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基于智能手机的心脏储备监测仪的研究

更新时间：2020-03-14 11:05:05 大小：4M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：智能手机 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

随着我国经济快速的发展,居民生活水平得到极大提高,越来越多的社会资源投入在医疗健康方面。但是,我国公共医疗卫生服务系统中仍然存在着医疗资源分配不均匀问题。目前,心血管病以其高发病率、高死亡率已成为我国重大公共卫生问题。心音是心血管系统机械运动状况的反映,心脏储备是心脏功能的上调能力,因此,基于心音的心脏储备无创监测可以作为临床辅助诊断心血管疾病的方法之一。通过心脏储备的监测,可以尽早发现潜在的心血管疾病,变治疗为预防,减轻社会经济负担。

本文对基于智能手机的心脏储备监测仪进行研究,有助于预防心血管疾病,有助于解决看病难、看病贵等医疗资源分配不均问题。心脏储备监测是在心音检测分析的基础上实现的,本文将从以下几个方面开展研究。

首先,分析心音信号的时频特性,通过短时傅里叶变换对心音信号的时频特性进行验证。

其次,设计心音信号的采集电路,主要由数字电路和模拟电路两个部分构成。模拟电路部分由电源电路、信号调理电路构成,其中电源电路部分可以为单片机和蓝牙模块提供3.3V工作电压,可以为放大器提供±5V工作电压。信号调理电路包括前置放大电路、带通滤波电路、50Hz陷波电路、后置放大以及电平抬升电路,用于对心音信号的放大、去噪、电平的抬升。数字部分包括单片机外围电路及其控制程序和蓝牙模块两个部分,通过设计合理的最小系统和软件程序将前端的模拟信号转化为数字信号,最后以异步通信的方式经蓝牙模块进行传输。

再次,设计手机端的软件程序。首先搭建软件的开发环境。研究心音信号的去噪和特征提取算法,采用db4的小波进行五层的分解可以取得很好的去噪效果,去噪后的信号通过香农能量提取包络。使用差分法确定第一心音和第二心音的位置,以此为基础提取评估心脏储备的三个特征指标(第一心音与第二心音幅值比(S1/S2),心脏舒张期与收缩期的时限比(D/S),心率(HR))。最后研发了基于手机的心脏储备监测软件,通过软件各个功能模块的设计阐述了该软件的实现过程。

最后,通过对硬件电路测试、单片机的控制程序测试、算法的测试、手机的功能测试表明基于智能手机的心脏储备监测仪实现了基本的功能、能够稳定运行。