新型多功能电子听诊器的结构及工作原理

摘 要：听诊器在医学应用中十分重要，通过简单的方法，可以使医生充分了解到一个人的身体状况，但是，听诊器也存在着一定的弊端，人体内脏器官发出的一些微弱的声音等，医生往往听不清楚或者根本听不到声音，所以导致许多医生直接凭借自己的经验对病人进行诊断。随着我国医学科研的不断发展和进步，研究出了一种可供多人监听的新型多功能电子听诊器，其功能十分强大，而且电路较为稳定，所以为医生诊断提供了极大的方便。本文具体介绍了多功能电子听诊器的五个结构和工作原理。

关键词：电子听诊器；结构；工作原理

中图分类号：TH776

随着医学的不断进步，其传统的一些医学设施如听诊器等虽然发挥了较好的效果，但是已经不能更好的满足医学发展的需要，所以需要对这些医学设施进行改进。我国传统的听诊器主要以监测心音为主，方法虽然简单，但是却也存在一些不足之处，医生不能完全进行诊断。目前，我国研制出一种新型的电子听诊器，具有准确度高、体积较小、操作简单、成本较低的特点，而且这种听诊器的电路稳定，所以能够较好的避免干扰。通过这种新型的听诊器，医生可以更准确的诊断病情。新型的多功能电子听诊器主要由以下几个部分组成。

1 心率传感器结构

人体的心音频率、肺音频率、肠音频率都在人的听觉范围内，不过是属于中低频率段，所以医生进行听音时不容易听的更加清楚，而听诊过程中，也容易受到其他因素的干扰，导致听诊出现偏差。因此，多功能的电子听诊器采用话筒作为声音的传感器，能够相对扩大人体内脏的音频量，使医生听的更清楚。由于声音传感器的种类有很多，所以选择传感器时，要遵循一定的原则：首先，反应要十分灵敏，因为听诊器是要听取人体内微弱的心音、肺音、肠音等；其次，传感器一定要有较强的抗干扰能力，医生听诊过程中，会受到许多声音因素的干扰，而声音可能来源于外部，也可能来源于内部；最后，为防止听诊不受人声等因素的干扰，所以传感器的选择一定要具有较强的指向性。

在进行心率传感器的选择时，既要遵循选择的原则，又要综合多方面因素的考虑，所以相比之下，选择动圈式的传感器是最为妥当的。首先，柱积体式的传感器，虽然灵敏度和价格都比较符合条件，但是指向较差；其次，电容式的传感器虽然灵敏高极高，但是价格十分昂贵，而且抗干扰能力较弱；最后，动圈式传感器虽然灵敏度不太好，价格也很贵，但是指向性能十分好。所以在经过反复的实验和筛选过程中，动圈式的传感器是最为符合要求的[1]。

传感器放大电路主要是利用其共模抑制特性，然后消除信号传输过程中的各种外界因素对听诊的干扰，使其抗干扰能力最佳，便于医生的听诊。其工作原理是：人体内脏发出的声音经过传感器转换为信号，通过抗匹配和抗干扰电路进行平稳放大，从而使医生听到的频率更高，也促进了医生诊断的准确性。

2 心音滤波器结构

电子听诊器中，心音滤波器的结构也十分重要，通过滤波器，能够有效的听取人体内脏器官的声音频率，从而使医生更好的对患者进行诊断。心音、肺音、肠音的频率范围都比较大，所以在选择心音滤波器时，应根据其频率分布的特点对最合适的滤波器进行选择。其工作原理是：选择一个电子开关对心音频率、肺音频率、肠音频率进行选取，并做好信源切换，使其能够将频率状态如实反映出来并传达给医生，使医生对人体内脏的具体情况有较好的掌握。一般情况下，会选择CD4066作为电子开关，这能够使心音、肺音、肠音频率的选取更合适；而对于滤波器的选用，多数情况下会选择二阶压控电压源带通滤波器，因为这种滤波器可以做的十分小，能够发挥多功能电子听诊器携带方便的优势作用。心音滤波器能够更好的实现对外界噪音的滤除，为医生诊断去除没有价值的音频部分，所以心音滤波器在新型的多功能电子听诊器中发挥着不可取代的作用[2]。

