電子模擬聽診器的研究與開發(fā)
發(fā)布時間：2021-03-28 13:00
隨著城市化加速、人口快速增長、人口老齡化的到來,人民群眾對醫(yī)療保健的需求日益增長。聽診一直是醫(yī)生對患者進行診斷的重要環(huán)節(jié)。當前,對聽診器的電子化智能化發(fā)展和產(chǎn)品研究的重心主要放在對聽診信號采集優(yōu)化、診斷可視化、自動化檢測等具體診斷環(huán)節(jié)以方便醫(yī)生的診斷。然而,在對醫(yī)學生的臨床聽診教學環(huán)節(jié),目前還缺少能夠模擬各種綜合病癥的電子聽診教學設(shè)備。本文研究和設(shè)計一種能夠模擬真實臨床聽診的電子模擬聽診器,能夠靈活的再現(xiàn)多種具體綜合病癥,并通過向各聽診點載入具體綜合病癥對應(yīng)的音頻信號還原真實場景,以訓(xùn)練學生對病情的聽診診斷的能力。本文完成的主要研究工作包括:使用支持文件系統(tǒng)管理、兼容多種開發(fā)環(huán)境和高擴展性的基于Linux操作系統(tǒng)的樹莓派3作為上位機,開發(fā)多線程管理控制程序、同時使用從真實環(huán)境采集的人體各處聽診點音頻文件組成的數(shù)據(jù)庫,搭建電子模擬聽診器終端管理平臺。基于Android平臺開發(fā)人機交互界面應(yīng)用程序,通過安卓設(shè)備對終端管理平臺的控制、訪問和文件系統(tǒng)的管理,用以事先儲存和再現(xiàn)綜合病癥實例,最后載入病癥實例執(zhí)行聽診模擬。二者之間通過無線連接的藍牙模塊進行通信。最后,根據(jù)設(shè)計需求和有關(guān)的指標設(shè)計測...
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
模擬聽診情景
第二章電子模擬聽診器的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)72.2.1硬件方案本次開發(fā)用到的硬件設(shè)備有：樹莓派3B(RaspberryPi3ModelB)CirrusLogicAudioCard外接聲卡一個改造過嵌入了適配3.5mm耳機孔耳機的聽診器一個支持安卓系統(tǒng)的移動終端（小米手機6X），簡稱安卓設(shè)備樹莓派3B是一種基于Linux系統(tǒng)的小型單板計算機，具有1.2GHz64位四核處理器，板載802.11nWiFi，藍牙和USB驅(qū)動功能�？梢暂p松支持音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)、信號處理等多媒體功能。Linux操作系統(tǒng)支持Java、Python、C等諸多編程語言的編譯和執(zhí)行，且在Linux系統(tǒng)下更容易結(jié)合軟件系統(tǒng)操作硬件資源。另一方面，樹莓派3B已經(jīng)包含有眾多多媒體硬件模塊及其驅(qū)動、接口，如：網(wǎng)絡(luò)、WiFi、藍牙以及其它I/O接口,選擇它作為開發(fā)平臺將極大縮減開發(fā)的繁瑣程度。圖2-1樹莓派3B樹莓派3B帶有聲卡模塊和相關(guān)驅(qū)動，有兩種方式輸出音頻信號，通過3.5mm立體聲輸出孔輸出模擬音頻信號和通過HDMI接口輸出數(shù)字音頻信號。本設(shè)計需要通過3.5mm立體聲輸出孔輸出模擬音頻信號。但由于樹莓派3B的低制造成本限制，3.5mm立體聲模擬信號輸出的音質(zhì)不理想，實際測試表明音質(zhì)有衰減且伴有較多噪音。針對樹莓派B+和A+系列產(chǎn)品音質(zhì)輸出不理想情況，element14公司和CirrusLogic公司專
華南理工大學碩士學位論文8門針對樹莓派系列產(chǎn)品合作設(shè)計開發(fā)了一個外接聲卡：CirrusLogicAudioCard，該外接聲卡具有一系列針對模擬和數(shù)字音頻輸入輸出的優(yōu)化設(shè)計，具有如下產(chǎn)品特性：兼容樹莓派B+和A+系列產(chǎn)品通過GPIO引腳可直接給樹莓派供電3.5mm模擬信號立體聲線路輸入插孔，用于高質(zhì)量的音頻錄制3.5mm模擬信號立體聲線路輸出插孔3.5mm高音質(zhì)模擬信號立體聲耳機輸出插孔（兼容耳機麥克風功能）數(shù)字信號立體聲輸入/輸出（SPDIF）高清音頻渲染板載功率放大器直接驅(qū)動揚聲器圖2-2CirrusLogicAudioCard外接聲卡[17]CirrusLogicAudioCard外接聲卡通過樹莓派3B的40個GPIO引腳相連，安裝驅(qū)動后每次上電后可以直接使用。樹莓派3B通過其耳機輸出插孔（HeadphoneOut/MicIn）接口輸出的音頻信號的高保真效果得到明顯改善。由于其安裝簡潔同時對音效輸出質(zhì)量有明顯改善作用，因此選用該外接聲卡代替樹莓派3B自帶聲卡執(zhí)行音頻輸出。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]常用2.4Ghz無線技術(shù)的對比[J]. 馮帥博. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(13)
