移动听诊培训系统及其应用方法

技术领域

本公开涉及医疗培训技术领域，尤其涉及一种移动听诊培训系统及其应用方法和电子设备。

背景技术

随着医学教育和临床技能培训的不断发展，对于高效、精准的听诊技能训练方法的需求日益增长。听诊作为一种基本的临床技能，对于医学学生和专业医疗人员至关重要。

然而，传统的听诊训练方式存在一些局限性，如真实临床环境难以模拟、听诊音质量不一以及缺乏系统化的训练方法。现有听诊培训系统多以模拟人与穿戴式衣服为媒介，较难移动，需固定在实验室，难以移动。

因此，对于临床医学的听诊模拟，还存在移动听诊难、无法统一听诊内容与听诊音质量的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出一种移动听诊培训系统及其应用方法和电子设备。

本申请一方面，提出一种移动听诊培训系统，包括：

听诊音料模块，用于将管理员所选择的对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据下发至贴纸传感器；

贴纸传感器，贴附在预设的人体模型/测试用户的心脏/肺部部位，用于在检测到听诊器触头接触之时，模拟响应对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据；

听诊器触头，用于与所述贴纸传感器进行交互，检测并采集对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据，并传输至培训设备；

培训设备，用于接收并处理所述心音/肺音数据，对所述心音/肺音数据进行听诊分析，为学员提供听诊培训分析服务；

所述听诊音料模块与所述贴纸传感器通信连接；

所述听诊器触头与所述培训设备通信连接。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述听诊音料模块，包括：

听诊音料库，用于存储不同病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据；

触屏交互模块，用于用户选择对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据；

USB传输模块，用于将用户所选择的所述心音/肺音数据传输至所述贴纸传感器；

第一控制芯片MCU，用于所述听诊音料库、所述触屏交互模块和所述第一USB传输模块之间的逻辑控制；

所述听诊音料库、所述触屏交互模块和所述USB传输模块，分别与所述控制芯片MCU电连接。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述贴纸传感器，包括：

接收模块，用于接收所述听诊音料模块下发的所述心音/肺音数据；

存储模块，用于缓存所述心音/肺音数据；

压力传感器，用于在用户使用所述听诊器触头接触人体模型/测试用户的心脏/肺部部位进行听诊之时，将检测到的接触压力信号反馈至第二控制芯片MCU；

第二控制芯片MCU，用于将所述存储模块中缓存的所述心音/肺音数据调取并转发至播放模块；

播放模块，用于模拟播放所述心音/肺音数据；

所述接收模块、所述存储模块、所述压力传感器和所述播放模块，分别与所述第二控制芯片MCU电连接。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述听诊器触头，包括：

音频采集模块，用于采集对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据，并转发至第三控制芯片MCU；

第三控制芯片MCU，用于对所述心音/肺音数据进行处理后，转发至5G通信模块；

5G通信模块，用于将所述心音/肺音数据传输至所述培训设备；

所述音频采集模块和所述5G通信模块，分别与所述第三控制芯片MCU电连接。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述培训设备，包括：

数据接收器，用于接收所述听诊器触头基于5G传输的所述心音/肺音数据并转发至数据分析系统；

所述数据分析系统，包括：

预处理模块，用于对所述心音/肺音数据进行预处理，并转发至特征提取模块；

特征提取模块，用于通过二阶谱分析法，提取所述心音/肺音数据的音频特征；

听诊匹配模块，用于根据所述音频特征，识别出对应的听诊结果；

听诊报告模块，用于根据所述音频特征以及对应的所述听诊结果，生成对应的听诊报告；

所述数据接收器与所述数据分析系统通信连接。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述所述数据分析系统，还包括：

