基于心音和心電的心功能檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、心血管疾病已成為導(dǎo)致人類(lèi)死亡最主要的原因，是世界范圍內(nèi)的臨床醫(yī)學(xué)和人類(lèi)社會(huì)負(fù)擔(dān)。在臨床方面：心臟性猝死、孕產(chǎn)婦心臟健康問(wèn)題，麻醉安全問(wèn)題與心臟都有著直接或間接的聯(lián)系。目前，臨床關(guān)于心臟性猝死的預(yù)警、心臟監(jiān)護(hù)室和危重病人監(jiān)護(hù)、麻醉安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中都沒(méi)有對(duì)心臟儲(chǔ)備指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，忽略了從心力、心律、心率等幾個(gè)方面同時(shí)觀察研究。因此，開(kāi)展基于“心音和心電綜合分析”的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 本文在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，圍繞基

2、于心音和心電的心功能檢測(cè)系統(tǒng)研究進(jìn)行，完成的主要研究工作如下：
　　 1、完成一種基于心音和心電的心功能檢測(cè)系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)，進(jìn)而提出一種基于USB Hub的模塊化醫(yī)療儀器構(gòu)建方法。該方法是：各功能電路采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊中獨(dú)立采用一個(gè)微處理器，具有獨(dú)立的AD轉(zhuǎn)換和USB通信控制功能；各功能模塊通過(guò)USB總線(xiàn)與具有電氣安全隔離功能的USB Hub模塊連接；USB Hub模塊通過(guò)USB總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)與基于PC的軟件平臺(tái)連接，組成完整的醫(yī)療

3、儀器系統(tǒng)。
　　 基于心音和心電的心功能檢測(cè)系統(tǒng)包括：多生理參數(shù)信號(hào)硬件采集模塊、USB Hub模塊、電源模塊、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和輸出設(shè)備。其中，多生理參數(shù)信號(hào)硬件采集和處理模塊包括：心音信號(hào)采集模塊、心電信號(hào)采集模塊和無(wú)創(chuàng)血壓采集模塊。
　　 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中采用分頻段進(jìn)行心音信號(hào)檢測(cè)，USB Hub控制器采用美國(guó)TI公司的全速通用串行總線(xiàn)集線(xiàn)器TUSB2036實(shí)現(xiàn)，采用恩智浦半導(dǎo)體公司(NXP Semiconductor

4、s)推出的PRTR5V0U2X為USB2端口提供ESD保護(hù)，采用一體化的USB總線(xiàn)隔離器ADuM4160實(shí)現(xiàn)USB總線(xiàn)的醫(yī)療級(jí)電氣安全隔離，采用模塊化50Hz陷波器MXT050實(shí)現(xiàn)50Hz陷波。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括：?jiǎn)?dòng)界面模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊、診斷報(bào)警模塊。在數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)中采用LabVIEW與MATLAB混合編程技術(shù)，通過(guò)希爾伯特-黃變換對(duì)心音進(jìn)行定位分析，提取心臟儲(chǔ)備指標(biāo)D/S、S1/S2，

5、S1和S2倒置等，在心音信號(hào)處理模塊中還設(shè)計(jì)了FFT頻譜分析程序，可對(duì)所有WAV格式的心音文件進(jìn)行時(shí)頻域分析；通過(guò)基于Maxican hat小波變換算法實(shí)現(xiàn)QRS波檢測(cè)，采用雙閾值法，平面幾何方法等多種判別策略對(duì)P波和T波的形態(tài)進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的識(shí)別和相關(guān)指標(biāo)的提取。
　　 2、初步提出一種基于“心音和心電綜合分析”的心功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法。
　　 根據(jù)預(yù)防醫(yī)學(xué)、混沌醫(yī)學(xué)和穩(wěn)態(tài)理論，結(jié)合無(wú)脈性電活動(dòng)的特點(diǎn)提出了一種基于

6、心音和心電的心功能無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法。該方法指的是同步采集心音信號(hào)、心電信號(hào)、手臂動(dòng)脈脈搏波信號(hào)；獲得同步的心音圖、心電圖；提取心臟儲(chǔ)備指標(biāo)、心電圖指標(biāo)、心音圖和心電圖綜合指標(biāo)、無(wú)創(chuàng)血壓指標(biāo)；從心率變異性，心肌變力性、變時(shí)性和變傳導(dǎo)性等幾個(gè)方面全面觀察心臟功能狀態(tài)。該方法可為探明心臟性猝死機(jī)制的最初環(huán)節(jié)和找到猝死的早期線(xiàn)索，提供一種新思路；有益于及早發(fā)現(xiàn)孕產(chǎn)婦圍生期的心臟功能異常，為臨床采取保障婦幼健康的措施提供新依據(jù)；為圍麻醉期和圍手術(shù)期的