專利名稱：激光聽診器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療診斷裝置，具體而言是一種以激光作為信號(hào)的載波的聽診器。
聽診器是廣泛應(yīng)用的一種診斷裝置，現(xiàn)有的醫(yī)用聽診器是利用空氣作為傳播媒介，即人體體表的振動(dòng)通過(guò)膜片的振動(dòng)，導(dǎo)致空氣中形成振動(dòng)波而被得知振動(dòng)的情況，由于人體的這種體表振動(dòng)一般在0．1uw左右，沒(méi)有放大功能，診斷不準(zhǔn)確，同時(shí)雜音或摩擦音同時(shí)被收聽，也影響對(duì)心音或其它信號(hào)的收聽。
本發(fā)明的發(fā)明目的是公開一種收聽效果好、噪音小、壽命長(zhǎng)的激光聽診器。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的的技術(shù)解決方案如下包括一殼體，在殼體與人體接觸的一面設(shè)有一倒T形的硅膠通光量調(diào)制片，通光量調(diào)制片的垂直面的兩邊的殼體壁面分別設(shè)有激光發(fā)射器和硅光電二極管，硅光電二極管的輸出端經(jīng)導(dǎo)線接耳機(jī)。本發(fā)明的工作原理是在聽診器置于人體表面時(shí)，倒T形的硅膠通光量調(diào)制片的橫面接近或接觸人體，人體表面的振動(dòng)帶動(dòng)倒T形的硅膠通光量調(diào)制片垂直面上下隨之振動(dòng)，由于垂直面上有可透光和不可透光的部分，振動(dòng)的振幅大，則通過(guò)的激光光量多，產(chǎn)生的電信號(hào)則強(qiáng)。
本發(fā)明的效果相當(dāng)明顯，首先是調(diào)制片的結(jié)構(gòu)保證以激光為信號(hào)載體，則消除了雜音，同時(shí)調(diào)制片不存在橫向運(yùn)動(dòng)，消除了摩擦聲帶來(lái)的干擾聲，其二是光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換相當(dāng)精確，獲取的人體信號(hào)準(zhǔn)確，減少了診斷的不確定性，其三是光電信號(hào)自身的功率較高，可達(dá)到0．1mw，較之現(xiàn)有聽診器的0．1uw心音信號(hào)在能量上提高了近千倍。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)給出本發(fā)明的最佳實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明的最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為圖1中的硅膠光通量調(diào)制片的左視圖。
請(qǐng)參閱圖1和圖2。本發(fā)明的最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如下包括殼體1，在殼體1與人體接觸的一面設(shè)有一倒T形的硅膠通光量調(diào)制片2，通光量調(diào)制片2的兩邊的殼體1壁面上分別設(shè)有激光發(fā)射器4和硅光電二極管5，硅光電二極管5的輸出端經(jīng)導(dǎo)線接耳機(jī)7；在殼體1的另一端面設(shè)有端頭蓋6，以起到定位導(dǎo)線和使耳機(jī)7的位移不致牽動(dòng)硅光電二極管5的作用。上述的硅膠通光量調(diào)制片2的結(jié)構(gòu)是在一平面上一體設(shè)有一垂直面，垂直面上有透光和不透光的部分，透光和不透光部分的界面應(yīng)與激光發(fā)射器4和硅光電二極管5的中心軸線重合。所述的激光發(fā)射器4最好使用GaAs二極管，原因是硅光電二極管的峰值響應(yīng)波長(zhǎng)是0．8-0．9微米，這對(duì)GaAs二極管激光器輸出波長(zhǎng)是最好的探測(cè)器。其能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)30％，通過(guò)硅光電二極管5，可以得到功率量級(jí)為0．1mw的調(diào)制光電流，這比現(xiàn)有的醫(yī)用聽診器直接利用功率量級(jí)為0．1uw的心音信號(hào)在能量上提高了近千倍。
為使結(jié)構(gòu)更為可靠，在殼體1的兩端面內(nèi)側(cè)分別設(shè)壓環(huán)3和固定片8，分別固定調(diào)制片2和定位導(dǎo)線。
體表與硅膠通光量調(diào)制片的橫向摩擦并不能引起硅膠通光量調(diào)制片的縱向振動(dòng)來(lái)調(diào)制硅光電二極管的入射光通量。因此，本發(fā)明消除了橫向摩擦對(duì)收聽效果的影響。
