基于Android的智能心音看诊系统的研究

论文摘要

当前心脏系统疾病正逐渐成为人类健康的第一杀手,已经引起了社会各方的高度关注和重视,从而心脏系统疾病的早期、及时、准确的诊断已经成为一个重要的研究内容。心音信号是人体中最重要的生理信号之一,其中包含着心脏系统内各个部分自身及相互之间作用的生理和病理信息,而听诊是了解心脏健康状况的一种重要手段。对于心音信号进行分析并提取其主要特征参数,将有助于医生了解心脏的基本情况并做出准确的诊断。本文在分析了国内外和我们自己的科研团队的相关研究工作的基础上,将心音信号检测及处理技术应用到Android智能手机平台上,初步设计开发了集心音信号的采集、存储、诊断、显示、传输等多种功能于一体的智能手机心音看诊器软件系统。针对心音信号的特点,提出了一种利用平均心率和心音能量包络来对带有病态杂音的心音信号进行分段和特征提取的简单方法。该方法从心音信号内能的能量图中提取能量包络,通过设置阀限值对包络图平整化后得出便于识别的矩形图,在通过平均心率的计算初步提取出心音信号的S1和S2。针对智能手机软硬件资源有限的特点,为了进一步降低计算量,对心音特征值的计算方法还进行了优化改进。先对心音信号采样后进行二值化处理,并选取合适的窗口值进行心音特征值的计算,实现对心音信号主要成分S1和S2的定位。这种改进后的方法大大降低了心音信号的计算量与复杂度,提高了运算速度且不失准确性,适合于在智能手机平台上编程实现。软件方面是基于Android智能手机平台编程实现了心音信号的采集、存储、诊断、显示、传输等多种功能,最终在Google的Android智能手机G1上初步设计制作成功了种智能手机心音看诊器系统。本课题开辟了一个将智能手机与心音信号检测及处理结合起来的新方向,使得心音听诊普及化、便携化、直观化,做到心音时时可看、处处可看,是实现心脏系统疾病及时诊断的一种行之有效的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 心音信号的国内外研究现状
• 1.2.1 国内的研究现状
• 1.2.2 国际的研究现状
• 1.3 论文的主要工作和创新点
• 1.4 论文的结构安排
• 第二章 Android集成环境概述
• 2.1 Android的前世今生
• 2.1.1 Android的产生
• 2.1.2 Android的发展
• 2.2 Android的平台特性及架构
• 2.2.1 Android平台特性
• 2.2.2 Android平台架构
• 2.3 应用程序组件
• 2.3.1 Activity（应用表示层）
• 2.3.2 Service（能够长时间运行于后台）
• 2.3.3 Broadcast Receiver（用户接收广播通知的组件）
• 2.3.4 Content Provider（数据的通信和共享）
• 2.3.5 Intent（连接组件的纽带）
• 2.4 本章小结
• 第三章 心音信号基础理论
• 3.1 心脏结构和心音产生机理
• 3.1.1 心脏的结构和血液循环
• 3.1.2 心音产生的机理和组成部分
• 3.2 S1和S2心音的时域特性
• 3.3 S1和S2心音的频域特性
• 3.4 心音信号采集的硬件设备
• 3.5 本章小结
• 第四章 心音分段算法与心杂音
• 4.1 分段算法医学意义和现状
• 4.2 分段算法的研究方法
• 4.2.1 振幅标准化
• 4.2.2 过滤
• 4.2.3 能量计算
• 4.2.4 获取能量峰值和能量包络
• 4.2.5 S1和S2的定位
• 4.3 病态心音信号分段算法的结论
• 4.4 心音杂音产生的机制
• 4.5 心脏杂音的特征量
• 4.5.1 杂音的时间关系
• 4.5.2 杂音的强度与病变机理
• 4.6 智能手机上心音特征值计算方法的实现
• 4.7 本章小结
• 第五章 软件的设计与实现
• 5.1 Android智能手机平台搭建过程
• 5.1.1 相关下载
• 5.1.2 软件安装
• 5.1.3 Eclipse配置
• 5.2 智能手机心音看诊器概述
• 5.3 手机智能看诊器原理
• 5.3.1 智能手机心音看诊原理
• 5.3.2 智能手机看诊流程
• 5.3.3 智能手机软件实现原理
• 5.4 看诊软件系统功能和初步实现
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献