一种心音信号微机检测系统的设计

本文介绍了一种宽频带多通道心音和正交三导联高频心电信号微机采集系统的设计方法。本采样系统硬件采用高性能的心音传感器、A/D 转换卡、新型高性能芯片组成及合理布线的信号放大器和滤波器,在临床使用中效果良好。     

基于MSP430单片机的SD卡读写

利用SD卡研究、设计一种大容量心电存储及回放系统。系统基于高速低功耗的msp430单片机,利用串行外围接口总线与SD卡相连,实现对SD卡的数据读写。为方便微处理器和pc机对SD卡的操作,在SD卡中以fat16文件格式建立了相应的文件系统。能够利用SD卡中保存的数据,通过点阵式液晶显示模块,完成心电波形的回放。将该设计应用于便携式心电监护仪上,经实验,完全满足了200 Hz心电采样频率的要求,实现了对12位AD转换数据的实时保存、显示与回放。     

一种动物实验监控系统的设计

本文主要设计动物生命体征参数(体温、呼吸率和脉搏率)的监控系统。硬件电路采用MSP430F5438芯片作为微控制器,体温、呼吸和脉搏生理参数的信号采集使用了相应的信号调理电路和处理电路,主要由电信号转换电路、放大滤波电路、AD转换电路、脉冲转换电路、LCD显示电路、加热垫和蜂鸣器驱动电路等组成。     

胎心音存储回放系统设计

目的基于STM32F103R8T6微处理器的胎心音存储及回放系统的设计。方法采用STM32单片机作为系统主控模块；SD作为存储介质，存储拾取的胎心音、胎心率及信号波形；系统移植FAT32文件系统，数据以文件格式存储；采用CP2102实现USB接口。同时该系统在秦皇岛市友谊医院进行了为期5d的临床试用，以验证设计效果。结果系统可在检测胎心率的同时，将所需时段的数据进行存储；可调取存储的数据进行回放；还可以将存储的数据上传至上位机，实现打印输出。临床应用证明，系统符合设计需求。结论系统设计能够实现胎心音的存储及回放，满足设计需求。     

基于ENC28J60的局域网心电采集系统的设计

设计一种基于新型网络控制芯片ENC28J60的局域网心电采集系统。系统主控制芯片采用ARM7内核的LPC2148。在处理上,首先在模拟前端对心电信号经过放大和滤波处理,再AD转换后经信号隔离,然后送至局域网中主机端进行多通道波形显示和存储。实验证明本系统具有稳定性强、功耗低、安全性高及使用方便等特点,且同时满足采集和显示的要求。此系统适用于病房的心电远程监控,促进了病房监护的自动化进程,具有很好的市场应用前景。     

应用于超声成像的数据采集系统设计

数据采集系统在全数字医用超声成像设备中占有重要地位.本文介绍了应用于超声成像的数据采集系统的设计方案.系统采用AD9228芯片（Analog Devices Inc）作为模数转换芯片,使用现场可编程门阵列（FPGA）与静态随机存储器（SRAM）构成相关控制、缓存等数字电路模块,使用ISE组件Chipscope对采样结果进行测试.测试结果表明：系统采集样本正确;FPGA准确接收采样数据的输出,并完成串并联转换、缓存等处理;系统可以稳定地工作在40MHz的数据采集与存储速率下,符合医用超声成像系统的使用要求.     

基于声卡的肠鸣音采集系统的开发

肠鸣音是肠生理状态的反映,在临床急腹症的诊断中具有重要的意义,为了深入研究肠鸣音的产生机理,研制一个利用计算机集成声卡实现肠鸣音采样、在LabVIEW环境下开发的肠鸣音采集系统,它可以实现肠鸣音的实时采集,显示和二进制存储,为探索肠鸣音发生机理提供了详实的临床数据,同时也为搭建生理信号采集系统提供了便捷可行的解决方案。     

