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【摘要】本文基于Visual Basic编程原理， 利用信号采集单元应用压电传感器采集声音信号，通过USB接口与计算机相连，对其输出进行快速傅里叶变换以获得其频谱，并在其可视化界面上显示波形，频谱等信息。该系统在进行常规心脏听诊的同时可显示心音波形，操作者通过频谱分析即可获得更准确和有价值的诊断结果;同时通过耳机可直接获取信息，进行诊断。该系统成本低，使用方便，便于多方会诊，可以长久保存，远距离传输，克服了音质易变干扰、使用者外耳道不适等弊端。
【关键词】Visual Basic;听诊器;诊断;快速傅里叶变换;可视化界面
1.引言
传统听诊器没有放大作用，声音微弱，塞在耳朵里很不舒服，不能隔离环境噪声，频率响应也不可调。新型电子听诊器能获得清晰无比的听诊效果，降低耳部疲劳，听筒柔软有度，长时间使用不伤耳部，听诊时无需接触病人肌肤，病人避免冰凉之感.采用防冻膜片，因此，病人无赤冷的感觉，操作简便，携带方便，超前的完美设计，使用更舒适，符合人体工程学的设计。电子听诊器不但能够听诊患者的心跳，而且能够将心脏跳动的信息传到心脏扫描软件上，以便查明异常情况 。医师能以原来一半的速度回放声音来更加明确地诊断疾病，还能将这一文件保存到患者的病历资料中，也能将它通过电子邮件发送至心脏病专家那里明确诊断。即使是医术再高明的内科医师，在鉴别第一心音及第二心音后出现的由于心脏内血液不规则流动导致的杂音方面同样面临很多困难。比如心脏杂音，如果发生在心音之前，一般为良性的，然而，如果发生在心音之后，通常提示有疾病存在的可能，例如先天性心脏病、房（室）间隔缺损、心脏瓣膜狭窄或关闭不全等疾病影响了血液的正常流动。
本文主要是可视化界面的编程。 即利用Visual Basic软件实现电子可视听诊器的编程，制作出可视化软件界面，实现对心音信号的采集和提取，放大，以及噪声的滤除，利用信号处理技术，最后将其以波形显示出来。
2.软件设计和实现
2.1 程序设计流程
本设计利用Visual Basic的可视化编程技术，主要是为了实现心音信号的播放和频谱分析，亦可和其他信号分析系统的课题相联系，对信号进一步处理，虽然在设计中加入了心音信号的采集过程，并对其进行了编程，但没有与硬件连接进行测试，所得到的心音信号为离线数据。
图1 可视化的电子听诊器程序设计流程图
数据采集：利用Visual Basic部件MSComm进行串口数据采集，当串口未打开时对话框显示：“串口未打开字样”。
心音信号播放：利用Visual Basic部件 CommonDialog打开“.WAV”格式的心音信号，利用MMcontrol播放心音，Timer对时间进行控制。
波形显示：利用Visual Basic部件PictureBox显示波形。
频谱分析：利用Visual Basic部件PictureBox显示频谱分析结果，频谱分析采用快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform.即FFT）
信息存储：该界面设计中的存储功能便于对个人信息的管理和查询，方便远距离传输，多方会诊，改进了传统听诊器中无放大作用，声音微弱，塞在耳朵里不舒服，不能隔离环境噪声等缺点。
2.2 功能设计
（1）串口采集程序：此程序段主要是为了采集从传感器接收到的信号，并将其波形在软件界面上显示出来，显示对话框提示串口是否能用。
（2）心音播放程序：此段程序用于打开心音信号并播放，且静态显示波形图，局限性在于只能播放WAV格式的文件，具体的格式转换有待做进一步处理。
（3）快速傅里叶变换（FFT）：对心音信号进行简单的分析和处理。
3.结果分析
Visual Basic中只能播放WAV格式的音乐，该设计中主要面向的是心音信号，设计出一个关于心音信号播放的可视化界面，并实现了播放过程中的功能。实验结果如图2、图3所示。
图2 心音信号的选择
本文还设计了频谱分析及脉率的算法，通过频谱的分析，可以看出心音信号的微小波动，具有一定的意义。在Visual Basic的编程函数中利用FFT算法的函数，满足了频谱分析及脉率显示的需要。结果如图4所示。
最后，完成了数据的存储与调用，电子可视听诊器系统不但要实时显示采集的心音信号的波形，而且也要能够对心音信号的相关数据进行存储，以备在后来的查询调用。
图3 心音信号的播放
图4 频谱分析
4.结论
本设计主要是对心音信号处理和Visual Basic数据采集设计出一个可视化界面。实现了心音播放，实时显示、频谱分析，波形回放，文件读写等功能。为医生诊断提供了更为准确的检查依据。值得深入研究的问题：由于受不同年龄、性别、不同健康状态人群的心音信号不同等因素影响，所测试得到的结果基本符合，误差也在允许的范围内。此设计只是一个简单的系统，后期还可与传感器，计算机，网络等联系起来，提高测试的精确度，以及便于远程传输数据，为多方会诊提供方便。
参考文献
[1]曾昭耆.聽诊的重要性[J].中华全科医师杂志，2011，10（10）：
766-768.
[2]吴延军，徐泾平，赵艳.心音的产生与传导机制[J].生物医学工程学杂志，1996，13（3）：280-288.
[3]童英华，陈学煌，冯忠岭.心音脉搏信号采集、调理电路的设计[J].现代电子技术，2011，34（8）：193-196.
