抗击“新冠”利器——西工大研制出隔离式电子听诊器


图中邓超医生使用的这款看起来 “高大上”的听诊器, 就是西北工业大学燃烧、 热结构与内流场重点实验室高级工程师, 航天学院副教授刘华强老师团队研制出的 “隔离式电子听诊器” 。
图中邓超医生使用的这款看起来 “高大上”的听诊器, 就是西北工业大学燃烧、 热结构与内流场重点实验室高级工程师, 航天学院副教授刘华强老师团队研制出的 “隔离式电子听诊器” 。




  科研攻关,助力科技战疫。近日,西北工业大学刘华强老师团队最新研制出隔离式电子听诊器,并已临床试用,在新冠肺炎患者的检查听诊中发挥关键作用。“太实用了!对于战疫一线的医生,真是雪中送炭!”在西安交通大学第一附属医院的隔离病房中,心外科医生邓超穿着厚厚的防护服正在给患者听诊。只见他头戴耳机,右手拿着听诊器,左手持一黑色“盒子”——这套装备,就是西北工业大学刘华强老师团队最新研制的隔离式电子听诊器。


神器“救急”,小小听诊器发挥大作用


      在临床对心肺病人进行诊疗的过程中,听诊的作用非常大。然而,在新冠肺炎疫情中,传统入耳式听诊器极大地增加了医护人员被感染的风险。因此,在本次新冠肺炎诊疗的过程中,医生几乎放弃了听诊这一简单、有效、廉价的检查手段,而全部依靠CT来对病人进行检查。
  隔离式电子听诊器运用团队在声学检测领域的近30年研究积累,不仅极大地提高了声音监测的灵敏度,而且有效解决了传输和降噪问题。完美解决了在高隔离要求的新冠肺炎疫情诊疗中的使用需求,其听诊信号强度是传统听诊器的100倍以上。
  刘华强介绍,高灵敏度低噪声的声学传感器和高保真的信号处理电路,是这款隔离式电子听诊器的核心技术。
20天紧急攻关,硬核技术让医生赞不绝口
2020年3月,长期从事声学相关领域研究的刘华强接到来自西安交大一附院重症医学科刘昱医生的求助:“我正在支援武汉,现有的听诊器在防护服上不能用,怎样解决这个问题?”
  与此同时,西安交大一附院接诊了一位新冠肺炎重症患者,已经抢救多次。刘昱医生希望能够借助高校的科研力量,加紧研制出一款能应用于新冠肺炎临床诊治的听诊器。
  早就渴望能为一线战疫做点事情的刘华强一口答应了对方。凭借着几十年从事声学领域研究的技术积淀,刘华强对于解决隔离式听诊器这个问题胸有成竹。
  人命关天,一刻也不能耽误!刘华强带领科研团队明确分工、夜以继日、连续奋战,在国内外现有研究的基础上,先后提出了外放式、蓝牙式和套耳式三种电子听诊器设计方案,经过多次试验和医生试用,最终确定了套耳式为最优技术方案。
  3月24日,实验室研制出首部隔离式电子听诊器样机。当天下午4点,刘华强第一时间将这部样机送到西安交大第一附属医院临床试用。“很棒!听诊效果非常好!”收到来自医院的试用反馈,团队成员欢呼雀跃!这是对连日来的辛苦最大的安慰。从接到任务到确定最终技术方案,整个科研团队仅仅用了20天。  


最高级别的“防护”,主机可浸泡消毒


      新冠病毒感染者的主要症状是肺炎,一般情况下,对于肺炎的诊断方法主要有3种——体温测量、听诊、CT检测。在肺炎诊断和治疗过程中,医生需要频繁使用听诊器来判断患者病情发展情况。自新冠肺炎疫情爆发以来,传统入耳式听诊器在医生身着防护服的情况下是无法使用的,因此医院针对新冠肺炎患者治疗期间病情发展的诊断,主要采用CT检测代替听诊。
  “反复拍摄CT,不仅增加了病人交叉感染的风险,还增加了医护工作者的负担,而且可能存在患者遭受过多辐射的风险。”一线医生这样说。
  疫情发生以来,国内外也陆续有隔离电子听诊器应用在抗疫一线,不过,这些听诊器主要采用“蓝牙”技术解决信号传输问题,存在使用不方便、蓝牙对频困难、交叉感染风险等问题。
  如何实现有效隔离、穿戴方便、听诊效果优良?刘华强科研团队将蓝牙耳机改进为套耳式耳机,将套耳式耳机直接穿戴在防护服外,实现了隔衣听诊的功能。
  记者亲测,穿戴隔离式电子听诊器使用非常方便。将主机固定在一个胳膊上,手拿拾音器,带上耳机就可以听诊,即使医护人员穿上厚厚的防护服,也能轻松操作,且听诊效果非常清晰。
  刘华强介绍,这款隔离式电子听诊器是目前国内应用于临床的隔离式听诊器中,防护级别最高、听诊效果最好的一款听诊器,不仅技术“硬核”,元器件和工艺技术也非常先进。为了避免交叉感染,主机采用密封防水结构,整个电子听诊器的主机可以浸泡在消毒液中进行消杀。不仅如此,本款听诊器还具备强大的待机时长,一次充电能使用半年。
  “别看这一个小小的听诊器头,这里面凝结着团队近30年的科研成果,是这款听诊器的核心科技。”刘华强说。
  听诊器头专业称为“拾音器”,这款产品的拾音器选用超高灵敏度的声学传感器,极大地提升了信
噪比,实验室中,隔着5厘米的隔音板,听诊器依然能采集到清晰的测试声音信号。
  因为技术足够硬核,使用这款听诊器几乎不受环境因素干扰,即使在负压病房,或者杂乱的急诊病房中,探测心肺信号依然非常清晰。主机不仅能调节耳机音量大小,还能链接移动终端同步存储听诊信号,可实现多人同时听诊和远程会诊。 


“能听到心脏膜瓣的开合声”,颠覆传统心肺医学检测技术


      目前,该项目在学校科学技术研究院相关项目的支持下,已生产多台隔离式电子听诊器,并在西安交大一附院、北京大学第一医院、西京医院等抗疫一线临床试用。
  未来,这款隔离式电子听诊器将不仅应用在中、重症度新冠肺炎患者诊疗上,在无症状和轻症患者的确诊上也有广阔的运用前景。
  由于“探测”功能非常强大,在临床上有医生反馈:“通过这款听诊器能听到心脏膜瓣开合等细节声音。”这将大大拓展其应用范围和场景。
  “有可能的话,这款听诊器将作为心脏彩超等的辅助检测手段,大大提高医生检测精确度。”刘华强说,“目前,已经有医生反映,将在新冠疫情后,对这款听诊器的功能开展进一步研究,以开发其诊疗潜力。”  (文/记 者 田 庆青 赵珍 图/ 司哲)