心臟儲(chǔ)備(Cardiac Reserve,CR)是指心臟上調(diào)的能力,是心臟功能平衡的一個(gè)非常重要的指標(biāo)[1]。通過(guò)對(duì)心臟儲(chǔ)備的檢查,患者可以了解自身心臟當(dāng)前的狀態(tài)。目前,心臟儲(chǔ)備功能檢測(cè)方法包括心電圖、超聲心動(dòng)圖以及心音檢測(cè)等。心電圖可以檢測(cè)心臟變時(shí)性和心臟變力性;超聲心動(dòng)圖可以檢測(cè)心肌狀態(tài)但其價(jià)格昂貴;第一心音幅值的大小與心肌收縮能力的變化有關(guān)。因此,為填補(bǔ)心電圖以及超聲心動(dòng)圖的不足,體積小、易攜帶、成本低、使用簡(jiǎn)便且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和實(shí)時(shí)分析心臟儲(chǔ)備能力是非常有必要的。目前,在心音采集方面生物醫(yī)學(xué)信號(hào)研究室采用的數(shù)字聽診器和BIOPAC心音采集系統(tǒng)。數(shù)字聽診器雖然體積小,但是在采集心音以后無(wú)法直接對(duì)采集到的心音數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。BIOPAC心音采集系統(tǒng)并不具備實(shí)時(shí)聽診功能,不便于醫(yī)生進(jìn)行臨床聽診和分析,而且BIOPAC心音采集系統(tǒng)價(jià)格高昂、體積碩大,對(duì)于采集人員來(lái)說(shuō)攜帶及其不方便。心臟儲(chǔ)備分析方面,由于受到生理、病理和采集環(huán)境等因素的存在,在臨床上心音信號(hào)及其復(fù)雜。所以進(jìn)一步對(duì)心音信號(hào)進(jìn)行算法解析,利用心音信號(hào)的去燥和特征提取算法。采用小波閾值收縮方法進(jìn)行降噪,降噪后通過(guò)心音特征波形提取,并確定第一心音和第二心音的位置并提取評(píng)估心臟儲(chǔ)備三個(gè)特征指標(biāo)(HR、D/S、S1/S2)。針對(duì)以上的問題,本論文為了實(shí)現(xiàn)一套心音采集及心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng),STC15W408AS為核心的數(shù)據(jù)采集卡體積小、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定,并且采集心音數(shù)據(jù)后可以直接連接到上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)心臟儲(chǔ)備分析。最終利用Lab VIEW調(diào)用心音算法,從而實(shí)現(xiàn)方便、智能和無(wú)創(chuàng)的心臟儲(chǔ)備功能的評(píng)估系統(tǒng)。故而,本研究設(shè)計(jì)了一套基于Lab VIEW的心音采集與心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括心音數(shù)據(jù)采集卡和Lab VIEW軟件程序兩個(gè)部分,本文對(duì)數(shù)據(jù)采集卡的硬件設(shè)計(jì)和Lab VIEW軟件程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,實(shí)現(xiàn)了心音信號(hào)的實(shí)時(shí)采集、串口傳輸、實(shí)時(shí)波形顯示以及分析心臟儲(chǔ)備能力等功能。分析心臟儲(chǔ)備能力結(jié)果中,給出了心音正/異常初步判定結(jié)果、心率、第一心音幅值和第二心音幅值之比、收縮期與舒張期之比,為綜合評(píng)估心臟儲(chǔ)備能力提供一定的參考。為完成以上目標(biāo),本文從以下幾個(gè)方面展開研究:(1)心音信號(hào)基本知識(shí)。從醫(yī)學(xué)角度出發(fā),了解心音的產(chǎn)生、心音的基本特性以及心臟雜音。給出了本文研究的必要性。(2)心音采集、預(yù)處理及特征參數(shù)提取。詳細(xì)闡述了心音信號(hào)的傳統(tǒng)采集方法及心音數(shù)據(jù)卡的采集的特點(diǎn)。介紹了聽診心音的部位。心音分析算法主要分為心音預(yù)處理、心音特征提取和心音識(shí)別三方面。最后,定義心音特征參數(shù),并利用這些參數(shù)實(shí)現(xiàn)正常與異常心音的識(shí)別以便驗(yàn)證算法的有效性。(3)心音數(shù)據(jù)采集卡硬件設(shè)計(jì)。給出了STC15W408AS為核心的心音數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì),主要包括心音傳感器、放大電路模塊、低通濾波模塊、音頻功放模塊、實(shí)時(shí)通信模塊以及電源模塊等設(shè)計(jì)。并利用本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的心音數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集。(4)Lab VIEW心臟儲(chǔ)備分析軟件設(shè)計(jì)。首先,闡述軟件的工作流程及基本功能;其次,依次介紹了被檢測(cè)者信息錄入模塊、串口通信模塊、波形顯示模塊、心音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、心音數(shù)據(jù)回放模塊、心音分析模塊、打印報(bào)表模塊以及生成安裝包文件。(5)心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng)測(cè)試以及有效性驗(yàn)證。結(jié)合心音數(shù)據(jù)采集卡和以及Lab VIEW心臟儲(chǔ)備分析軟件,給出數(shù)據(jù)采集卡測(cè)試結(jié)果,以及Lab VIEW心臟儲(chǔ)備分析軟件的測(cè)試結(jié)果。最后采集了56組大學(xué)生的心音數(shù)據(jù),并以分組別的方法進(jìn)行了分析與統(tǒng)計(jì)。同時(shí)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)信號(hào)研究室現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,采用兒童8例,運(yùn)動(dòng)員7例以及心臟病患者4例進(jìn)行心臟儲(chǔ)備分析及統(tǒng)計(jì)�；贚ab VIEW心音采集與心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng),完成了數(shù)據(jù)采集卡對(duì)心音的實(shí)時(shí)采集以及利用上位機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行心臟儲(chǔ)備分析。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的測(cè)試以及多組數(shù)據(jù)的分析比對(duì),本系統(tǒng)可以有效的對(duì)心音數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集以及準(zhǔn)確的提取心臟儲(chǔ)備參數(shù)并有效的進(jìn)行心臟儲(chǔ)備分析。
【學(xué)位單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP274.2;R540.4
【部分圖文】：