分析数据库，用于存储不同类型的所述音频特征与对应的所述听诊结果之间的关联关系；

当所述听诊匹配模块根据所述音频特征进行识别之时，根据所述分析数据库中存储的所述关联关系，识别出与所述音频特征相对应的所述听诊结果。

本申请另一方面，提出一种移动听诊培训系统的应用方法，包括如下步骤：

将贴纸传感器贴附在预设的人体模型/测试用户的心脏/肺部部位；

管理员通过听诊音料模块，选择对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据，并下发至贴纸传感器；

所述贴纸传感器保持传感检测；

用户通过所述听诊器触头对不同的心脏/肺部部位进行接触听诊，当与对应的心脏/肺部部位进行接触之时，与所述贴纸传感器进行传感交互，由所述贴纸传感器模拟响应对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据；

所述听诊器触头检测并采集对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据，并传输至培训设备；

所述培训设备接收并处理所述心音/肺音数据，对所述心音/肺音数据进行听诊分析，为学员提供听诊培训分析服务。

本申请另一方面，还提出一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的一种移动听诊培训系统的应用方法。

本发明的技术效果：

本申请通过创新的可移动听诊训练系统，在模拟各种临床听诊场景，通过结合听诊音料库、贴纸传感器和先进的听诊器触头以及后台设备，为医学学生和专业医疗人员提供一个全面、真实、可移动、多适配的听诊技能培训平台。

本发明采用可移动的听诊系统设计，能够移动式地为医学学生和专业医疗人员提供移动的听诊培训服务，可以有效模拟各种临床听诊场景，提高学员听诊技能。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出为本发明的应用系统组成示意图；

图2示出为本发明听诊音料模块的组成示意图；

图3示出为本发明贴纸传感器的组成示意图；

图4示出为本发明听诊器触头的组成示意图；

图5示出为本发明培训设备的组成示意图；

图6示出为本发明电子设备的应用示意图.

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

本方案中系统各个硬件比如传感器、听诊探头(触头)和控制芯片MCU等等，具体可以结合需求进行选择，配置对应的型号和内嵌式程序。

本方案为系统供电，可以由锂电池或者就近供电，对应的电压适配，本实施例不做考虑。

实施例1

如图1所示，本申请一方面，提出一种移动听诊培训系统，包括：

听诊音料模块，用于将管理员所选择的对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据下发至贴纸传感器；

贴纸传感器，贴附在预设的人体模型/测试用户的心脏/肺部部位，用于在检测到听诊器触头接触之时，模拟响应对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据；

听诊器触头，用于与所述贴纸传感器进行交互，检测并采集对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据，并传输至培训设备；

培训设备，用于接收并处理所述心音/肺音数据，对所述心音/肺音数据进行听诊分析，为学员提供听诊培训分析服务；

所述听诊音料模块与所述贴纸传感器通信连接；

所述听诊器触头与所述培训设备通信连接。

本方案的听诊音料模块，可以通过内嵌式软件，部署在培训设备所在的主机服务器上，可以由管理员在培训设备上进行操作，从其库中选择对应的心音/肺音数据下发至贴纸传感器，进行模拟对应部位的音频，以此供学员进行听诊教学。

具体对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据，由管理员预先采集并存储即可。

本处的贴纸传感器，采用贴附式的设计，将压力传感器贴附在人体模型/测试用户的心脏/肺部部位。

听诊器触头，可以采用传统的听诊器技术，让学员等用户使用，对相应部位进行听诊检测。

培训设备，即培训所采用的后台服务器，能够提供听诊服务、数据计算等，能够为学员、管理员提供听诊培训管理服务，比如心音/肺音数据的存储和选择，听诊数据的分析和展示。

本方案中：

听诊音料库：包含多种听诊音频文件，用于存储不同病症和生理状态下的心脏/肺部的音频数据(心音数据和肺音数据)。听诊音料库可通过软件界面进行访问和选择(触屏交互)。

贴纸传感器：贴纸可与标准化病人、仿真模拟人相适应，可以贴附在人体模型或真人的胸/肺部和心脏区域，用于模拟不同病症和生理状态下的心脏/肺部的音频数据。这些贴纸传感器，能够检测听诊器触头的位置和压力，并进行互动。

