基于压电传感器的电子听诊器设计及实现

压电式心音传感器作为声敏感单元,传感头一般采用硅胶类亲肤材料进行封装,但由于硅胶与皮肤的声阻抗失配较大,所以心音传感器普遍存在信噪比低、易受外界干扰等缺陷。针对压电式传感器封装存在的问题,提出了一种液体式封装方法。该方法针对压电传感器的结构和封装要求设计了电子听诊器的封装壳体和封装工艺;仿真了不同液体环境下的声场衰减,并制备了以封装去离子水和硅油作为过渡层的电子听诊器探头;用封装后的传感器测试心音信号,并与3M听诊器进行对比。测试结果表明,采用去离子水封装的传感器测到的心音信号幅值更大,且其信噪比远大于3M听诊器。

MEMS心音传感器及检测电路优化设计

对基于微电子机械系统(MEMS)技术的心音传感器声敏结构进行了优化且设计了其检测电路。首先,针对心音信号的特点,设计了二次集成的扁平状仿生纤毛结构,对该结构进行仿真,确定了纤毛的尺寸参数和梁上最大应力1.2×10^(5) N/m^(2),对纤毛进行特征频率仿真,在硅油域中结果为711 Hz;其次由扁平状纤毛结构X轴接收噪声时梁上的应力仿真结果可知该结构具有抗干扰能力;最后设计了后端的放大电路和滤波电路并对传感器封装后进行测试。测试结果表明,该结构的信噪比达到了27 dB,较传统的圆柱形纤毛提高了35%,且其抗干扰能力也优于传统的圆柱形纤毛。优化过后的MEMS心音传感器具有抗干扰、低噪声、低成本、采集的信号不失真等优势,可为临床心音信号的采集提供关键核心部件。

ICA在心音信号预处理中的应用研究

独立分量分析 (ICA)是近年来涌现的用于盲信号分离的新技术 ,本文利用独立分量分析对心音信号进行了预处理 :消除工频干扰。心音信号由自制的心音传感器获得。在分析了独立分量分析的基本原理的基础上 ,建立了基于互信息极小的目标函数 ,研究了目标函数优化的迭代算法 ,给出了利用此算法的ICA实现步骤。实验结果表明 ,利用独立分量分析有效地对心音信号进行预处理 ,能成功地从心音中分离出工频干扰信号。

基于HKY06A心音传感器的心音信号提取

目的:实现心音信号提取。方法:使用HKY06A心音传感器提取心音信号,使用双向检波及低通滤波实现心音包络的提取。结果:心音与心电的同步采集信号的对照显示该方法能够有效提取心音信号。

基于LabVIEW的心音多功能分析仪

基于LabVIEW开发了一种集心音的采集、多功能处理和心音信号发生器于一体的心音分析仪。该仪器是在普通PC机上开发,使用自制的无线心音采集装置和心音信号采集子系统配合提取心音信号,然后利用小波去噪子系统清除背景噪声,最后可利用时域分析子系统和频域分析子系统对心音信号进行各种分析。心音信号发生器子系统可以根据需要产生一种合成心音信号,供用户学习使用。为使仪器达到最佳使用效果,已经为每一个功能模块中的参数寻找到最佳值并设为默认值,而且每一个参数都是可调节的。实际使用效果证明该仪器能够采集到清晰的心音信号,能有效去除干扰噪声,快速准确地计算出心音的各个特征值,能根据用户参数设置快速生成相应的心音信号并播放。

心音传感器在中医脉象信号采集中的应用研究

目的:探讨中医脉象信号的采集方法,促进中医脉诊客观化。方法:分析当前现有中医脉象采集方式的优缺点,提出把声音传感技术应用于中医脉象信号的采集。使用心音传感器在寸口部位采集脉象信号后再用Matlab软件进行数据处理。结果:实验表明利用心音传感器,可以采集到多元化的脉象信息。结论:利用声音传感技术采集中医脉象信号是可行的,并且有一定的优势。

