论文摘要
听诊是对心脏疾病进行检测的一种重要手段,而听诊受主观影响的限制,在一定程度上阻碍了心音诊断的发展。如何客观、真实地记录有临床价值的心音,从而提高诊断水平,是目前亟需解决的重要医学问题。心音是心脏及心血管系统机械运动状况的反映,其中包含着心脏各个部分本身及相互之间作用的生理和病理信息。心音信号的识别与分类对心血管系统疾病的诊断具有重要的意义,其准确性、可靠性的好坏决定着诊断与治疗心脏病患者的效果。本文研制了一种基于幻象电源供电方式的纯电容心音传感器的心音电子分析仪,用以对心脏疾病进行临床辅助诊断,该仪器具有以下功能:实现心音、心电同步采集,并显示出心音图(PCG)和心电图(ECG);心音图的回放和声音的播放;管理病人信息和心音数据文件,能存储、查询、分析先前客观记录的历史心音图;实现重危病人的实时监护及用于学校作临床教学等功能。针对心音的传导特性,自制了一款特殊的心音传感器——基于幻象电源供电方式的纯电容心音传感器,该传感器体积小、使用方便,对人体无任何创伤性隐患,是一款非常理想的专用来心音采集的特殊传感器。本论文主要研究的工作内容有以下几点:①研究心音的基础理论,包括产生机制、传输原理、心音信号特性,以及传统心音图记录机制;②结合人体特有的声音——心音,研究声学的发生机理和传播特性;③心音电子分析仪硬件电路的设计。包括模拟电路、数字电路、电源电路及系统安全性设计;④声学传感器的研究和应用。包括驻极体式、动圈式和电容式传感器,并分别进行了临床试验,总结出其在临床应用中的优劣性能;⑤研究并成功制作了一款灵敏度高、频率响应宽、抗噪声能力强及指向性好的心音传感器——基于幻象电源供电方式的纯电容心音传感器;⑥软、硬件系统调试,实现心音、心电的同步采集。软件功能包括心音和心电的记录、存储、显示、分析及心音播放等功能;⑦临床数据的采集、统计、分类及分析。
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中文摘要英文摘要1 绪论1.1 本课题的研究意义1.2 本课题的发展概况1.2.1 心音研究的历史回顾1.2.2 心音分析的技术进展1.2.3 心音研究的目前现状1.3 本课题研究的目的和主要内容1.3.1 本课题研究的目的1.3.2 本课题研究的主要内容2 心脏活动的声波特性与声电传感器的临床应用研究2.1 心脏活动的声波特性2.2 心音和心杂音2.2.1 心音2.2.2 心脏杂音2.3 声电传感器2.3.1 动圈式声电传感器在心音采集中的应用2.3.2 驻极体声电传感器在心音采集中的应用 2.3.3 电容式传感器在心音采集中的应用2.4 本章小结3 基于幻象电源供电方式的纯电容心音传感器的研制3.1 总体结构 3.2 幻象电源及电源电路的设计3.2.1 幻象电源的基本概念3.2.2 幻象电源的电路设计3.3 纯电容心音传感器的设计3.3.1 技术指标要求3.3.2 传感器咪头的选择3.3.3 信号处理电路的设计3.3.4 电路仿真3.3.5 电路数据分析3.3.6 医用听诊器振动膜的选择3.3.7 心音振动腔的设计3.3.8 前置信号处理电路PCB 板的设计3.3.9 心音传感器的整体组合3.4 临床实验3.5 本章小结4 心音电子分析仪的硬件系统设计4.1 心音模拟电路的设计4.1.1 心音前置放大及其保护电路4.1.2 高通滤波电路4.1.3 低通滤波电路4.1.4 主放大电路及输出保护电路4.2 心电模拟电路的设计4.2.1 心电前置放大电路的要求4.2.2 心电前置放大电路的设计4.2.3 基线复零电路4.2.4 八阶低通滤波电路4.2.5 主放大电路与电平抬升及输出保护电路4.3 系统数字电路的设计4.3.1 心音数字采集过程2S 总线时序电路设计'>4.3.2 音频I2S 总线时序电路设计2S 总线'>4.3.3 I2S 总线4.3.4 CPLD 编程逻辑实现4.3.5 电源电路的设计4.3.6 与上位机的通信4.4 硬件系统整机4.5 医疗仪器设备的电气安全4.6 本章小结5 心音分析软件的实现5.1 LabVIEW 简介5.2 心音分析软件的实现5.2.1 心音采集模块5.2.2 心音数据存储模块5.2.3 心音信号的小波消噪处理5.2.4 心音数据回放模块5.2.5 心音数据分析模块5.3 临床实验和结论6 结论与展望6.1 结论6.2 后续研究工作的展望致谢参考文献附录：A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
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