[2]淺析JAVA多線程在安卓應(yīng)用程序中的應(yīng)用[J]. 龍達鑫. 信息技術(shù)與信息化. 2019(05)
[3]多線程并發(fā)程序數(shù)據(jù)競爭修復(fù)方法的研究[J]. 張曉萱,趙鈺瑋,李天慧,常琳珂,孫瑞男. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2019(03)
[4]基于同步機制解決Java多線程安全問題的應(yīng)用[J]. 陳益,王佩. 軟件導(dǎo)刊. 2018(12)
[5]面向Java多線程機制的軟件重構(gòu)方法[J]. 張楊,柳晨光,張冬雯,鄭琨,鄭雅潔. 北京理工大學學報. 2018(11)
[6]醫(yī)學院校生物工程專業(yè)教學模式改革與探討[J]. 趙亮,李霞飛,井長勤. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2018(19)
[7]藍牙與安卓平臺的無線電子聽診器系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李宏恩,石春花,郝文延. 實驗室研究與探索. 2018(05)
[8]USB藍牙通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)——基于Ubuntu文件系統(tǒng)[J]. 王經(jīng),溫美玲,趙澤彪. 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2018(03)
[9]基于Arduino和樹莓派的智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 吳波濤,孔金平,王湘. 電子設(shè)計工程. 2017(15)
[10]醫(yī)療器械與新型穿戴式醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 程京,邢婉麗. 中國工程科學. 2017(02)
碩士論文
[1]基于Android平臺的電子聽診系統(tǒng)的研究[D]. 黃梅.重慶大學 2018
[2]智能電子聽診器設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡泊.天津大學 2010
本文編號：3105602
【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：88 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
模擬聽診情景
第二章電子模擬聽診器的工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)72.2.1硬件方案本次開發(fā)用到的硬件設(shè)備有：樹莓派3B(RaspberryPi3ModelB)CirrusLogicAudioCard外接聲卡一個改造過嵌入了適配3.5mm耳機孔耳機的聽診器一個支持安卓系統(tǒng)的移動終端（小米手機6X），簡稱安卓設(shè)備樹莓派3B是一種基于Linux系統(tǒng)的小型單板計算機，具有1.2GHz64位四核處理器，板載802.11nWiFi，藍牙和USB驅(qū)動功能�？梢暂p松支持音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)、信號處理等多媒體功能。Linux操作系統(tǒng)支持Java、Python、C等諸多編程語言的編譯和執(zhí)行，且在Linux系統(tǒng)下更容易結(jié)合軟件系統(tǒng)操作硬件資源。另一方面，樹莓派3B已經(jīng)包含有眾多多媒體硬件模塊及其驅(qū)動、接口，如：網(wǎng)絡(luò)、WiFi、藍牙以及其它I/O接口,選擇它作為開發(fā)平臺將極大縮減開發(fā)的繁瑣程度。圖2-1樹莓派3B樹莓派3B帶有聲卡模塊和相關(guān)驅(qū)動，有兩種方式輸出音頻信號，通過3.5mm立體聲輸出孔輸出模擬音頻信號和通過HDMI接口輸出數(shù)字音頻信號。本設(shè)計需要通過3.5mm立體聲輸出孔輸出模擬音頻信號。但由于樹莓派3B的低制造成本限制，3.5mm立體聲模擬信號輸出的音質(zhì)不理想，實際測試表明音質(zhì)有衰減且伴有較多噪音。針對樹莓派B+和A+系列產(chǎn)品音質(zhì)輸出不理想情況，element14公司和CirrusLogic公司專
