肠鸣音是人体重要的生理信号之一,它反映了人体肠道的运动状态,也是临床诊断肠道疾病的一项重要指标。正常与病理状态下的肠运动不同,可以形成不同特征的肠鸣音。当人体患有某些肠道疾病特别是伴有肠梗阻时,常常表现为肠鸣音次数增加,响度增大,音调升高,可拾取到金属音或者高调音等异常音。正确区分不同特征的肠鸣音,可以为临床提供重要的诊断信息。虽然国内外对肠鸣音的研究起步较早,但由于肠鸣音具有信号微弱、噪声复杂、周期性差、随机性强等特点,使它的临床应用受到很大限制。目前,临床医生仍然采用传统的听诊器来检测肠鸣音。为了克服目前肠鸣音检测主观性强、精确度低、科学性差的问题,作者研制了一套基于C8051F340单片机的人体肠鸣音检测系统,用于准确拾取肠鸣音。系统包括硬件和软件两部分,硬件系统包括多路传声器、放大电路、滤波电路、电平抬升、单片机电路、系统供电等,软件系统包括下位机程序和上位机程序。系统工作过程如下:传声器首先将拾取到的肠鸣音转换为电信号,然后经过放大、滤波后进行电平抬升,以满足A/D转换的幅度要求。信号进入单片机电路后,单片机内部自带的AD转换器将模拟信号转换为数字信号,然后利用USB收发器以BULK传输方式上传至PC机进行显示、存储以及后续处理。系统调试完成后,分别采集了正常人和临床肠梗阻病人的肠鸣音信号,并进行对比分析。信号的分析包括信号去噪、特征提取以及识别分类等。论文中采用了自适应滤波和独立分量分析来去噪,自适应滤波能很好地去除夹杂在信号中的环境噪声,而独立分量分析对于盲源信号的分离具有独特的优点。为了有效地提取肠鸣音信号的特征,运用了小波分析、归一化香农能量分布、功率谱密度估计等多种方法,从多个角度对肠鸣音进行分析处理,通过定性和定量分析,发现几种不同类型的肠鸣的特征值存在典型差异。利用这些特征值结合适当的分类方法可以实现肠鸣音的自动分类。肠鸣音的检测和分析在胃肠道疾病的诊断治疗中具有重要的价值,上述结果表明利用本系统可以有效地获取肠鸣音信号,信号经过后续处理能有效区分不同类型的肠鸣音,利用该方法有助于肠道疾病的辅助诊断。