基于虚拟仪器的心音采集分析系统的研究

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随着微型计算机和软件技术的发展,出现了新的测试仪器一虚拟仪器。采用虚拟仪器的软件战略是第三代自动测试系统的发展方向。运用虚拟仪器技术能够达到共享硬件和软件资源,快速、方便地组建各种自动测试系统,并可以方便地利用计算机的强大功能,进行信号分析、数据处理、存储以及图形化显示等。心音信号的采集分析在心脏病的临床诊断中具有重要价值,能为心脏疾病的正确分析、诊断、治疗和监护提供客观依据,具有十分重要的社会价值和经济价值。虚拟仪器具有的优越性使其成为测试仪器未来发展的主流方向,因此开发基于虚拟仪器的心音信号采集分析系统,是一项十分有意义的工作。   本课题基于LabVIEW开发了一个心音采集分析系统,该系统结合MATLAB强大的数据分析功能充分体现了虚拟仪器的各种优点,实现了心音信号的采集、去噪、保存、分析等功能。为了方便用户对数据的观测以及对系统控制参数的修改,还开发了人性化的人机交互界面。该系统利用PC的声卡进行采集,而不用市面上价格昂贵的数据采集卡,大大的降低了开发成本,使得该系统更容易推广应用。   心音采集分析系统一共分为三个子系统:1、心音信号采集子系统。该子系统采用新型高分子聚合材料制作的心音传感器采集来自心脏的心音信号,再经过放大处理,经声卡将心音信号送入计算机。由于采样频率对采集信号的质量影响明显,故设计了采样频率可调的采集模式。2、小波去嗓子系统。由于心音信号自身比较微弱,特别容易受到其它信号的干扰,故设计了软硬件形式的去噪方式。在该子系统中,将LabVIEW与MATLAB混合进行编程,有效的实现了基于小波的心音去噪。3、心音信号分析子系统。该子系统实现了对心音信号的时频域分析处理。时域分析包括对心音包络图的合成、包络图的截取放大、计算心跳周期及心率;频域分析包括提取心音信号的FFT幅度谱与功率谱。   通过对心音采集分析系统的实际应用,各种实验结果表明该系统可以根据用户的需要,实时采集到清晰的心音信号,能有效降低干扰噪声,实现对心音信号的多种分析处理,达到了预期的效果。
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