【摘 要】
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心血管疾病严重损害了人体生命健康,其发病机制与心脏的功能密切相关。早期筛查和准确诊断心血管疾病尤为重要,其医疗价值不容忽视。心音作为人体内重要的生理信号,不仅可以反应心脏的健康状况,还可以提供有关心血管疾病的诊断信息,因此具有重要的研究价值。反应病理信息的心杂音信号属于人体微弱信号,高质量的心音信号获取是提高诊断准确率的前提。受人耳听觉机制启发,本文提出了一种基于凹面中空式仿生纤毛的MEMS心音传
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心血管疾病严重损害了人体生命健康,其发病机制与心脏的功能密切相关。早期筛查和准确诊断心血管疾病尤为重要,其医疗价值不容忽视。心音作为人体内重要的生理信号,不仅可以反应心脏的健康状况,还可以提供有关心血管疾病的诊断信息,因此具有重要的研究价值。反应病理信息的心杂音信号属于人体微弱信号,高质量的心音信号获取是提高诊断准确率的前提。受人耳听觉机制启发,本文提出了一种基于凹面中空式仿生纤毛的MEMS心音传感器。首先,对纤毛式MEMS心音传感器进行了理论研究和仿真分析,并基于理论分析对纤毛式MEMS心音传感器结构进行了优化。其次,研究了传感器的电气绝缘和透声封装方法,利用薄膜内支撑结构实现声阻抗匹配封装集成设计,降低了心音信号在不同介质传输的声传播衰减损耗,提高了纤毛式MEMS心音传感器的信噪比。并通过传感器性能测试和数据标定对采集到的心音信号进行特征分析,验证了纤毛式MEMS心音传感器检测全频段心音信号的可行性。最后,对纤毛式MEMS电子听诊器整机系统进行了医用电气设备注册检验。研究结果表明,设计的心音传感器灵敏度为-206.9 d B@200 Hz,工作带宽为20～800Hz,信噪比为26.471 d B,采集的心音信号波形清晰准确,符合医用电气设备要求。本研究为提高心音信号的检测灵敏度,实现更有效的心音听诊提供了技术支撑,在冠心病早期监测和预防工作方面具有良好的应用前景。
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