入射光為調(diào)制的光信號(hào)，則硅光電二極管的光電流和負(fù)載電阻上的信號(hào)電壓亦隨調(diào)制頻率變化。為檢測(cè)心音高頻成分，本發(fā)明必須高頻率響應(yīng)。影響頻率響應(yīng)的主要因素是(1)光生載流子在P+區(qū)的擴(kuò)散時(shí)間τp；(2)在勢(shì)壘區(qū)的漂移時(shí)間τd；(3)結(jié)電容和負(fù)載電阻決定的電路時(shí)間常數(shù)τc。因此，載流子的總渡越時(shí)間τ為，τ=τp+τd+τc，式(τp+τd)一般在10-15秒量級(jí)，故決定硅光電二極管頻率響應(yīng)的主要因素是τc，結(jié)電容很小約10pf，負(fù)載電阻為耳機(jī)電阻約102Ω，則τc為10-9秒量級(jí)，相當(dāng)于109HZ頻率響應(yīng)。因此，除了可以取代現(xiàn)有的醫(yī)用聽診器進(jìn)行臨床診斷外，還可以對(duì)心音信號(hào)中的高頻成分所反映的生理病理意義進(jìn)行研究。
另外，對(duì)于硅光電二極管，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)在很大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)成線性關(guān)系，因此硅光電二極管不易損傷，這也保證了本發(fā)明的長(zhǎng)使用壽命。
由于處于強(qiáng)信號(hào)條件下，因此本發(fā)明工作在散粒噪聲限制In為10-8安培量級(jí)。熱噪聲不再重要，可予忽略。根據(jù)硅光電二極管30％的能量轉(zhuǎn)換效率和光電流與入射光強(qiáng)在強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)成線性關(guān)系，經(jīng)計(jì)算，本發(fā)明的最小可分辨輻射能通量為10-7w，它對(duì)應(yīng)10-6m的體表微振動(dòng)。計(jì)算過(guò)程如下。
Is硅光電二極管平均信號(hào)光電流
Ps硅光電二極管平均入射信號(hào)光光功率e電子電荷為1．6×10-19庫(kù)侖η硅光電二極管能量轉(zhuǎn)換效率h普朗克常數(shù)為6．63×10-34焦耳·秒γ硅光電二極管入射信號(hào)光頻率c光速為36×108米／秒λ硅光電二極管入射信號(hào)光光波長(zhǎng)In硅光電二極管散粒噪聲限制DGaAs二極管激光器照射截面直徑dy硅膠通光量調(diào)制片縱向振動(dòng)位移Is(eη／hγ)Psγc／λ本發(fā)明中，η=30％，λ=8×10-7m，In=7．2×10-8A，D=4×10-3m。
當(dāng)Ps=0．5×10-3W時(shí)，Is=10-4A。
則當(dāng)Is=10-7A＞In=7．2×10-8A時(shí)，Ps=0．5×10-6W。
dy很小，則π×(D／2)2×10-3=O(D)×dy，所以，dy=O(10-6)m。
權(quán)利要求
1.一種激光聽診器，包括殼體(1)，其特征在于在殼體(1)與人體接觸的一面設(shè)有一倒T形的硅膠通光量調(diào)制片(2)，通光量調(diào)制片(2)的兩邊的殼體(1)的壁面上分別設(shè)有激光發(fā)射器(4)和硅光電二極管(5)，硅光電二極管(5)的輸出端經(jīng)導(dǎo)線接耳機(jī)(7)。
2.按權(quán)利要求1所述的激光聽診器，其特征在于殼體(1)的另一端面設(shè)有端頭蓋(6)，以起到定位導(dǎo)線和使耳機(jī)(7)的位移不致牽動(dòng)硅光電二極管的作用。
3.按權(quán)利要求1或2所述的激光聽診器，其特征在于上述的通光量調(diào)制片(2)的結(jié)構(gòu)是在一平面上一體設(shè)有一垂直面，垂直面上有透光和不透光部份，透光和不透光部分的界面應(yīng)與激光發(fā)射器(4)和硅光電二極管(5)的中心軸線重合。
4.按權(quán)利要求1所述的激光聽診器，其特征在于所述的激光發(fā)射器(4)最好是GaAs二極管。
5.按權(quán)利要求1所述的激光聽診器，其特征在于在殼體(1)的兩端面內(nèi)側(cè)分別設(shè)壓環(huán)(3)和固定片(8)。
全文摘要
一種激光聽診器,包括殼體1,在殼體1與人體接觸的一面設(shè)有一倒T形的硅膠通光量調(diào)制片2,通光量調(diào)制片2的兩邊的殼體1的壁面上分別設(shè)有激光發(fā)射器4和硅光電二極管5,硅光電二極管5的輸出端經(jīng)導(dǎo)線接耳機(jī)7。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,完全改變了現(xiàn)有聽診器的傳統(tǒng)信號(hào)產(chǎn)生載體、收聽效果好、消除了多種噪聲的產(chǎn)生,信號(hào)精確。
文檔編號(hào)A61B7/00GK1283435SQ00124820
公開日2001年2月14日 申請(qǐng)日期2000年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月18日
發(fā)明者趙珂 申請(qǐng)人:趙珂