穿戴式心电及心振信号监测系统的研制

目的 心脏的电活动及机械活动对于研究心脏的生理功能和病理改变具有重要作用,为此本研究研制了一套心电(electrocardiogram,ECG)及心振(seismocardiogram,SCG)信号同步监测系统。方法 采用单导联方式进行心电检测,通过测量胸廓皮肤表面的三轴线加速度和三轴角速度来获取心振信号,以ARM Cotex-M3内核的低功耗微处理器STM32作为主控芯片将数据存储至SD卡,或通过低功耗蓝牙将采集的数据发送至手机端上位机并进行数据处理及波形显示。结果 对人体进行测量以获取ECG及SCG信号,结果表明系统能够实时采集、传输、显示具有较高信噪比的心电和心振信号,并能实现信号的长期离线记录。结论 该系统具有便携、操作简单的特点,能够长期稳定工作,为下一步分析心脏的电活动与机械活动之间的耦联关系奠定了基础。     

基于电阻抗技术的多通道呼吸监测系统

目的为及时检测到早期呼吸系统疾病引起的呼吸功能的改变,本研究开发了一套采用生物电阻抗技术同时监测胸部和腹部的呼吸电阻抗信号的多通道呼吸监测系统。方法本系统主要分为3个单元：电阻抗数据采集单元、多通道开关单元和控制单元。电阻抗数据采集单元完成生物电阻抗数据高精度的检测,多通道开关单元完成不同部位数据采集通道之间的转换,控制单元采用LabVIEW编程实现对电阻抗数据采集单元和多通道开关单元的控制、同步采集、数据的显示及存储。利用本系统采集5名健康人长跑5000m前后胸部和腹部的同步呼吸电阻抗信号,采用一种新的参数定量描述胸部和腹部的呼吸电阻抗信号的同步程度。结果长跑前后胸部和腹部同步呼吸电阻抗信号的同步程度具有显著差异（P〈0．01）。结论基于电阻抗技术的多通道呼吸监测系统能够有效用于多个部位呼吸电阻抗信号的同步监测,为早期呼吸系统疾病的检测提供辅助诊断信息。     

基于体表生理信号的呼吸功能监测仪研制

目的：研制一款基于体表心电、膈肌电和胸阻抗信号的呼吸功能监测仪原理样机,可在家庭、医疗急救等场合实现对呼吸功能的持续监测。方法：以STM32F411VET6单片机开发系统为平台,用一对Ag/AgCl电极作为高频激励信号的输出和心电、胸阻抗信号的检测电极,另一对Ag/AgCl电极作为膈肌电信号检测电极,两对电极同时检测心电、膈肌电和胸阻抗信号。系统硬件主要包括心电信号检测电路、胸阻抗信号检测电路、膈肌电信号检测电路、恒流源激励电路以及微控制器。系统采用12 V可充电锂电池供电,模拟信号通过单片机A/D转换成数字信号,通过SDIO接口存储于SD卡。在完成样机制作和性能测试之后,采集13例因呼吸功能障碍实施机械通气患者和13例健康成年人的信号,计算15个与呼吸功能相关的参数,比较机械通气患者与健康对照组参数之间的差异,验证了呼吸功能监测仪的可靠性。结果：样机采集信号的信噪比>10 dB、共模抑制比>80 dB,样机漏电流<30μA。机械通气患者的吸气时间、呼气时间、潮气量、胸阻抗峰峰值、胸阻抗1 s变化量、膈肌电低频功率、膈肌电高频功率、高频比低频、膈肌放电面积、膈肌放电时...     

The Ballistocardiogram Signal Monitoring System Based on the GSM Network

Ballistocardiogram signal monitoring system based on GSM network was put forward in this paper. The system included a BCG signal acquisition module, a data processing module, a display module and a GSM module. The STM32F103 VB microprocessor was used as the controlling core of the signal acquisition module. BCG signal acquisition, amplification, filtering and A/D conversion were completed by the resistance strain sensor and high precision A/D conversion chip of TM7708; VB6.0software was used to realize the BCG signal analysis and processing; the SD card and LCD completed data storage and waveform display; the BCG data remote transmission and alarm function were realized through the GSM module. The system cannot only real-time monitor the changes of heart rate of patients by non-contact means, and can process data automatically, timely detection of arrhythmia and automatic alarm. The system is particularly suitable for heart disease patients receiving long-term home care; therefore, it has a broad application prospect.     

