新型听诊器(一)

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作者：吴小帆 许志华 申琪

　　 [摘要]本论文提出一种可将声音信号放大并经示波器可以观察心音信号的电子心音听诊器,提高听诊的准确性。论文首先阐述了系统硬件具体设计。然后介绍本系统的抗干扰。最后,论文给出了设计实现的功能,分析了系统设计中的不足,以及其中有待完善和改进的内容。
　　[关键词]心音 呼吸音 听诊器
　　
　　一、概述
　　1.电子心音听诊器的研究背景与意义。听诊是临床上广泛应用的一种诊断方法,听诊器的发明极大地推动了医学科学的发展。对心音和呼吸音的听诊是心脑血管疾病和呼吸系统疾病主要诊断手段之一。因此临床迫切需要一种准确性高、波形实时显示、能同时听诊心音、简单易用、成本低、体积小的装置,让临床医生在心脏听诊的同时能看到相应信号的波形图,以便对病人的病变做出更加准确的判断,促进心脑血管疾病和呼吸系统疾病的研究和诊治。
　　2.心音听诊器国内外研究现状。心音信号的分析与研究主要在以下几个方面:①对51(第一心音)和S2(第二心音)的生理病理研究;②对人工心脏瓣膜的无创伤检测;③对心音微弱成分(第三心音和第四心音)的分析研究;④分析心脏杂音的频率变化规律;⑤从一个心动周期中定位提取心音成分;⑥对心音传导机制建模。
　　在传统的稳态分析方法基础上,增加非平稳信号分析方法。典型的心音时颇分析有短时傅立叶变换、自回归模型、维格纳分布、小波变换等,人们将这些方法应用于第一心音分析、第二心音分析、心杂音分析,做了很多研究工作,取得了很好的成果。
　　3.心音产生机理和组成。心脏的瓣膜和大血管在血流冲击下形成的振动,以及心脏内血流的加速与减速形成的湍流与涡流及其对心脏瓣膜、心房、室壁的作用所产生的振动,再加上心肌在周期性的心血活动作用下其刚性的迅速增加和减少形成的振动,经过心胸传导系统到达体表形成了体表心音。心音中常包含心内噪音、呼吸噪音、体表噪音和心胸系统传播过程中产生的噪音。
　　4.本文研究的主要内容。本文对该领域的研究背景、研究现状和发展趋势进行了充分调研,对心音的形成机理进行了深入研究,针对传统听诊器的不足提出了电子心音听诊器的设计思想。
　　二、电子心音听诊器设计要求
　　1.心音信号技术指标。心音幅值:30-6OmV;心音频率:20-600HZ;心率:75次/分。
　　2.电子心音听诊器技术指标。工作环境:温度:+5-+4O℃,相对湿度:<80%;电源:电源适配器:+5V;
　　输入方式:心音探头各一个;输出方式:耳机或音响输出,示波器显示;
　　滤波频响:心音:20-15OHz;放大器增益:心音:100倍以上。
　　3.系统设计要求。易操作、低功耗、低成本、可靠性、便携性、抗干扰