听诊器触头：该系统配备了一种特殊的听诊器，具有触头，用于与贴纸上的传感器进行互动。听诊器触头能够模拟传统听诊器的功能，通过贴纸传感器检测到的心脏和肺部的音频数据，并将其传输到连接的培训设备(后台服务器)上供学生或专业人员分析。

因此，能够方便为用户提供不同场景下的听诊培训内容。

下面将具体描述，

如附图2所示，作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述听诊音料模块，包括：

听诊音料库，用于存储不同病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据；

触屏交互模块，用于用户选择对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据；

USB传输模块，用于将用户所选择的所述心音/肺音数据传输至所述贴纸传感器；

第一控制芯片MCU，用于所述听诊音料库、所述触屏交互模块和所述第一USB传输模块之间的逻辑控制；

所述听诊音料库、所述触屏交互模块和所述USB传输模块，分别与所述控制芯片MCU电连接。

听诊音料模块可以部署在培训设备的后台上。

结合培训设备的触屏交互，从听诊音料库中进行筛选，比如将心脏部位的心音数据选择，并通过USB传输模块传输至所述贴纸传感器。

所述贴纸传感器缓存后，进入等待阶段。当检测到听诊器接触到模拟人的部位之时，感应到对应的接触压力信号，以此播放该心脏部位的心音数据。

听诊音料库为一个数据存储器，用于存储数据。

MCU芯片实现对应的操作控制即可。

如图3所示，作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述贴纸传感器，包括：

接收模块，用于接收所述听诊音料模块下发的所述心音/肺音数据；

存储模块，用于缓存所述心音/肺音数据；

压力传感器，用于在用户使用所述听诊器触头接触人体模型/测试用户的心脏/肺部部位进行听诊之时，将检测到的接触压力信号反馈至第二控制芯片MCU；

第二控制芯片MCU，用于将所述存储模块中缓存的所述心音/肺音数据调取并转发至播放模块；

播放模块，用于模拟播放所述心音/肺音数据；

所述接收模块、所述存储模块、所述压力传感器和所述播放模块，分别与所述第二控制芯片MCU电连接。

贴纸传感器的接收模块，可以是信号或者数据接收端口、接收器等等，能够接收数据并缓存。

还可以进行压力监测。

当用户使用听诊器进行培训之时，听诊器的探头将与对应部位的贴纸进行接触，并与贴纸内部的压力传感器进行接触施压，以此由压力传感器监测到对应的接触压力信号，并进行反馈。

MCU芯片收到反馈之时，将调取缓存的数据并发送至播放模块进行播报。

如附图4所示，作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述听诊器触头，包括：

音频采集模块，用于采集对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据，并转发至第三控制芯片MCU；

第三控制芯片MCU，用于对所述心音/肺音数据进行处理后，转发至5G通信模块；

5G通信模块，用于将所述心音/肺音数据传输至所述培训设备；

所述音频采集模块和所述5G通信模块，分别与所述第三控制芯片MCU电连接。

本处为了方便移动培训，采用了无线传输技术，在听诊器触头内部集成有一个5G通信模块，用于将所述心音/肺音数据传输至所述培训设备(后台API接口接收即可)。

音频采集器集成在听诊器的前端上，能够采集对应部位的音频数据。经过MCU处理后发送至5G通信模块进行数据传输。

5G通信模块与后台之间的通信模式和配置，本实施例不做赘述，参照对应的5G通信网络进行配置即可。

如附图5所示，作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述培训设备，包括：

数据接收器，用于接收所述听诊器触头基于5G传输的所述心音/肺音数据并转发至数据分析系统；

所述数据分析系统，包括：

预处理模块，用于对所述心音/肺音数据进行预处理，并转发至特征提取模块；

特征提取模块，用于通过二阶谱分析法，提取所述心音/肺音数据的音频特征；

听诊匹配模块，用于根据所述音频特征，识别出对应的听诊结果；

听诊报告模块，用于根据所述音频特征以及对应的所述听诊结果，生成对应的听诊报告；

所述数据接收器与所述数据分析系统通信连接。

数据接收器为后台上的数据接收比如API端口，能够接收数据。

数据分析系统，将对采集并上报的所述心音/肺音数据进行音频识别与处理分析，得到对应的音频分析和匹配结果。

音频预处理，可以是滤波、下采样、音频切割等方式。

特征提取模块通过二阶谱分析法，提取所述心音/肺音数据的音频特征，可以参考“二阶谱分析法”的特征提取方法(比如如下现有技术：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/334586587？utm_id＝0)。

