一种声光显示听诊器的研制

一种声光显示听诊器的研制
作者：刘燕萍孟利娟吴平辉
来源：《科技资讯》 2012年第3期
刘燕萍1 孟利娟2 吴平辉1
(1.湖州师范学院;2.湖州市第一人民医院浙江湖州 313000)
摘要:本文介绍了一种声光显示的听诊器。

该听诊器的工作电路主要由放大、整形、驱动
电路三部分构成,通过采用压电传感器和信号放大器,可将心脏的跳动转化为声光信号,并通过放大器进行放大处理,声音清晰,发光显示明显。

声信号与光信号同时作用,有助于医生的诊断。

关键词:声光显示听诊器压电传感器信号放大器
中图分类号:TN256 文献标识码:A 文章编号:1672-
3791(2012)01(c)-0231-02
随着现代社会高速发展,各行各业对工作效率提出了更高的要求。

在医学诊断中,面对错综
复杂的病理问题,如何在有限的时间里快速准确地做出诊断结果,是医学发展的关键技术之一。

其中,听诊器在日常医疗诊断中具有举足轻重的作用,但是传统的听诊器由于拾音效果差,对杂音的辨析能力较弱,且不具有可视功能,已远远无法满足当前医学快速发展的需求[1～5]。

鉴于此,本文研制了一种既可以听见又可以看见信号的声光显示听诊器。

与目前医生所使用的传统胶管式听诊器相比较,本装置采用压电传感器和信号放大器,将心脏的跳动转变为声光信号,操作简单安全,高效精确,有着明显的优势与进步。

1 电路工作原理
这里所介绍的声光显示听诊器电路原理如图1所示。

电路中采用压电陶瓷片HTD作为传感器,由一块六反相器集成电路外接少量元件,组成了放大、整形、驱动电路。

该听诊器工作时耗
电量非常小,如当电源为4.5V时,静态电流约为1mA,动态平均电流小于4mA。

并且具有较高的灵敏度,声音清晰,发光显示明显。

其中CD4069是CMOS通用数字集成电路,由它的一个反向器F外接电阻R1、电容C1组成一
个具有负反馈作用的高增放大器,其作用是将传感器HTD输入的微弱电压信号进行放大。

F1的输出信号通过耦合电容C2送至F2的输出端(3脚),无信号时F2关断(输出为高电平)。

电阻R2、R3组成直流分压电路,使F2输入端直流电压总是等于电源电压。

因F2的输出端(4脚)与F3的输入端(5脚)相接,所以无信号时F3的输出端(6脚)为低电平,此时红色发光二极管组成的HR不发光。

信号再经过反相器F4后,输出为高电平(8脚),而8脚
与反相器F5、F6的输入端(11、13脚)相接,因此F5、F6的输出端(10、12脚)为低电平,从而导致讯响器B不发声。

当传感器HTD受到跳动的压力作用时,传感器HTD就把此压力信号转化成电压信号,电压信
号比较微弱,经F1、R1、C1组成的放大器放大后,由电容耦合至反相器F2的输入端,由F2进行
整形。

只有当输入信号的峰值大于F2的输入电平时,F2输出才是低电平,而F3输出为高电平。

于是,红色发光二极管HR将跟随着脉搏跳动一闪一闪地发光。

与此同时,F3输出的电压信
号经过F4反相后送至F5、F6的输入端,使F5、F6输出电平也跟随着心脏跳动而呈现一高一低
的变化,导致讯响器B跟随脉搏跳动而间歇发声。

电路中R4对HR起限流作用,同时减轻反相器F3的输出负载。

R5起降压作用,使F5、F6的
输出为高电平时的负载。

C3为保证B正常工作而设置的交流电路,C4对直流电源E起交流旁路
作用,特别在电池用旧导致内阻显著增加时,C4能改善电路的工作状况。

2 元器件的选择
作为传感器的压电陶瓷片HTD,带有配套的共鸣腔用塑料盖,其外部直径29 mm,中心开口直
径为4mm,高为3.5mm。

IC用CD4069型CMOS六反相器集成电路,其内部方框及引脚排列如图2所示,也可用
MC14069、CC4069等代替,它们的功能和引脚排列完全相同。

R1～R5用1/8W金属或碳膜电阻,具体阻值如图1中所示。

C1为1000 pF/63V,用瓷介电容
或涤纶电容均可,C2～C4可用普通CD11铝电解电容,其耐压大于10V,其中C2为0.1μF,C3为
47μF,C4为100μF。

此外,HR用直径为3mm或5mm的红色LED发光二极管。

B用直径为12mm的微型扬声器,SB用1×1的微型开关,E用3节1.5V的电池串联。

3 制作调试注意事项
(1)制作时应将直径为27mm的压电陶瓷片分别从背电极和陶瓷镀银面焊接好引出线,最好采用较细而柔软的屏蔽线,金属屏蔽层接背电极,芯线接陶瓷镀银面。

(2)只要元器件性能良好,电路连接正确无误,则接通电源后不需要调节就能正常工作。

测试时,可以用手指轻轻触碰传感器HTD,HR红色LED也跟随着闪动,同时B也跟随着发出“滴滴”的声响,则说明电路工作正常。

4 结语
本文研制了一种新型的声光显示听诊器,主要使用对象包括心脏科专家、内科医、儿科医生、家庭医生、专业护士、一般护理人员、医学院学生或其他需要人士,适用范围广。

在对患者的诊治过程中,通过声音信号及光信号的显示进行分析整合,医护人员可以准确地判断出病理问题或
医疗效果。

整个仪器具有制作简单、价格低廉、使用安全、声光显示同时具备、精确高效的优点,值得大范围推广使用,有望为医疗诊断提供全新的诊断途径。

参考文献
[1] 骆懿,吴颖.便携式蓝牙电子听诊器的研究[J].杭州电子科技大学
报,2010,30(4).
[2] 李丕丁,周翔宇.便携式无线电子听诊器的研制[J].博士论坛,2010,26(12).
[3] 沈雷鸣.电子听诊器的设计与制作[J]. 护理学要理,2005,20(8).
[4] 朱晓力,李安琪,胡晓雯,等.基于蓝牙的听诊器综述[J].临床医学工
程,2011,18(3).
[5] 刘靖圆,唱荣艳,周建兴.听诊器的改良与应用[J].第四军医大学学报,2009,18(168).。