基于虚拟仪器的生理信号采集分析系统

目的利用计算机软硬件技术构建多通道生理信号采集分析系统,为医学相关研究提供方法与工具。方法在基于虚拟仪器的软硬件平台下(软件为LabVIEW 8.2,硬件为生理信号检测电路和模/数转换电路)对系统进行设计,利用了数据采集(DAQ)卡配置方法、DAQ显示存储回放的实现方法及使用软件灵活地控制数据采集等关键技术。在系统扩展部分,利用该系统和对照系统对15例健康志愿者做了心血管参数检测的对比试验,并对试验结果进行了Pearson相关分析。结果很好地实现了各类生理信号的采集处理,并对系统功能进行了扩展,实现了生理信号的识别与分析。两种测量系统的检测结果之间具有良好的相关性,其中心率r=0.959,P<0.001,平均动脉压r=0.976,P<0.001,心搏出量r=0.877,P<0.001;心搏指数r=0.785,P<0.001;血管顺应性r=0.869,P<0.001。结论该系统可应用于各类生理信号的采集与分析,而且在生理机能实验及动物生理学实验等相关教学领域内也有较好的应用前景。     

便携式听觉稳态诱发响应声音刺激器设计

目的 听觉稳态诱发响应（auditory steady state response,ASSR）对大脑的听觉系统研究有重要意义,但传统的用于ASSR实验的刺激设备较为昂贵且使用不便,本文给出一种便携式听觉刺激器的设计方案.方法 以TI的TMS320C5515芯片作为核心处理器,利用SD卡存储用于声音刺激的配置文件以及声音数据,通过主芯片提供的SD卡接口及DMA通道读取声音数据,然后经过I2S总线,传递数据至音频编解码器中,最后完成声音的播放.该系统提供可视化的界面,供用户选择配置文件.同时提供一个基于MATLAB的工具包,用于将普通的音乐格式转化为系统兼容的声音数据格式.结果 本系统支持8～ 192 kHz的声音采样率,支持单声道和立体声,支持声音位宽包括16位和32位,且允许输出声压级在87.5 dB的动态范围内变化,变化的步长为0.5dB.为验证本系统的实用性,4个受试参与了一系列ASSR实验,获得了预期的实验结果.结论 本系统可用于ASSR实验中,且系统可保证长时间稳定频率的声音输出,因系统功耗小于200 mW,如果使用1000 mA·h的3.7V的锂电池供电,则系统可持续工作超过18.5 h.     

适用于智能听诊的心肺音、心电同步采集设备设计与研制

基于现有听诊器不具备心肺音、心电同时采集的功能,设计一款完备的新型双模心肺音、心电同步采集设备。采用精密微弱信号放大技术实现音频的无损放大,采用高输入阻抗设计实现心电的单电极采集,采用高保真SJR-BTM870-B蓝牙模块实现双模音频无损传输。最后实验结果表明,该研制设备具有重要的临床应用价值和科研价值。     