对于不同音频特征，优先与其关联绑定对应的听诊结果(疾病类型)，后续识别到对应的音频特征之后，将该音频特征发送至分析数据库中进行检索，以此找到与该音频特征相匹配的疾病听诊结果。比如根据音频数量所确定的“主动脉瓣狭窄”听诊结果。

当识别出对应的听诊结果之后，输出系统并打印。

可以由听诊报告模块，按照预设的打印格式，导入所述音频特征以及对应的所述听诊结果，生成对应的听诊报告。听诊报告的打印格式，可以根据需求自行设计并配置使用。

作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述所述数据分析系统，还包括：

分析数据库，用于存储不同类型的所述音频特征与对应的所述听诊结果之间的关联关系；

当所述听诊匹配模块根据所述音频特征进行识别之时，根据所述分析数据库中存储的所述关联关系，识别出与所述音频特征相对应的所述听诊结果。

对应各个学员的分析结果，系统培训设备所在的后台，也可以进行培训考核，根据学员听诊上报的数据，让管理员对其进行听诊位置、时间和结果的评估，以此让学员加以改进和升级。

因此，本申请通过音频模拟和传感交互，实现移动式的听诊培训，能够移动式地为医学学生和专业医疗人员提供移动的听诊培训服务，可以有效模拟各种临床听诊场景，提高学员听诊技能。

显然，本领域的技术人员应该明白，实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制的实施例的流程。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

实施例2

基于实施例1的实施原理，本申请另一方面，提出一种移动听诊培训系统的应用方法，包括如下步骤：

将贴纸传感器贴附在预设的人体模型/测试用户的心脏/肺部部位；

管理员通过听诊音料模块，选择对应病症和生理状态下心脏/肺部的心音/肺音数据，并下发至贴纸传感器；

所述贴纸传感器保持传感检测；

用户通过所述听诊器触头对不同的心脏/肺部部位进行接触听诊，当与对应的心脏/肺部部位进行接触之时，与所述贴纸传感器进行传感交互，由所述贴纸传感器模拟响应对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据；

所述听诊器触头检测并采集对应心脏/肺部的所述心音/肺音数据，并传输至培训设备；

所述培训设备接收并处理所述心音/肺音数据，对所述心音/肺音数据进行听诊分析，为学员提供听诊培训分析服务。

上述应用方法具体请结合实施例1进行理解和实施，本实施例不再赘述。

上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算系统来实现，它们可以集中在单个的计算系统上，或者分布在多个计算系统所组成的网络上，可选地，它们可以用计算系统可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储系统中由计算系统来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

实施例3

如图6所示，更进一步地，本申请另一方面，还提出一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的一种移动听诊培训系统的应用方法。

本公开实施例来电子设备包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器。其中，处理器被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的一种移动听诊培训系统的应用方法。

此处，应当指出的是，处理器的个数可以为一个或多个。同时，在本公开实施例的电子设备中，还可以包括输入系统和输出系统。其中，处理器、存储器、输入系统和输出系统之间可以通过总线连接，也可以通过其他方式连接，此处不进行具体限定。

存储器作为一计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块，如：本公开实施例的一种移动听诊培训系统的应用方法所对应的程序或模块。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序或模块，从而执行电子设备的各种功能应用及数据处理。

输入系统可用于接收输入的数字或信号。其中，信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出系统可以包括显示屏等显示设备。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。