[实用新型]基于声卡的心音信号采集与分析装置

说明书

【技术领域】

本实用新型技术方案涉及心血管疾病的早期诊断信息的获取和分析装置，具体涉及心音信号的采集与分析装置。

【背景技术】

心音是在心动周期中，由于心肌收缩和舒张，瓣膜启闭，血流冲击心室壁和大动脉等因素引起的机械振动，含有关于心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量有用生理信息，在心血管疾病的诊治中具有重要价值，是心血管疾病无创性检测的重要方法。当心脏疾病尚未发展到出现其他症状(如病人痛觉、ECG异常等)之前，心音中的杂音和心音的畸变就是有效的早期诊断信息。

传统诊断心血管疾病通常是临床医生通过用声学听诊器放在患者胸壁一定部位，对其进行心音听诊，这种传统的听诊方法存在经验性、不直观、无法保存和不可再现等方面的缺点。

为了克服传统心音听诊的不足，本实用新型提出利用计算机已普遍配制的声卡，加上相应的软件，实现了心音信号的记录、保存、重放、波形显示、频谱分析等功能，从而组成一个低成本、高性能的心音数据采集与分析、能够方便的用于家庭的装置。

【实用新型内容】

为了解决传统心音听诊不直观、无法保存和不可再现等方面的问题，本实用新型提供基于声卡的心音信号采集与分析装置，包括：

心音传感器，采集心脏搏动和其它体表动脉搏动信号，再经过高度集成化信号处理电路处理，输出低阻抗音频信号；

声卡，实现记录心音信号功能；

心音显示模块，实现心音信号波形的显示；

心音重放模块，实现心音信号波形的重放；

心音频谱分析模块，实现心音信号波形的频谱分析。

本实用新型的优选技术方案为：声卡使用音频输入，即Line In输入。

本实用新型的优选技术方案为：声卡测量信号的引入采用音频电缆或屏蔽电缆以降低噪声干扰。

本实用新型的优选技术方案为：在声卡输入插孔和被测信号之间配置一个衰减器。

本实用新型的优选技术方案为：心音频谱分析模块由心音预处理模块、心音分段模块、心音特征提取模块组成。

心音预处理模块将采集的心音信号进行调整采样率、截取采样点、滤波等处理。

心音分段模块是将一个心动周期的心音信号分为第一心音、收缩期、第二心音和舒张期四段。

心音特征提取模块提取一个心动周期的心音信号的心音特征，包括时域特征提取和频域特征提取。时域特征提取模块提取的特征有：心率、第一心音的时长、第一心音的峰值、第二心音的时长、第二心音的峰值。其中心率定义为连续两个第一心音峰值或连续两个第二心音峰值的时间差，并取平均值。频域特征提取是通过傅立叶变换后计算第一心音、收缩期、第二心音和舒张期四段的功率谱。

相较于现有技术，本实用新型提供的基于声卡的心音信号采集与分析装置，利用心音传感器、计算机声卡作为心音数据采集设备，结合LabVIEW(通用的编程装置)软件编程组成的低成本、高性能的心音数据采集与分析装置，实现了心音信号的记录、保存、重放、波形显示、频谱分析等功能。能够方便的用于家庭。克服了传统的听诊方法存在经验性、不直观、无法保存和不可再现等方面的缺点。

【附图说明】

图1为本实用新型基于声卡的心音信号采集与分析装置中的声卡的工作原理示意图。

图2为本实用新型的基于声卡的心音信号采集和分析装置硬件结构框图。

图3为本实用新型的基于声卡的心音信号采集和分析装置的心音数据采集流程图。

【具体实施方式】

以下结合附图和实施例对本实用新型技术方案进行展开说明：

本实用新型利用计算机声卡和LabVIEW(通用的编程装置)软件实现心音信号的采集和存储，特性如下：

1.心音传感器采用新型高分子聚合材料微音传感元件采集心脏搏动，再经过高度集成化信号处理电路处理，输出低阻抗音频信号。

2.将心音传感器与计算机声卡连接，实现记录心音信号功能。

3.可以利用软件实现心音信号波形显示、重放、频谱分析功能。

基于声卡的心音采集硬件设计：

声卡作为音频信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP(数字信号http://baike.baidu.com/view/50226.htm处理DigitalSignal Proce该数字信号转换为模拟信号输出，声卡的工作原理如图1所示。