1) 根據(jù)心音的特點(diǎn)以及整個(gè)系統(tǒng)的需求，進(jìn)行了心音數(shù)據(jù)采集卡硬件以LabVIEW 心臟儲(chǔ)備分析軟件的設(shè)計(jì)；2) 心音采集方法的對(duì)比以及心音分析算法研究。心音分析算法主要分為心音預(yù)理、心音特征提取和心音識(shí)別三方面。并利用這些參數(shù)實(shí)現(xiàn)正常與異常心音識(shí)別以便驗(yàn)證算法的有效性；3) 根據(jù)系統(tǒng)采集板方案進(jìn)行 STC15W408AS 電路原理圖設(shè)計(jì)以及 PCB 制作，完心音采集的信號(hào)放大、低通濾波、串口通信、音頻功放等功能，并利用本系設(shè)計(jì)的心音數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集；4) 根據(jù)系統(tǒng)軟件方案進(jìn)行了基于 LabVIEW 心音采集及心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng)，完了用戶登錄模塊、被檢測(cè)者信息錄入模塊、串口通信模塊、波形顯示模塊、音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、心音數(shù)據(jù)回放模塊、心音分析模塊、打印報(bào)表模塊以及生安裝包文件。最終實(shí)現(xiàn)了心音采集及心臟儲(chǔ)備分析；5) 進(jìn)行了心音采集及心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng)的軟、硬件測(cè)試以及利用該系統(tǒng)采集心數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析工作。

基于LabVIEW 的心音采集及心臟儲(chǔ)備分析系統(tǒng)音的基本原因是血液的流動(dòng)。心臟聲音是由瓣膜相關(guān)結(jié)合、乳頭肌、腱索以及瓣環(huán)的緊張）、心房和心室收縮柱的振動(dòng)所引起[40]。產(chǎn)生及基本特性過(guò)程中，血流在心血管內(nèi)忽而加速忽而減速，引起“心流入心血管系統(tǒng)時(shí)，心臟雜音是激流、旋渦、空腔現(xiàn)象和臟層的摩擦引起的振動(dòng)產(chǎn)生心包摩擦[20] [21]。心動(dòng)周期

圖 2.2 心動(dòng)周期Fig.2.2 The Cardiac cycle期之中，通�？梢月牭� S1 以及 S2，S3 在青壯年人不到的。收縮期產(chǎn)生，意味著心室收縮期的起始�，F(xiàn)在認(rèn)：①在心室收縮起始時(shí)，血液向上并推動(dòng)瓣膜，所；②心室收縮慢慢加強(qiáng)時(shí)，房室瓣膜就會(huì)關(guān)閉，乳頭瓣膜尖端的振動(dòng)而產(chǎn)生的；③血液通過(guò)心室射入到聲音。S1 越大，則意味著心室收縮力越強(qiáng)。舒張期產(chǎn)生，象征著心室舒張期的起始。這是由血流沖擊振動(dòng)主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈壁根部以及心室內(nèi)壁低可以通過(guò)其強(qiáng)弱可來(lái)反映。充盈期結(jié)束時(shí)發(fā)生。這可能是由于血液充盈較為致心室壁振動(dòng)。頻短音，在部分正常老年人和舒張末期壓力增加的
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 尹曉琦;朱全銀;;基于WiFi和虛擬儀器的噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2015年12期

2 成謝鋒;吳曉曉;;基于LabVIEW的心音身份識(shí)別系統(tǒng)[J];南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年05期

3 倪任彬;王海濱;張岷濤;張瓊敏;郭雙;;分布式心音采集及時(shí)域分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];西華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年06期

4 楊春煊;李婷;崔小東;孫宸;軒永慶;劉學(xué);;基于LabVIEW的心音采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];科技信息;2013年13期

5 宋廣東;王昌;王金玉;路璐;魏玉賓;;基于DLL技術(shù)和COM組件技術(shù)實(shí)現(xiàn)LabVIEW和MATLAB混合編程[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2013年01期

6 陶冶薇;張會(huì)香;成謝鋒;;基于LabVIEW的心音多功能分析儀[J];南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

7 王燕;王海濱;劉立漢;;基于小波變換的心音信號(hào)降噪方法[J];信息與電子工程;2010年03期

8 李戰(zhàn)明;鄭蕾;;基于LabVIEW的心音信號(hào)采集與小波去噪系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[J];電子測(cè)量技術(shù);2010年03期

9 李能禾;成謝鋒;;基于LabVIEW與MATLAB的心音檢測(cè)與小波去噪[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2010年01期

10 胡玉良;王海濱;江鐘偉;陳健;葉肇恒;;心臟量化聽診的新方法研究[J];電子測(cè)試;2009年08期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 張凱;便攜式四導(dǎo)心音采集系統(tǒng)[D];西華大學(xué);2015年

2 劉洋;基于Android手機(jī)的四導(dǎo)心音同步采集系統(tǒng)[D];西華大學(xué);2014年

3 孫樹平;基于自適應(yīng)時(shí)頻分析方法的心音信號(hào)分析研究[D];西華大學(xué);2009年

4 鄭國(guó)東;基于虛擬儀器的心臟儲(chǔ)備研究與軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2009年

5 闕小生;基于電容傳感器的心音電子分析儀的研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2853955