基于单片机的心音数据采集系统设计 摘 要： 心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。心音听诊是心脏疾病无创性检测的重要方法，具有心电图、超声心电图不可取代的优势。但是，传统的心音听诊器有存在多方面的不足，从而阻碍了医学在心音诊断方面的发展。而在国内，到目前为止，心音信号采集和分析系统仍相当不成熟，基本上是停留在理论研究的水平，少有实用意义上的心音信号分析诊断方面的电子医疗产品。
关键字：信号采集；分析；
1 引言
心音信号是人体最重要的声信号之一，含有关于心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量病理信息，是临床评估心脏功能状态的最基本方法，是心脏及大血管机械运动状况的反映，当心血管疾病尚未发展到足以产生临床及病理改变（如ECG变化）以前，心音中出现的杂音和畸变就是重要的诊断信息。更值得一提的是，心音在心血管疾病中具有重要价值，是心血管疾病无创性检测的重要方法，具有心电图、超声心电图不可取代的优势。其主要特点是：
第一，心血管疾病尚未发展到足以产生某种病症之前，心音中的杂音或心音的变化能预示着某种形式心脏病的来临；
第二，先天性心脏瓣膜受损、心电传导组织病变引起的心脏机械活动障碍都能由心音反映出来；
第三，心音具有心电不可替代的诊断信息；
第四，心音检查具有无创性、重复性好的等特点。
上述已经提到，心音信号对于临床诊断具有重要的理论和实际意义。然而，由于以下原因阻碍了心音分析的利用和发展：
第一，心音的产生机制在争论之中，临床上很少单凭听诊做诊断；
第二，目前缺少定量的心音分析技术；
第三，易受医生主观判断的影响，医师常不能清楚地分辩大量有诊断意义和低频心音成分，往往只能是有经验的心脏病专家，方能通过听诊对心脏的功能状态，作出正确的评价和诊断；
第四，最重要的一点是，传统声学听诊不能够把心音的病理信息记录下来，为后面的心音诊断和分析作为参考。
根据资料显示，在电子心音听诊方面，国外有比较成熟的理论研究和实际的产品，而在国内，这方面的研究还不成熟，相应的真正意义上的产品还存在很多的缺陷。
心脏听诊是诊断心血管疾病的一种简单、重要的方法。心音图是将心脏听诊形象化，并能将超过听觉敏感范围的声音记录下来，并结合心电图、颈动脉博动图、心尖博动图及超声心动图等联合应用，进一步提高心血管疾病的诊断和鉴别水平，对了解心血管功能、选择治疗方案、判断病理改变及研究某些疾病的机理提供了很有价值的资料。心音图检查有如下的段点：①心音图检查可将心脏活动中产生的瞬间即逝的声音，变为长期保存的、可供详细分析的图形；有利于随访心音及心脏杂音的改变。②心音图可以弥补心脏听诊的不足。因为人耳的听觉的最敏感听诊频率范围是20-20000Hz，其中有临床价值的心音及心杂音频率范围是20-1000Hz。故对听诊易混淆的心音及杂音可通过心音图进行鉴别，此外心音图结合心电图、心尖博动图及超声心动图可以推算心音和心杂音出现的时间，有助于明确其产生的生理、病理机制。③心音图在教学上的应用极为广泛，心音图结合心脏听诊，可帮助学生掌握心音变化的规律和丰富听诊内容，可通过看图与听诊之间的反复实践，促进临床听诊教学的发展。由此可见心音图具有心脏听诊所没有的特点。但是心音图却不能取代心脏听诊，因为心脏听诊方便易行，而且能分别心音的空间位置，所以心脏听诊和心音图检查应结合使用，提高诊断水平。 毕业设计说明书目录
1 引言…………………………………………………………………………………9
2心音数据采集方案的提出…………………………………………………………10
3 各电路设计…………………………………………………………………………11
3．1前置放大电路设计………………………………………………………11
3.1.1高通滤波电路设计………………………………………………………12
3.1.2程控自适应放大电路设计………………………………………………12
3.1.3.心音信号回放电路…………………………………………………………13
3.1.4串行通信电路………………………………………………………………15
3.1.5 A/D转换电路………………………………………………………………16
3.1.6前置放大电路………………………………………………………………17
3.1.7低通滤波和主放大电路……………………………………………………17
3．2 电源电路设计 …………………………………………………………………18
4. 软件设计……………………………………………………………………………18
4．1软件设计方法………………………………………………………………18
4．2程序流程…………………………………………………………………………18
4．2．1系统主程序流程图………………………………………………………18
4．2．2各子程序流程图………………………………………………………………20
4．3程序………………………………………………………………………………24
4．3．1主程序……………………………………………………………………24
4．3．2 各子程序…………………………………………………………………25
5．软硬件系统的调试…………………………………………………………………26
5．1系统调试………………………………………………………………………………26
6． 附录…………………………………………………………………………………27
7．参考文献……………………………………………………………………………29参考文献
[1]于云之,聂邦畿.心音的临床意义及研究现状.现代医学仪器与应用,1997.9.