華南理工大學碩士學位論文8門針對樹莓派系列產(chǎn)品合作設(shè)計開發(fā)了一個外接聲卡：CirrusLogicAudioCard，該外接聲卡具有一系列針對模擬和數(shù)字音頻輸入輸出的優(yōu)化設(shè)計，具有如下產(chǎn)品特性：兼容樹莓派B+和A+系列產(chǎn)品通過GPIO引腳可直接給樹莓派供電3.5mm模擬信號立體聲線路輸入插孔，用于高質(zhì)量的音頻錄制3.5mm模擬信號立體聲線路輸出插孔3.5mm高音質(zhì)模擬信號立體聲耳機輸出插孔（兼容耳機麥克風功能）數(shù)字信號立體聲輸入/輸出（SPDIF）高清音頻渲染板載功率放大器直接驅(qū)動揚聲器圖2-2CirrusLogicAudioCard外接聲卡[17]CirrusLogicAudioCard外接聲卡通過樹莓派3B的40個GPIO引腳相連，安裝驅(qū)動后每次上電后可以直接使用。樹莓派3B通過其耳機輸出插孔（HeadphoneOut/MicIn）接口輸出的音頻信號的高保真效果得到明顯改善。由于其安裝簡潔同時對音效輸出質(zhì)量有明顯改善作用，因此選用該外接聲卡代替樹莓派3B自帶聲卡執(zhí)行音頻輸出。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]常用2.4Ghz無線技術(shù)的對比[J]. 馮帥博. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(13)
[2]淺析JAVA多線程在安卓應(yīng)用程序中的應(yīng)用[J]. 龍達鑫. 信息技術(shù)與信息化. 2019(05)
[3]多線程并發(fā)程序數(shù)據(jù)競爭修復(fù)方法的研究[J]. 張曉萱,趙鈺瑋,李天慧,常琳珂,孫瑞男. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2019(03)
[4]基于同步機制解決Java多線程安全問題的應(yīng)用[J]. 陳益,王佩. 軟件導(dǎo)刊. 2018(12)
[5]面向Java多線程機制的軟件重構(gòu)方法[J]. 張楊,柳晨光,張冬雯,鄭琨,鄭雅潔. 北京理工大學學報. 2018(11)
[6]醫(yī)學院校生物工程專業(yè)教學模式改革與探討[J]. 趙亮,李霞飛,井長勤. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2018(19)
[7]藍牙與安卓平臺的無線電子聽診器系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李宏恩,石春花,郝文延. 實驗室研究與探索. 2018(05)
[8]USB藍牙通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)——基于Ubuntu文件系統(tǒng)[J]. 王經(jīng),溫美玲,趙澤彪. 科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力. 2018(03)
[9]基于Arduino和樹莓派的智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 吳波濤,孔金平,王湘. 電子設(shè)計工程. 2017(15)
[10]醫(yī)療器械與新型穿戴式醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 程京,邢婉麗. 中國工程科學. 2017(02)
碩士論文
[1]基于Android平臺的電子聽診系統(tǒng)的研究[D]. 黃梅.重慶大學 2018
[2]智能電子聽診器設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 胡泊.天津大學 2010
本文編號：3105602
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