A System for Recording High Fidelity Cough Sound and Airflow Characteristics

Cough is considered an early sign of many respiratory diseases. Recently, there has been increased interest in measuring, analyzing, and characterizing the acoustical properties of a cough. In most cases the main focus of those studies was to distinguish between involuntary coughs and ambient sounds over a specified time period. The objective of this study was to develop a system to measure high fidelity voluntary cough sounds to detect lung diseases. To further augment the analysis capability of the system, a non-invasive flow measurement was also incorporated into the design. One of the main design considerations was to increase the fidelity of the recorded sound characteristics by increasing the signal to noise ratio of cough sounds and to minimize acoustical reflections from the environment. To accomplish this goal, a system was designed with a mouthpiece connected to a cylindrical tube. A microphone was attached near the mouthpiece so that its diaphragm was tangent to the inner surface of the cylinder. A pneumotach at the end of the tube measured the airflow generated by the cough. The system was terminated with an exponential horn to minimize sound reflections. Custom software was developed to read, process, display, record, and analyze cough sound and airflow characteristics. The system was optimized by comparing acoustical reflections and total signal to background noise ratios across different designs. Cough measurements were also collected from volunteer subjects to assess the viability of the system. Results indicate that analysis of cough characteristics has the potential to detect lung disease.     

间质性肺炎患者肺音的小波分析

目的：探索一种间质性肺炎患者肺音的的定量化评估分析方法。方法：采集第三军医大学第三附属医院呼吸科2名间质性肺炎患者的肺音,对肺音信号进行小波分析,首先进行归一化处理,然后采用db3小波进行6尺度小波分解,计算肺音小波分解各分量的能量。结果：间质性肺炎患者的爆烈音主要集中在小波分解的D3,D4和D5分量中。患者A治疗前肺音及治疗半年后的D3、D4和D5的能量和的平均值分别为0．25和0．057。患者B是在同一时期记录不同部位的肺音,患者的右上背与右下背记录的肺音D3＋D4＋D5的能量和均值分别为0．085和0．128,右下肺较右上肺的病情更严重。结论：肺音属于非平稳的随机信号,在时域和频域都有特征信息,适合采用小波时频分析方法来进行信号处理。肺音小波分量D3,D4和D5的能量和可以在一定程度反映爆烈音的多少,从而反映间质性肺炎患者的病情严重程度的不同。肺音检测安全,方法简单,成本低,便于重复检测,适合于监测间质性肺炎患者的病情程度。     

Computer-based lung sound simulation

An algorithm for the simulation of normal and pathological lung sounds is developed. The simulation algorithm is implemented on a personal computer as well as on a digital signal processor system in real time. Normal, bronchial and tracheal breathing sounds can be generated, and continuous and discontinuous adventitious lung sounds can be added. The attributes of the individual sound components, such as loudness, frequency, duration or number of occurrences within one breathing cycle, are controlled by the user. The quality of the simulations is evaluated by sending audio tapes to 15 experienced pulmonary physicians for a formal assessment. Each tape contains five simulated lung sounds and five real lung sounds from a commercially available teaching tape, presented in random order. Simulated lung sounds are slightly better rated in terms of realism and signal quality when compared to the recordings from the teaching tape. The differences are, however, not significant. 13 out of the 15 physicians feel that computer-based lung sound simulators would be a useful and desirable teaching tool for auscultation courses.     

基于Matlab深度学习的智能听诊系统应用程序开发

提出一种基于Matlab APP Designer的深度学习智能听诊软件系统,该软件系统配套隔离式无线电子听诊设备与内置的谷歌网络深度学习模型,实现了对患者心肺音的可视化听诊、听诊数据的存储、呼吸音的智能分类、远程听诊与教学听诊,并在医院进行了试用。试用结果表明该软件操作简单,心肺音数据显示清晰,在医院及医疗条件薄弱单位具有很强的实用价值和应用推广前景。     

多路电视腹腔镜图像数字化处理系统的设计与实现

目的设计多路电视腹腔镜图像数字化处理系统。方法通过VC++建立模版,设计程序。软件设计对多床位视频信号实时进行采集、同时显示,同时对各路视频进行动态录制、保存。模块包括视频流截获模块、视频窗口的创建和显示、视频显示的切换、录像和拍照模块、视频回放模块、报告编辑保存打印模块、查询模块、图像处理模块。结果可以对多床位视频信号进行实时采集、能同时进行显示,能同时对各路视频进行动态录制、保存,能根据医生的需要,即时拍下对应床位的图片并能对图片进行处理。结论该系统较现行的腹腔镜数字图像处理系统先进,腹腔镜图像实现数字化。