便携式数字化心音分析仪的研究

摘要

听诊是对心脏疾病进行检测的一种重要手段，具有心电图、超声心电图不可取代的优势。但是，传统的心音听诊器存在多方面的不足，从而阻碍了医学在心音诊断方面的发展。在国内，到目前为止，心音信号采集和分析系统仍相当不成熟，基本上是停留在理论研究的水平，很少有实用意义上的心音信号分析诊断方面的电子医疗产品。 本文研制了一种基于嵌入式计算机的便携式心音分析仪器，实现了以下功能：心音数据的采集，抓取及当前心音信号的显示；管理病人信息和心音数据文件；对心音信号进行时域和频域分析；心音信号的波形回放及声音回放；查看及分析先前记录。该仪器体积小、成本低、灵活方便，特别是对一些因患心脏疾病的而不方便行动的病人可以实行床旁动态监护和诊断。本研究针对心音信号的临床研究提供了基本的分析方法和分析工具，为心音用于心脏疾病辅助诊断奠定了基础。本文设计的基于LabVIEW及嵌入式计算机的便携式心音分析仪为心音的数据采集及分析提供了一个低成本、可靠且可行的解决方案。 本论文主要作了以下几个方面的研究： 1) 研究了心音的基础理论，包括产生机制、传输原理、心音信号特性等,以及传统心音图产生机制； 2) 研究了多种心音传感器，制作了一种比较适合心音采集的传感器； 3) 研究了适合于心音和心电信号采集的模拟电路，数字电路和信号处理方法，如用调制法来处理心音信号，小波去躁等； 4）在嵌入式计算机PCM-5825上实现了对心音软件的运行； 5）用Labview软件开发应用程序的用户平台，使其具有如下功能：管理病人信息及数据文件；采集、显示当前的心音信号并加以保存或者显示以前已采集的数据；对心音和心杂音进行能量和时-频特性分析，获取心音信号的特征；用心电的R波和Shannon能量两种方法实现心音的准确定位； 6）临床数据的采集及分析。