3 比较器结构

通过听诊器与人内脏部分的间接接触，人体内脏会产生的一定的信息，而内脏器官的音频率会在放大之后进入数字的电路部分，从而实现计数，也就是医生最后能够观察到的患者具体情况的有效数字。人体的心跳大概会产生几百赫兹的频率，所以我们在选择比较器时一定要挑选计数较为准确的，灵敏度高的。通过对比，IC6B构成的施密特触发器比较器是十分合适的，所以在新型的多功能电子听诊器设计上，选其作为比较器结构，并且为听诊效果发挥着不可取代的作用。其工作原理主要就是：将比较器的阈值电压与干扰的电压进行比较，若前者大于后者，则通过比较器结构输出的电子听诊器极性和电压都相对较为稳定、准确，引起更加有效的抵抗了干扰信号的传播，所以使听诊器在医生诊断过程中发挥了重要作用[3]。

4 计数器结构

计数器的巨大作用主要是通过比较器的较好工作而实现的。计数器主要对比较器分析比较之后得出的数据进行显示，也就是对方波脉冲的信号进行显示。通常情况下，人的心跳次数在几十次到一百次以上，所以进行计数器设置时，将技术的值域控制在三位数就好，即000-999的范围之内，这样通过比较器对人体内脏反映出的信号发出和进行比较，反映给计数器的数值在此计数器的数值控制范围内。但是，计数器的有效发挥，还需要电路部分的密切配合。为了能够更好的发挥新型电子听诊器的服务作用，所以在电子听诊器设计过程中加入了录音电路部分以及发光二极管的驱动电路，通过加入这两种电路，能够更加便于医生的观察。其中对发光二极管的设计环节，采用发光二极管是为了实现显示被检测的人的心跳状态，医生可以通过耳朵听和视觉观看对被测者的心跳以及内脏频率有较好的掌握。而添加录音电路是为了使医生为病情诊断提供更加可靠的依据，也有利于促进相关人员对新型电子听诊器的及时改进[4]。

5 耳机功率放大器结构

耳机的设计结构是为了满足医生听觉的需要，其听诊器主要还是以听为主的，通过耳机听取可以使检测过程中，同时被多人所听取，以便通过集体的力量，共同对患者的病情做出正确的诊断，尤其是对于患有比较棘手病情的患者而言更是如此。耳机功率放大器，能够使人体内脏反映出的微弱频率放大，从而使医生在听诊过程中，获得更加清晰的听觉，也有利于医生做出正确的判断。通过数次的实验研究证明，采用IC10构成的二级功率放大器可以更好的实现功率放大功能[5]。

6 结束语

总而言之，新型的多功能电子听诊器只是采用常用的元器件，所以成本相对较低，但是一定要选择合适的型号，然后进行电路的设计和不断调试，以实现其多功能的作用。通过具体的实验证明，新型多功能电子听诊器的听诊应用效果极佳，并且操作简单，所以可以说是医疗诊断领域的一大进步。

参考文献：

[1]单正娅，赵德安，秦云.新型可视电子听诊器的研制[J].微型机与应用，2005（26）：346-347.

[2]梁希中，骆懿.基于虚拟仪器的电子听诊器上位机监控软件开发[A].2009全国虚拟仪器大全论文集[C]，2009（06）：58-59.

[3]张少泉.供教学用的新型多用电子听诊器[J].生物医学工程学杂志，2004（12）：76-77.

[4]田丰.基于Zigbee的无线电子听诊器设计[J].南京工业职业技术学院学报，2012（01）：116-117.

[5]侯恩星，赵湛，方震.基于ZigBee无线传输技术的电子听诊器[J].单片机与嵌入式系统应用，2011（01）：212-213.

作者单位：康泰医学系统（秦皇岛）股份有限公司，河北秦皇岛 066000