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胃食管反流性疾病（Gastroesophagealrefluxdisease，GERD）是一种常见多发的继发性食管运动功能障碍。该病容易引起许多严重危害病人身体健康的并发症，如不同程度的食管炎、食管狭窄、Barrett食管以及多类型裂孔疝。而其中一些疾患，仅靠常规内镜或X线钡餐检查难以定论，须借助24小时食管pH值监测才能获得对诊断起决定作用的信息。本文旨在设计与实现通过USB接口传输数据的24小时食管pH监测仪，并在DeMeester静态评分基础上，利用小波理论和非线性理论对数据的动态特性进行深入分析和研究，为GERD早诊、确诊提供了新的思路和方法，并对GERD的病发规律提供了新的认识。本文首先介绍了胃食管反流病的发病机理和控制意义，并比较分析了临床检测该类疾病的主要方法及其优缺点，详细讨论了24小时食管pH监测手段对确诊该病症的临床意义。第二部分介绍了24小时食管pH监测仪的测量原理及其临床使用现状，重点分析讨论了该仪器有关检测数据快速可靠存储与传输接口的设计要求，给出了监测仪的整体硬件设计方案和各单元电路结构的简要说明；第三部分展开了监测仪的相关软件设计，详细讨论了pH值采集单元程序及USB固件单元的程序设计，简要阐述了USB驱动和应用程序开发工作过程及方法。第四部分尝试运用小波变换时-频分析、信息熵和小波熵等新技术对90位被试者（其中12名重度患者、43名中轻度患者和35名正常人）的24小时胃食管内pH值监测数据进行了动态特征分析，发现正常人pH值小波能量低于患者，在小波熵-信息熵平面内能够将正常人、轻中度患者和重度患者很好地区分开来，可为深入探讨胃食管反流症的病发规律和早期诊断提供新的技术方法与工程手段。最后给出了该仪器的系统测试过程及其对天津南开医院消化内科GERD患者的pH值监测数据统计分析结果，证明基于USB接口的24小时食管pH监测仪可以为医学诊断与指导用药提供客观可靠的临床数据，仪器与PC机通讯良好，达到了预期设计要求。