本文關鍵詞：便攜式四導心音采集系統(tǒng)

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【摘要】：長期以來,心血管疾病作為人類健康的主要殺手之一,隨著人類生活水平的提高,其發(fā)病率仍在逐年遞增。目前臨床上,聽診是評價心血管系統(tǒng)功能狀態(tài)的一種常用方法。由于常見心血管疾病多為混合病變,對單一部位的聽診不能同時提供多瓣膜的病理信息,只有臨床經驗豐富的醫(yī)生才能進行較為準確的判定,且診斷結果易受聽診者的主觀經驗影響。因此,如何提高聽診的方便性和準確性,是一項有重要意義的研究。針對以上問題,本文提出了便攜式四導心音采集系統(tǒng)的設計思想,并對其進行實物設計。采用四導聽診服同步檢測主動脈瓣、肺動脈瓣、三尖瓣和二尖瓣四個聽診位置的心音信號,方便臨床心音的聽診和心音數據的采集,并利用壓縮感知技術對心音數據進行簡單分析,最后用Visual C++中的MFC模塊對心音波形進行顯示與存儲。為完成以上目標,本文的研究工作主要從以下幾方面展開:(1)心音知識介紹。從臨床醫(yī)學的角度出發(fā),了解心音的產生機制、基本特征、聽診方法和聽診內容,對現有的幾種心音采集方法進行介紹和比較,從而提出“便攜式四導心音采集系統(tǒng)設計”的必要性。(2)采集板硬件電路設計。硬件電路的設計主要包括心音傳感器、放大電路、濾波電路、陷波電路、A/D轉換、USB通信及電源電路。本章詳細說明了各電路模塊中元器件的選取和電路中關鍵參數的計算,并且給出了關鍵參數的仿真圖和模擬電路處理之后的實際心音波形圖,最后總結了系統(tǒng)在PCB布線時遵循的幾個重要原則。(3)心音采集儀軟件設計。首先,闡述軟件的基本功能和工作流程;其次,依次介紹數據發(fā)送和接收模塊、波形顯示模塊和數據存儲模塊,并給出心音波形顯示時的方案對比及部分代碼作為參考。(4)壓縮感知在心音采集中的應用研究。首先,介紹了壓縮感知的原理以及其適用的信號特征。其次,證明了心音信號的稀疏性,可以應用壓縮感知技術對其進行處理。最后,利用OMP算法對欠采樣(不滿足奈奎斯特定律)的心音信號進行了重構,分別對原始心音數據和欠采樣后重構的心音數據進行仿真和相似度分析。通過對以上幾個主要部分的分析,經過系統(tǒng)測試實現了對臨床四個聽診部位心音的同步采集,該采集儀對臨床心音數據的收集及臨床聽診具有重要意義,也為后續(xù)心血管疾病的遠程智能診斷系統(tǒng)奠定了堅實的基礎。
【關鍵詞】：心音 CPLD 硬件電路 Visual C++ 壓縮感知
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R54;TN912.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-13
• 1 心音介紹13-19
• 1.1 心音信號的產生及特征13-15
• 1.2 心臟聽診和心音采集方法15-17
• 1.2.1 心臟聽診部位15
• 1.2.2 心臟聽診內容15-16
• 1.2.3 心音采集方法16-17
• 1.3 本章小結17-19
• 2 四導心音采集系統(tǒng)硬件設計19-43
• 2.1 模擬電路設計20-32
• 2.1.1 心音傳感器20-21
• 2.1.2 心音放大電路21-23
• 2.1.3 濾波電路23-26
• 2.1.4 工頻陷波電路26-32
• 2.2 數字電路設計32-40
• 2.2.1 AD采樣電路32-36
• 2.2.2 USB通信電路36-39
• 2.2.3 乒乓緩沖結構39-40
• 2.3 電源電路設計40-41
• 2.4 PCB布線規(guī)則41-42
• 2.5 本章小結42-43
• 3 四導心音采集系統(tǒng)軟件設計43-51
• 3.1 數據接收模塊44-46
• 3.1.1 數據采集44-45
• 3.1.2 數據暫存45-46
• 3.2 波形顯示模塊46-49
• 3.3 數據存儲模塊49-50
• 3.4 本章小結50-51
• 4 基于壓縮感知的心音采樣研究51-57
• 4.1 壓縮感知基本結構51-54
• 4.1.1 信號的稀疏性表示51
• 4.1.2 觀測矩陣的設計51-53
• 4.1.3 信號重構算法53-54
• 4.2 心音信號的壓縮感知驗證54-56
• 4.2.1 心音信號的稀疏性驗證54-55
• 4.2.2 心音信號的壓縮與重構55-56
• 4.3 本章小結56-57
• 結論57-59
• 參考文獻59-62
• 附錄A 電路板原理圖62-64
• 附錄B 印制電路板圖64-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果65-66
• 致謝66-67

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