穿戴式心音检测系统及其相应的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种穿戴式心音检测系统，该系统包括：声学感测装置，用于搜集身体的心音信号，对搜集到的该心音信号进行信号放大、滤波、数字化等预处理，输出预处理心音信号；外部计算电子装置，通信地耦合该声学感测装置，用于获取该预处理心音信号；以及云端数据库，通信地耦合该外部计算电子装置；其中，该声学感测装置包括电容式声音传感器、压电式声音传感器以及电路模块，该电路模块分别与该电容式声音传感器以及压电式声音传感器电性连接；该电路模块、该电容式声音传感器以及该压电式声音传感器被安装于一软性基底上。传感器被安装于一软性基底上。传感器被安装于一软性基底上。

【技术实现步骤摘要】
穿戴式心音检测系统及其相应的方法


[0001]本专利技术涉及医疗设备
，特别是一种穿戴式心音检测系统及其相应的方法。

技术介绍

[0002]随着微电脑技术、微电子技术、无线通信技术、微弱信号检测技术以及材料科学的快速发展，整合各种小型传感器、无线发射
‑
接收模块和控制处理单元的可穿戴式健康侦测系统，已成为研究人员研究开发的重点。
[0003]心音检测设备，例如听诊器，是一种通过检测声音来诊断器官活动情况的仪器，电子听诊器是通过将听头置于被测生物体的相应部位采集心肺等器官活动的声音，将这些声音转换为电信号，经过放大后，直接由扬声器发出声音，以使医生或相关人员根据相应的声音信号确定病因或病灶，做出正确诊断。
[0004]心跳周期中，心肌收缩、瓣膜启闭、血液加速和减速对心血管的加压和减压作用以及行程的涡流等因素引起的机械震动，可以通过周围组织传递到胸壁，将探测装置放在胸壁某些区域，就可听到声音，称为心音。心脏某些异常活动可以产生杂音或其他异常心音。因此，听取心音或记录心音图(phonocardiogram,PCG)能够有效弥补心脏听诊的不足。
[0005]心脏衰竭是全球盛行的公共健康问题，对整体医疗成本构成巨大负担。近年来，随着人们对于健康的关注增加，借由从数小时到数个月的长时间记录分析生理信息，监控日常生活中的身心状态的健康管理方法开始普及。
[0006]就取得人们的生理信息而言，其包含心跳率或R
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R间隔、心电波形、步数、活动量、身体加速度等，借由将这些生理信息于日常生活中进行监控，可以有效运用于健康的改善、或是疾病的早期发现等。
[0007]随着人口老龄化，健康预警及照护产品成为当前发展趋势。为了能够及早发现病征，特别是猝死率极高的心因性疾病，穿戴式心音装置可以提供实时地(Real
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time)且有效的心跳异常信号的检测及记录。而医师即可利用这些实时纪录的生理音频加以分析，提供健康预警及照护解决方案。
[0008]因此，提出一种穿戴式心音检测系统及相应的方法，使其可应用于居家照护、走动式照护、工安健康管理及自主健康预警等应情境是必要的。

