心音是心臟收縮舒張過程中產(chǎn)生的一種生理音,蘊含多種生理和病理信息,是心臟及血管機械運動狀況的反映。心音聽診是心臟病早期診斷最常用的一種方法,傳統(tǒng)的心音聽診無法將心音信號實時記錄和分析。本文提出了一種心音識別系統(tǒng)的設(shè)計方案,該方案包括了對心音信號的傳感、采集、去噪和機器分類方法,為疑似心臟病患者進行心音聽診提供了一種新的診斷方式。首先,本文針對傳統(tǒng)心音聽診的弊端提出了一種基于聚偏氟乙烯（PVDF）-氧化鋅（Zn O）共聚物的納米柔性壓電薄膜心音傳感器的設(shè)計方案。作者研制并搭建了一套高壓靜電紡絲實驗平臺,基于該實驗平臺,作者制備并比較了純PVDF、PVDF/Zn O和PVDF/石墨烯（GR）三種柔性納米壓電共聚物薄膜的壓電特性。經(jīng)掃描電鏡觀察,制備的壓電薄膜纖維取向較為一致,薄膜的機械柔性較好。其次,針對壓電性較好的PVDF/Zn O共聚物壓電薄膜進行“三明治”式的封裝保護,制作了柔性心音傳感器。作者設(shè)計并實現(xiàn)了PVDF/Zn O共聚物柔性心音傳感器的調(diào)理電路,該電路包括電荷放大電路、電壓放大電路和偏置電路。調(diào)理電路將柔性心音傳感器獲得的微弱心音信號放大后,送入USB-6008數(shù)據(jù)采集卡。... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a)正壓電效應(yīng)圖2.1(b)逆壓電效應(yīng)圖2.1壓電效應(yīng)示意圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11輸出電壓（U）50-5外力（F）-2002000圖2.2PVDF壓電薄膜動態(tài)響應(yīng)曲線圖2.1.3.2PVDF壓電薄膜的壓電方程壓電效應(yīng)的物態(tài)方程反應(yīng)了晶體電學(xué)量(E，D)和力學(xué)量(T，S)之間的相互關(guān)系，因此壓電方程如式(2.3)TiippijiD=dT+E(2.3)式中：T是引起形變的壓力，E是電場強度，Tij是介電常數(shù)矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣，d是壓電應(yīng)變常數(shù)矩陣，D是電位移，其中i，j可以取1,2,3，p可取1,2,3,4,5,6。選取x軸為拉伸方向，z軸垂直于膜面平行于極化方向，y軸右手定則選取，如圖2.3所示。PVDF薄膜的壓電常數(shù)矩陣為[35]：15243131330000000000000dddddd=(2.4)圖2.3PVDF壓電薄膜極化方向示意圖單位面積的PVDF薄膜極化后，在受外力作用時產(chǎn)生的電荷如式(2.5)所示z31xx32yy33zzD=d+d+d(2.5)式(2.5)中，xx、yy、zz分別為沿不同方向的外力，zD為垂直于極化方向上產(chǎn)生的電荷，由于是單位面積可以理解為zD是面電荷密度。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13米纖維的制備，研究表明這些促極化顆粒在PVDF納米纖維的形成過程中可以促進β相PVDF的形成[55]。目前已知可用作誘導(dǎo)結(jié)晶的材料包括碳納米管和環(huán)氧石墨烯，鈦酸鋇作為一種已知的壓電陶瓷也可以起到促β相PVDF形成的作用。2.2心音信號的理論基礎(chǔ)2.2.1心音信號的形成每個人的心臟都有兩個心室和兩個心房構(gòu)成，分別是左心房、左心室、右心房和右心室。心房與心室之間通過二尖瓣和三尖瓣瓣膜來隔開。心臟的具體構(gòu)造如圖2.4所示圖2.4心臟的結(jié)構(gòu)圖心臟的收縮流程是這樣的，上腔靜脈和下腔靜脈負責(zé)將靜脈血送人心臟，再由右心室進入肺部，進行二氧化碳與氧氣的交換，交換后的動脈血會流入左心房，然后進入主動脈送往全身各處[56]。在血液經(jīng)過心臟流通時，三尖瓣瓣膜會先開啟，在肺部進行氧氣交換后。流回心臟后二尖瓣瓣膜會開啟。正常心音通常是能聽到的是第一心音(S1)和第二心音(S2)。由二尖瓣和三尖瓣的關(guān)閉產(chǎn)生的聲音信號是第一心音，這是心臟開始收縮的標(biāo)志。第二心音主要是肺動脈和主動脈瓣的關(guān)閉而引起的生理音，其產(chǎn)生時間是在血液由心室注入到心房的過程中。如圖2.5所示為正常心音信號的時域圖。除此之外還有一些特殊的心音信號，比如第三心音(S3)、第四心音(S4)與心臟雜音，第三心音由心房急速進入心室的血流突然減速引起室壁振動所產(chǎn)生，其產(chǎn)生時間在心室舒張早期，因從。生理性第三心音指健康青少年可聽到的，其產(chǎn)生與心血管功能狀態(tài)有關(guān)，隨著年齡的增長發(fā)生頻率逐漸降低。病理性第三心音是心室、心肌功能異常的表征，在臨床常有心肌損害的情況，如心力衰竭、心肌梗死或房室瓣關(guān)閉不全等。第四心音是又稱心房音，發(fā)生在心室舒張晚期，是由于心房收縮后血液引起的心房肌突然震動而產(chǎn)生的，它發(fā)生在第一心音?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3545053