(shù)據(jù)進一步處理，包括濾波、心音信號的特征提取，再將心音數(shù)據(jù)與標準的心音數(shù)據(jù)進行對比。上述的檢測方法中，手機上的A/D轉(zhuǎn)換器運用PCM編碼的方法對模擬心音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并以流媒體的形式存儲。上述的檢測方法中，手機對模擬信號進行采集并經(jīng)過量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換后的心音信號是采樣頻率為11250Hz、16位采樣、單聲道的Wav格式數(shù)據(jù)；所述Wav數(shù)據(jù)中的每個采樣點數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，前44個字節(jié)的數(shù)據(jù)為文件的描述，從第44個字節(jié)開始為心音信號的數(shù)據(jù)。本實用新型中，采用J-XH有源心音脈搏傳感器進行心音信號的采集，具有靈敏度高、抗過載、沖擊能力強、抗干擾能力極強、操作簡便等特點。信號處理模塊對信號進行濾波和放大，信號通過手機音頻接口傳入手機。手機通過自身音頻A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，創(chuàng)建媒體播放器調(diào)用數(shù)字音頻心音數(shù)據(jù)，在手機上顯示動態(tài)的心音波形圖。同時，用戶可以將自己的數(shù)據(jù)上傳到社區(qū)中心服務器，以便做出診斷。這一過程操作簡便，便于用戶自行在家中或其他場所測量。社區(qū)中心服務器部署一個WEB應用，實時接收手機傳送的數(shù)據(jù)，同時將這些數(shù)據(jù)與標準的心音數(shù)據(jù)進行對比，對于仍有失真的數(shù)據(jù)進一步處理， 包括濾波、心音信號的特征提取。建立數(shù)據(jù)庫，隨時記錄心音數(shù)據(jù)，具有持久保存、更新快、 方便查詢的特點。用戶發(fā)出一個查看結(jié)果的請求時，服務器會自動響應，并反饋一個結(jié)果到用戶手機上?？偟膩碚f，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益的效果( 1)本實用新型利用手機耳機接口采集心音信號，其音頻A/D轉(zhuǎn)換采樣頻率高，信號失真度小；(2)本實用新型以手機作為心音波形的顯示平臺，用戶可以隨時隨地檢測自己的心音信號，操作簡單、移動性強，非常適合普通家庭使用，對于及早的診斷心臟類疾病有很好的效果；(3)本實用新型將手機編程與服務器通訊技術運用到社區(qū)居民心音監(jiān)測系統(tǒng)中， 具有實時性強、效率高、應用范圍廣、開發(fā)成本低、可靠性強等特點；(4)本實用新型實現(xiàn)了心音信號監(jiān)測、顯示、傳輸、診斷一體化，應用基于社區(qū)服務器的信號處理、數(shù)據(jù)存儲和自診斷體系，解決了信號不能實時顯示和不能及時做出診斷的難題。

圖1是本實用新型實施例的檢測系統(tǒng)總體框圖。圖2是心音信號放大濾波電路。圖3是本實用新型實施例的手機波形顯示和數(shù)據(jù)傳輸流程圖。圖4是本實用新型實施例的社區(qū)中心服務器工作流程圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的實施作進一步地描述，但本實用新型的保護范圍和實施不限于此。如圖1所示基于耳機接口手機心音檢測系統(tǒng)，包括心音信號采集處理模塊、支持 Java MIDP協(xié)議的手機、社區(qū)中心服務器。心音信號采集處理模塊包括心音脈搏傳感器和放大濾波電路(見圖2)，對采集的心音信號進行濾波和放大，并通過手機耳機接口傳入信號。 手機中包括音頻A/D轉(zhuǎn)換器、顯示屏和。社區(qū)中心服務器的功能包括數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)反饋，用于診斷心音信號是否異常并把結(jié)果及時反饋給用戶。本實施例中，采用J-XH有源心音脈搏傳感器進行心音信號的采集，信號處理模塊對信號進行濾波和放大，信號通過手機音頻接口傳入手機。手機通過自身音頻A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，創(chuàng)建媒體播放器調(diào)用數(shù)字音頻心音數(shù)據(jù)，在手機上顯示動態(tài)的心音波形圖。同時，用戶可以將自己的數(shù)據(jù)上傳到社區(qū)中心服務器，以便做出診斷。這一過程操作簡便，完全使用于用戶自行在家中測量。社區(qū)中心服務器部署一個WEB應用，實時接收手機傳送的數(shù)據(jù)，同時將這些數(shù)據(jù)與標準的心音數(shù)據(jù)進行對比，對于仍有失真的數(shù)據(jù)進一步處理，包括濾波、心音信號的特征提取。建立數(shù)據(jù)庫，隨時記錄心音數(shù)據(jù)，具有持久保存、更新快、方便查詢的特點。用戶通過手機發(fā)出一個查看結(jié)果的請求時，服務器會自動響應，并反饋一個結(jié)果到用戶手機上。本實施例的心音信號放大濾波電路如圖2所示，Input為信號輸入端，輸入端電阻 R0、第一集成運算放大器UlA為電壓跟隨器，具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特點，調(diào)高電路的帶載能力，起到整流的作用。第一電容Cl，第二電容C2，第一電阻R1，第二電阻R2，第二集成運算放大器U2A構(gòu)成，壓控電壓源二階高通濾波電路，第三電阻R3，第四電阻R4構(gòu)成同相比例放大電路，高通濾波器的截止頻率為20HZ。第五電阻R5，第六電阻R6，第七電阻 R7，第八電阻R8，第三電容C3，第四電容C4與第三集成運算放大器U3A構(gòu)成無限增益多路反饋型濾波器電路，其中低通部分為反相濾波，經(jīng)過低通濾波后信號增益放大10倍，截止頻率1000Hz，頻帶為20 1000Hz。第十三電阻R13，第十四電阻R14與第四集成運算放大器構(gòu)成放大電路，Output為信號輸出端。本實施例的手機心音波形顯示和數(shù)據(jù)傳輸流程如圖3所示，手機上的A/D轉(zhuǎn)換器運用PCM編碼的方法對模擬心音信號進行轉(zhuǎn)換，并以流媒體的形式存儲。