心音、脉搏信号采集、调理电路的设计

心音、脉搏是人体生理及病理的两项重要指标,针对这些信号一般比较微弱、且采集过程中也容易受外界干扰等特点,设计开发了一种能提取微弱心音、脉搏信号的电路。该电路采用驻极体话筒和红外光电法提取心音和脉搏信号,并采取了一系列放大、滤波措施,滤除噪声干扰。该电路较好地解决了外界干扰问题,具有采集数据准确可靠,噪声小,成本低等优点。

基于声卡的心音信号采集与处理系统的实验研究

目的研究一套基于PC机声卡的心音信号采集与处理系统,用于心音信号的实验研究。方法利用PC机声卡功能和Labview 8.2中的数据采集与信号处理工具包进行研究。结果该系统能够采集、存储、显示、处理心音信号。结论该系统简单、经济、功能较强,适合心音信号的实验性研究。

基于虚拟仪器的心音采集与分析系统设计

开发了一种新型的电子心音信号采集与分析系统,该系统以心音传感器和计算机自带声卡为基础,实现了心脏听诊从传统单一的"听"转变为可视、可听的多角度分析,结合LabVIEW和Matlab强大的数据分析能力实现了心音信号的采集、去噪、保存、分析等功能,可作为临床心脏诊断的辅助设备。

智能式听诊辅助系统的设计

描述了心音信号的采集系统的新型设计,给出了高性能的心音传感器、前向处理电路、A/D转换电路和与PC机的高速接口电路。该心音信号采集系统为心脏疾病临床诊断提供了医学参考。

基于块稀疏贝叶斯学习压缩感知的心音重构

为提高体域网远程传输心音信号的重构精度、运行时间及处理数据量,对一种基于块稀疏贝叶斯学习的压缩感知重构心音方法进行研究。在传感节点端对心音信号做分块处理,进行离散余弦变换字典训练;通过稀疏二进制矩阵对心音信号进行压缩,并传送至终端;利用块稀疏贝叶斯学习对终端压缩的心音重构,将重构结果与传统的正交匹配追踪结果比较。实验结果表明,块稀疏贝叶斯学习算法比正交匹配追踪算法重构的结构相似度高0.2-0.3,在信噪比方面高10db-30db,所提方法具有重构精度高,处理心音数据量大,运行时间快的显著优势。

基于ZigBee网络的心音无线检测系统设计

针对众多连线的心音检测仪给病人带来心理上的干扰问题,介绍了基于Z igBee的无线传感器网络在心音信号传输中的应用,设计了一种心音无线检测系统,包括心音传感器、信号预处理、A/D转换电路、网络节点、检测基站和数据采集及自动分析部分.根据心音信号属于非平稳信号的特点,提出了基于复杂度的心音分析方法.实验结果表明,本系统能够对心音信号进行实时采集和有效传输,基于复杂度的算法能够成功地从心音信号提取S1和S2,并获取了3项医学指标:心率,第一心音与第二心音幅值比(S1/S2)和舒张期与收缩期时限比(D/S),初步实现了心音信号的自动识别.

基于HKY06C传感器的心音信号检测与实现

根据人体心音信号噪声强、信号弱、随机性强,容易受到外界干扰的特点,设计了基于HKY06C新型传感器的心音检测系统,实现了对微弱心音信号的数据采集以及心音图的实时显示与保存,通过对不同个体的实测表明,该检测系统可以满足对人体心音信号的检测要求,通过心音图可以清晰的分辩出各种心音成分。

心音信号的检测与处理

目的:实现低负荷心冲击信号提取,方法:使用固体振动传感器提取心音信号,使用双向检波及低通滤波实现心音包络的提取,结果:与心电信号的同步对照显示该方法能够有效提取心冲击信号,结论:基于固体振动传感器的心音检测的技术能够有效提取心冲击信号,是低负荷心冲击信号提取的有效途径。