技术实现思路

[0009]基于上述，本专利技术至少提出能够解决现有技术存在的缺失，依据本专利技术的其中一个观点，提出一种穿戴式心音检测系统，该系统包括：声学感测装置，用于搜集身体的心音信号，对搜集到的该心音信号进行信号放大、滤波、数字化等预处理，输出预处理心音信号；外部计算电子装置，通信地耦合该声学感测装置，用于获取该预处理心音信号；以及云端数据库，通信地耦合该外部计算电子装置；其中，该声学感测装置包括电容式声音传感器、压电式声音传感器以及电路模块，该电路模块分别与该电容式声音传感器以及压电式声音传
感器电性连接；该电路模块、该电容式声音传感器以及该压电式声音传感器被安装于一软性基底上。
[0010]以一实施例而言，上述电路模块至少包括：多个放大器、多个滤波器、多个模拟数字转换器、微处理器、储存单元、无线传输模块；该电容式声音传感器的输出端依次经该多个放大器中的第一放大器、该多个滤波器中的第一滤波器、多个模拟数字转换器中的第一模拟数字转换器电性连接该微处理器，由该第一模拟数字转换器输出放大、滤波以及数字化的第一心音信号；该压电式声音传感器的输出端依次接经该多个放大器中的第二放大器、该多个滤波器中的第二滤波器、多个模拟数字转换器中的第二模拟数字转换器电性连接该微处理器，由该第二模拟数字转换器输出放大、滤波以及数字化的第二心音信号；该微处理器接收该数字化的第一心音信号以及该数字化的第二心音信号，对其进行运算处理以获得去背景噪音且稳定的预处理第一心音信号及预处理第二心音信号；其中，该微处理器可以执行指令，将该预处理第一心音信号及预处理第二心音信号储存于与该微处理器电性连接的该储存单元中，或是经由与该处理器电性连接的该无线传输模块，将该预处理第一心音信号及预处理第二心音信号发送至上述外部电子装置做进一步分析。
[0011]以一实施例而言，其中该电路模块、该电容式声音传感器以及该压电式声音传感器是以下列方式设置：该电容式声音传感器设置于该电路模块的一表面上；一隔音环设置于该表面上，并围绕该电容式声音传感器与该电路模块封装形成一共振腔；该压电式声音传感器设置于该隔音环未与该电路模块接触的一侧上，其中，该压电式声音传感器贴附于人体皮肤近心脏处。
[0012]以一实施例而言，上述压电式声音传感器还设置有多个透孔，使上述心音信号可以借由该多个透孔进入上述电容式声音传感器的该共振腔。
[0013]以一实施例而言，上述压电式声音传感器可以作为振膜，用于弥补上述电容式声音传感器的振膜对于低频震动信号响应不足的缺点。
[0014]以一实施例而言，上述软性基底为聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，或纺织物。
[0015]依据本专利技术的另一个观点，提出一种建立穿戴式心音检测系统的方法，该方法包括：提供声学感测装置，用于搜集身体的心音信号，输出预处理心音信号；提供外部计算电子装置，通信地耦接该声学感测装置，用于获取该预处理心音信号；以及提供云端数据库，通信地耦合该外部计算电子装置；建立一使用者的身体与该声学感测装置的贴附确认；搜集该用户的生物特征；利用搜集到的该生物特征进行该用户的身份比对，以确认该使用者的身份；利用该声学感测装置对该用户进行心跳信号撷取，包含对心音信号的搜集；利用该声学感测装置对该心音信号进行滤波及放大；利用该声学感测装置执行心律分析；执行上述心律分析之后，确认是否为紧急状况；若判断为上述紧急状况，连接该外部计算电子装置进行与其他传感器的结果比对，并经由该外部计算电子装置发出警报；若判断为正常状况，将搜集到的该心音信号交由该外部计算电子装置进行信号处理，并由该声学感测装置继续搜集信号；由该外部计算电子装置对该心音信号执行特征点提取；将上述特征点与该云端数据库内建的先前数据，进行人工智能(AI)比对及状况分类；将上述比对及状况分类的结果传送至该云端数据库建立文档，作为后续比对的参考，并交由医疗单位进行判读以及提供相关的医疗建议。
[0016]以一实施例而言，上述AI比对及状况分类是经由设置于该外部计算电子装置的AI算法来对正常心音信号和异常心音信号进行初步分类。
[0017]以一实施例而言，上述AI算法可以包含下列步骤：对输入的上述心音信号进行预滤波以及归一化处理；对上述预滤波以及归一化处理的心音信号提取时域、频域特征；采用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)模型输出分类结果。
[0018]以一实施例而言，其中由该外部计算电子装置对该心音信号进行信号处理的方式包括滤波、小波分析及傅立叶变换。
附图说明
[0019]本专利技术的组件，特征和优点可以通过说明书中所概述的较佳实施例的详细描述和附图来理解：
[0020]图1显示本专利技术所提出的系统架构。
[0021]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式心音检测系统，其特征在于，该系统包括：声学感测装置，用于搜集身体的心音信号，对搜集到的该心音信号进行信号放大、滤波、数字化等预处理，输出预处理心音信号；外部计算电子装置，通信地耦合该声学感测装置，用于获取该预处理心音信号；以及云端数据库，通信地耦合该外部计算电子装置；其中，该声学感测装置包括电容式声音传感器、压电式声音传感器以及电路模块，该电路模块分别与该电容式声音传感器以及该压电式声音传感器电性连接；该电路模块、该电容式声音传感器以及该压电式声音传感器被安装于一软性基底上。2.根据权利要求1所述的穿戴式心音检测系统，其特征在于，其中所述电路模块至少包括：多个放大器、多个滤波器、多个模拟数字转换器、微处理器、储存单元、无线传输模块；该电容式声音传感器的输出端依次经该多个放大器中的第一放大器、该多个滤波器中的第一滤波器、该多个模拟数字转换器中的第一模拟数字转换器电性连接该微处理器，由该第一模拟数字转换器输出放大、滤波以及数字化的第一心音信号；该压电式声音传感器的输出端依次接经该多个放大器中的第二放大器、该多个滤波器中的第二滤波器、多个模拟数字转换器中的第二模拟数字转换器电性连接该微处理器，由该第二模拟数字转换器输出放大、滤波以及数字化的第二心音信号；该微处理器接收该数字化的第一心音信号以及该数字化的第二心音信号，对其进行运算处理以获得去背景噪音且稳定的预处理第一心音信号及预处理第二心音信号；其中，该微处理器可以执行指令，将该预处理第一心音信号及该预处理第二心音信号储存于与该微处理器电性连接的该储存单元中，或是经由与该处理器电性连接的该无线传输模块，将该预处理第一心音信号及该预处理第二心音信号发送至上述外部电子装置做进一步分析。3.根据权利要求1所述的穿戴式心音检测系统，其特征在于，其中该电路模块、该电容式声音传感器以及该压电式声音传感器是以下列方式设置：该电容式声音传感器设置于该电路模块的一表面上；一隔音环设置于该表面上，并围绕该电容式声音传感器与该电路模块封装形成一共振腔；该压电式声音传感器设置于该隔音环未与该电路模块接触的一侧上，其中，该压电式声音传感器贴附于人体皮肤近心脏处。4.根据权利要求3所述的穿戴式心音检测系统，其特征在于，其中上述压电式声音传感器还设置有多个透孔，使上述心音信号可以借由该多个透孔进入上述电容式声音传感器的该共振腔。5.根据权利要求3所述的穿戴...

【专利技术属性】
技术研发人员：周耀聖，苏伟盛，林孝義，
申请(专利权)人：矽响先创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：