[发明专利]基于光电位移传感器的心音采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用光电位移传感器实现心音采集的装置。

背景技术

随着我国人口老年人比例的不断上升，如何提高对老年人的照顾和健康特征监测的水平已经成为当下必须要解决的问题。以往对老年人的健康特征监测只有在专业的机构以及条件较好的医院才能够实现，但这些监测方式大都需要较多的人力投入，一旦入住的病人或老人数量过大时将很难达到预期的服务质量。因此如何通过科学技术来让更多的老人以及需要进行健康监测的人群得到相应的健康监测是非常有意义的。

心音信号是人体中一种重要的生理信号，电子听诊器通过心音传感器来采集心音，然后将数字信号通过无线的方式发送到个人计算机（PC）上应用软件显示心音信号波形并进行分析处理。目前，利用电子听诊器检测心音的普遍方法是用心音传感器采集信号，并经过电路放大处理后在液晶显示器上显示出波形，或者将心音信号通过声卡存储到计算机中，利用计算机中的音频播放软件播放心音并实时显示心音的包络波形。

这类方法，相对而言需要的器件多，成本高，携带不方便，不利于随时随地用来检测心音，而且用电子听诊器检测的心音实时显示在屏幕上时，其波形或包络波形图比较复杂。随着人们生活水平的提高和科学技术的发展，更多的人需要对自己的心脏健康状况进行监测和观察，而这是以往的心音采集方法所无法达到的。因此，在日益成熟的物联网平台上开发一种用于对人体心音信号进行可视监测的系统，就能解决上述问题。本发明主要涉及一种利用光电位移传感器来进行心音信号采集的技术。

发明内容

技术问题：本发明基于电子科学技术和软件开发的相关技术，设计了一种基于光电位移传感器的心音信号采集装置。

对于本发明而言，最关键的技术问题主要有如下几个：

1）如何将由心音产生的震动信号转换成数字信号。

2）如何更有效的将震动膜片的震动幅度转成电信号。

3）如何将数字信号转换成能够让用户看得懂的信号形式，例如图形界面或是数值形式。

技术方案： 本发明基于光电位移传感器开发的心音采集装置主要包括心音采集前置装置、无线传输介质和软件。心音采集装置主要是基于光电位移传感器，其实现的技术方案是，将由心音产生带动震动标尺产生的震动位移通过光电位移传感器转换为数字信号。

该装置包括激光光源、无线震动标尺、光电位移传感器、固定平台、震动薄膜、外壳；在外壳内的中部水平设置固定平台，在固定平台下设有震动薄膜，在震动薄膜的中间固定有无线震动标尺，无线震动标尺的上部穿过固定平台中间的孔；在固定平台上设有激光光源和光电位移传感器，激光光源的光发射面与光电位移传感器的光接收面分别面向无线震动标尺的反射面，激光光源的光发射面、无线震动标尺的反射面、光电位移传感器的光接收面的连线形成小于180度的夹角，使激光光源发射的激光照在无线震动标尺上并能准确反射到光电位移传感器上，让光电位移传感器能顺利扑捉到无线震动标尺上激光照射处的刻度标尺变化。

所述的无线震动标尺是一种印刷有不规则网状图案的轻质材料。

其工作过程如下：

由激光光源产生的激光照射在无线震动标尺上，当薄膜震动感受到有心音信号时，震动薄膜会随着心音信号的强弱变化而发生震动，从而带动无线震动标尺发生上下位移变化，照射在无线震动标尺的激光将无线震动标尺发生的这种上下变化送到光电位移传感器，实现位移变化到电信号的转换，并且通过内部的图像处理芯片对无线震动标尺的位移量进行分析，输出与心音信号成线性比例关系的数据，完成对心音信号的提取。最后光电位移传感器传出的数据是通过无线发送模块（含电源）发送到接收端。

有益效果：利用光电位移传感器实现的心音采集装置能够应用于物联网中，实现智能心音监测。其能耗低、体积小的特点方便使用者的长时间携带。为健康特征的监测提供的参考，也推动了物联网在健康特征监测领域的应用和发展。

 

附图说明

 图1 光电心音采集装置结构示意图，其中有：激光光源1、无线震动标尺2、光电位移传感器3、固定平台4、震动薄膜5、外壳6、无线发送模块7。

具体实施方式

本发明旨在设计出节能便携的心音信号采集装置，其前端传感器采用了光电位移传感器。信号采集端是通过将光电位移传感器ADNS-7050、激光发生引擎ADNV-6340、无线发送模块nRF2401等通过附图1的方式进行连接和组织。其中：