[4]骆懿，吴颖.便携式蓝牙电子听诊器的研究[J].杭州电子科技大学学报，2010，30（4）：142-145.
作者简介：王冲，男，河南新乡人，研究方向：光信息处理。
【关键词】Visual Basic;听诊器;诊断;快速傅里叶变换;可视化界面
1.引言
传统听诊器没有放大作用，声音微弱，塞在耳朵里很不舒服，不能隔离环境噪声，频率响应也不可调。新型电子听诊器能获得清晰无比的听诊效果，降低耳部疲劳，听筒柔软有度，长时间使用不伤耳部，听诊时无需接触病人肌肤，病人避免冰凉之感.采用防冻膜片，因此，病人无赤冷的感觉，操作简便，携带方便，超前的完美设计，使用更舒适，符合人体工程学的设计。电子听诊器不但能够听诊患者的心跳，而且能够将心脏跳动的信息传到心脏扫描软件上，以便查明异常情况 。医师能以原来一半的速度回放声音来更加明确地诊断疾病，还能将这一文件保存到患者的病历资料中，也能将它通过电子邮件发送至心脏病专家那里明确诊断。即使是医术再高明的内科医师，在鉴别第一心音及第二心音后出现的由于心脏内血液不规则流动导致的杂音方面同样面临很多困难。比如心脏杂音，如果发生在心音之前，一般为良性的，然而，如果发生在心音之后，通常提示有疾病存在的可能，例如先天性心脏病、房（室）间隔缺损、心脏瓣膜狭窄或关闭不全等疾病影响了血液的正常流动。
本文主要是可视化界面的编程。 即利用Visual Basic软件实现电子可视听诊器的编程，制作出可视化软件界面，实现对心音信号的采集和提取，放大，以及噪声的滤除，利用信号处理技术，最后将其以波形显示出来。
2.软件设计和实现
2.1 程序设计流程
本设计利用Visual Basic的可视化编程技术，主要是为了实现心音信号的播放和频谱分析，亦可和其他信号分析系统的课题相联系，对信号进一步处理，虽然在设计中加入了心音信号的采集过程，并对其进行了编程，但没有与硬件连接进行测试，所得到的心音信号为离线数据。
图1 可视化的电子听诊器程序设计流程图
数据采集：利用Visual Basic部件MSComm进行串口数据采集，当串口未打开时对话框显示：“串口未打开字样”。
心音信号播放：利用Visual Basic部件 CommonDialog打开“.WAV”格式的心音信号，利用MMcontrol播放心音，Timer对时间进行控制。
波形显示：利用Visual Basic部件PictureBox显示波形。
频谱分析：利用Visual Basic部件PictureBox显示频谱分析结果，频谱分析采用快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform.即FFT）
信息存储：该界面设计中的存储功能便于对个人信息的管理和查询，方便远距离传输，多方会诊，改进了传统听诊器中无放大作用，声音微弱，塞在耳朵里不舒服，不能隔离环境噪声等缺点。
2.2 功能设计
（1）串口采集程序：此程序段主要是为了采集从传感器接收到的信号，并将其波形在软件界面上显示出来，显示对话框提示串口是否能用。
（2）心音播放程序：此段程序用于打开心音信号并播放，且静态显示波形图，局限性在于只能播放WAV格式的文件，具体的格式转换有待做进一步处理。
（3）快速傅里叶变换（FFT）：对心音信号进行简单的分析和处理。
3.结果分析
Visual Basic中只能播放WAV格式的音乐，该设计中主要面向的是心音信号，设计出一个关于心音信号播放的可视化界面，并实现了播放过程中的功能。实验结果如图2、图3所示。
图2 心音信号的选择
本文还设计了频谱分析及脉率的算法，通过频谱的分析，可以看出心音信号的微小波动，具有一定的意义。在Visual Basic的编程函数中利用FFT算法的函数，满足了频谱分析及脉率显示的需要。结果如图4所示。
最后，完成了数据的存储与调用，电子可视听诊器系统不但要实时显示采集的心音信号的波形，而且也要能够对心音信号的相关数据进行存储，以备在后来的查询调用。
图3 心音信号的播放
图4 频谱分析
4.结论
本设计主要是对心音信号处理和Visual Basic数据采集设计出一个可视化界面。实现了心音播放，实时显示、频谱分析，波形回放，文件读写等功能。为医生诊断提供了更为准确的检查依据。值得深入研究的问题：由于受不同年龄、性别、不同健康状态人群的心音信号不同等因素影响，所测试得到的结果基本符合，误差也在允许的范围内。此设计只是一个简单的系统，后期还可与传感器，计算机，网络等联系起来，提高测试的精确度，以及便于远程传输数据，为多方会诊提供方便。
参考文献
[1]曾昭耆.聽诊的重要性[J].中华全科医师杂志，2011，10（10）：
766-768.
[2]吴延军，徐泾平，赵艳.心音的产生与传导机制[J].生物医学工程学杂志，1996，13（3）：280-288.
[3]童英华，陈学煌，冯忠岭.心音脉搏信号采集、调理电路的设计[J].现代电子技术，2011，34（8）：193-196.
[4]骆懿，吴颖.便携式蓝牙电子听诊器的研究[J].杭州电子科技大学学报，2010，30（4）：142-145.
作者简介：王冲，男，河南新乡人，研究方向：光信息处理。