基于DSP的数字心音信号检测系统设计

分析了心音信号的产生机理、信号成分及心音的临床诊断价值。根据人体心音信号噪声强、信号弱、随机性强、容易受到外界干扰等特点,设计了基于DSP的心音信号数字检测系统,该系统由心音传感器、放大电路、滤波电路、A/D转换和DSP等部分组成;使用该系统先后在多家医院进行了临床心音信号采集,300多例心音样本采集实验表明,本系统可实现对微弱心音数据的实时采集、放大与有效滤波,采集系统可以满足对心音信号的检测要求。

基于心音传感阵列ICA信号处理的冠心病诊断的研究

通过研究冠脉血流动力学和心脏心音产生的机理 ,首次提出了将独立分量分析 (ICA)方法应用于心音信号处理并达到自动检测冠心病的目的。在本系统中 ,信号采集系统采用了高灵敏度传感器列阵对正常人及冠心病患者胸部的多个部位进行检测 ,经预处理后的信号最后通过计算机进行数据采集。应用独立分量分析的方法将心脏舒张期的心音信号进行分离 ,并将各心音分量的统计特征参数作为输入参量输入到径向基函数网络 (RBF网络 )进行训练和识别。实验结果说明 。

基于STM32可视化心音信号电子测试系统的研究

电子听诊技术在临床医学、工业探测等领域有着广泛应用,医学上心音听诊是诊断心脏等内脏疾病的主要手段之一,而传统听诊器因其固有缺陷,很难满足现代医学发展要求。以医学电子听诊为研究对象,选定STM32F107为中央处理器,结合微弱信号处理技术,设计了一套心音信号的采集分析系统,完成了心音信号高速、高精度、抗干扰、实时可视化听诊,并结合MATLAB仿真软件对采集到的心音信号进行分析,实现了实时心音信号采集、前端信号处理和分析,完成了数据压缩、存储、分类,以及波形及数据显示回放等功能,以满足临床医学听诊的要求。

基于MEMS电子听诊器的冠心病心音检测

设计了一台微电子机械系统(MEMS)电子听诊器,并应用于冠心病心音的检测中。首先,介绍了MEMS电子听诊器核心敏感单元微结构设计原理,并得出了ANSYS仿真环境中的应力和谐振频率均适用于检测心音信号的微结构尺寸;之后,对微结构进行加工制备和流固耦合封装,配合信号检测电路得到一台完整的MEMS电子听诊器用于检测冠心病心音信号。检测结果表明:所测冠心病心音时域波形的信噪比相比3M电子听诊器高8.2 dB。利用经验小波变换算法分解冠心病舒张期心音后得到三个模态频谱及对应频谱能量,经过数据统计对比发现,MEMS电子听诊器所测的冠心病不同舒张期心音的模态频谱能量较3M电子听诊器的具有更好的一致性和稳定性。

心音信号采集与分析系统

主要阐述了心音信号的意义,介绍了传统心音听诊方面的缺点。在此基础上,针对传统心音听诊中的弊端,开发了一种新型的电子心音信号采集、分析和处理系统。这个系统包括高性能的心音传感器、前向处理电路、A/D转换电路和与PC机通信的高速接口电路。心音信号通过心音传感器采集进来,经过前向处理电路进行模拟滤波,由高速接口电路传到上位机。

基于幻象电源供电的纯电容心音传感器的设计

目的:研制一种主要用于心脏心音信号采集的纯电容传感器。方法:采用48V幻象供电方式,把咪头摄得的微弱心音振动信号转化为电信号,通过预放大处理电路模块、屏蔽电缆和传感器前置运放电路模块把微弱的电信号放大到实际需要的电信号,然后输出到显示器件。结果:在1000Hz以下的频段,几乎不对声场产生干扰,可以测量低到20dB的声压级,上限可测量到150dB或更高的声压级,非常适合应用于心音采集。结论:该电容式传感器能正确采集到正常人的心音图,很好地反应患者的心杂音;传感器灵敏度高,频响范围宽,失真小,抗噪能力强,能适应复杂环境的心脏听诊。