通過Java Me手機編程，建立流媒體控制器，對模擬信號進行采集并經(jīng)過量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，此時的心音信號是采樣頻率為11250Hz，16位采樣，單聲道的Wav格式數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)的特點是每個采樣點數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，前44個字節(jié)的數(shù)據(jù)為文件的描述，從第44個字節(jié)開始為心音信號的數(shù)據(jù)。打開手機上的Java程序，進入手機顯示主界面，控制命令按鈕進行心音信號采集，點擊“否”，重新回到主界面。啟動線程，將數(shù)字心音信號保存在緩沖區(qū)中，緩沖區(qū)的容量可以根據(jù)需要自行控制。執(zhí)行顯示波形的命令，調(diào)用緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成整型數(shù)據(jù)，在手機屏幕上顯示動態(tài)的波形。執(zhí)行上傳命令，調(diào)用緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，打開網(wǎng)路連接將數(shù)據(jù)流傳送到社區(qū)中心服務器上。每個過程都有單獨的線程控制，可以重復進行采集、顯示、上傳的功能，點擊“退出”，程序執(zhí)行完畢。本實施例的社區(qū)中心服務器工作流程如圖4所示，在社區(qū)中心服務器上搭建TOB
5應用支持的容器Tomcat，利用J2EE編程技術對服務器進行部署，包括虛擬目錄、端口的配置。構(gòu)造Tomcat下的Web應用程序，判定是否接受數(shù)據(jù)如果接受到的數(shù)據(jù)為空返回初始化應用程序。接受手機，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流，保存在緩沖區(qū)中。利用MATLAB中的外部接口，對含有心音數(shù)據(jù)處理和計算方法的文件進行打包，以能適用在Web應用程序下順利運行。提取緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)，并與標準心音波形圖對比，得出診斷結(jié)果。同時，將Web應用與SQL Server 數(shù)據(jù)庫連接，創(chuàng)建用戶信息，并記錄相應的診斷結(jié)果，以便用戶查詢。當用戶發(fā)出請求時，服務器判定是否將診斷的結(jié)果反饋給用戶，如果執(zhí)行返回結(jié)果命令，將診斷結(jié)果反饋到用戶手機上，如果“否”程序執(zhí)行完畢。 總的來說，當用戶進行信號采集時將傳感器放在胸口，傳感器的電源采用5-15V 的直流電源。信號處理模塊對采集的信號進行預處理，電路由高通濾波器和放大器組成，去除了呼吸音、肺音的干擾，最終產(chǎn)生2. 5-3V的心音模擬信號。手機的音頻接口作為心音信號的輸入端，信號經(jīng)過手機音頻A/D轉(zhuǎn)換器生成數(shù)字信號。在手機上用java me建立心音信號顯示與傳輸系統(tǒng)，實時顯示動態(tài)心音圖。另外，建立社區(qū)中心服務器用于檢測數(shù)據(jù)的處理和存儲。心音信號監(jiān)測完畢，用戶可以將檢測到的心音數(shù)據(jù)上傳到中心服務器，對數(shù)據(jù)做出進一步的處理，有效解決了手機不能對數(shù)據(jù)進行處理的弊端。最后，服務請將會根據(jù)采集的心音圖做出判斷，當用戶發(fā)出查看結(jié)果的指令時，服務器就會將診斷的結(jié)果反饋給用戶， 如果出現(xiàn)異常就會通知用戶及時到醫(yī)院就診。
權利要求1.一種基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，其特征包括用于采集用戶的心音信號的心音信號采集處理模塊、用于將心音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示心音圖的支持Java MIDP 協(xié)議的手機和用于接收手機傳送的心音數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進一步處理以判斷心音圖是否正常的社區(qū)中心服務器，所述心音信號采集處理模塊通過耳機接口與所述手機連接，所述手機通過移動網(wǎng)絡進行通訊與社區(qū)中心服務器無線通訊連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，其特征在于所述心音信號采集處理模塊包括心音傳感器和放大濾波電路。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，其特征在于所述支持Java MIDP協(xié)議的手機包括用于接收采集到心音信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的音頻A/D轉(zhuǎn)換器；用于顯示用戶的心音圖波形的顯示屏；用于將采集到的心音數(shù)據(jù)上傳到社區(qū)中心服務器的WLAN芯片。
專利摘要本實用新型公開了基于耳機接口的手機心音檢測系統(tǒng)，包括用于采集用戶的心音信號的心音信號采集處理模塊、用于將心音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并顯示心音圖的支持JavaMIDP協(xié)議的手機和用于接收手機傳送的心音數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進一步處理以判斷心音圖是否正常的社區(qū)中心服務器，所述心音信號采集處理模塊通過耳機接口與所述手機連接，所述手機通過移動網(wǎng)絡進行通訊與社區(qū)中心服務器無線通訊連接。本實用新型操作簡便、實時性和移動性強，便于用戶自行在家中或其他場所做心音檢測。
文檔編號A61B5/00GK201977775SQ20112004881
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權日2011年2月25日
發(fā)明者吳效明, 張培壘 申請人:華南理工大學