[2]吴延军.徐泾平.赵艳.心音的产生与传导机制.生物医学工程杂志,1996.3.
[3]张嘉,许昭辉,徐晓璐,杨慧中.心音示波仪在心音听诊教学中的应用.中国高等医学教
育,1998.9.
[4]刘雅言.于家艳.董向明.压电薄膜型心音传感器.传感器技术,1998.6.
[5]肖仪华.裴驭力等.基于笔记本计算机的心音分析仪.北京生物医学工程,1999.3.
[6]方向林.郭兴明.彭承琳.詹直夫.肖守中.运动和呼吸对心率及心音幅值影响的探
讨,200.6.
[7]王文辉.陈端荣.常蕴.田志芬.便携式心音分析仪的研制.中国医疗器械杂志,1994.3.
[8]章秀淦.微型心音听诊器薄膜混合集成电路掩模研制.微细加工技术.1995.9.
[9]王建春.王克平.王冰洁.肺动脉瓣第二心音的临床意义.医学影像学杂志.1996.12.
[10]李仁嘉.第四心音的临床意义.中级医刊,1994.7.
[11]李姣军,喻建.数字滤波器设计.渝州大学学报.1997.9.
[12]孙立红,袁洪洋.数字滤波器在心电信号处理中的应用.武汉汽车工业大学学报.1997.5.
[13]高佩珠.IIR数字滤波器设计的一种快速方法.上海大学学报,1997.5.
[14]刘洪梅.II数字滤波器的设计与实现.电讯技术.1995.5.
[15]周坛.高采样率FIR数字滤波器的设计与实现.微电子学,2000.11.
[16]王衍文,王海滨,程敬之.第二心音的瞬时功率和功率谱极大值分析.西安交通大学出版社.
中国医学器械杂志,1998年第22卷3期.
[17]沈民奋,沈凤麟.非高AR模型及其在心音信号分析中的应用.广东汕头大学科研处.信号
处理,1997.9.
[18]程佩青著.数字信号处理教程.清华大学出版社,1995.
[19]张毅刚，彭喜源，谭晓昀.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨工业大学出版社，1997.7.
[20]侯俊杰著.深入浅出MFC第二版.华中科技大学出版社,2001.
[21]姜建国,曹建中,高玉明编.信号与系统分析基础.清华大学出版社,1994.
[22]希望图书创作室译.Visual C++技术内幕6.0.北京希望电子出版社,1999.
[23]胡广书.数字信号处理—理论、算法与实现.清华大学出版社,1997.
[24]严蔚敏,吴伟民.数据结构（C语言版）.清华大学出版社,1997.
[25]Julio Sanchez,Maria P.Canton著.罗骏,肖炎,周正译.Windows图形编程.清华大学出版
社,2000.
