医疗传感电路设计与信号处理研究

发布时间：2019-07-17 13:59

【摘要】：心音、呼吸音信号以及血氧饱和度是反映人体心肺等生理和病理情况的重要参数和指标,对心音呼吸音的听诊和血氧饱和度的检测是对各种心脑血管与呼吸系统相关疾病的预防与诊断的重要手段。传统的心音呼吸音听诊系统不仅难以检测一些微弱的信号,诊断结果也受到医生主观因素的影响,准确性不高；传统的血氧饱和度检测系统不仅需要对血管进行刺穿采血,不能实时监控,而且成本高、体积大；传统的颅内压监测系统操作过程繁琐、精度低。因此,本论文设计了一种能实时显示心音呼吸音波形并能够自动识别的听诊系统,一种无创伤并能实时监控的脉搏血氧饱和度检测系统和一种精度高使用方便的数字颅内压监测系统。本文详细阐述了医疗传感电路的硬件及软件系统设计。心音呼吸音听诊系统包括电源模块、传感器电路模块、信号调理电路模块、单片机模块、RS485模块和PC机模块,实现对信号的采集、放大、AD转换、数字滤波、数据发送和自动识别。在单片机内通过设计数字带通滤波器、陷波器以及利用小波去噪法滤除心音信号中的干扰噪声；通过设计数字带通滤波器和利用小波去噪法消除呼吸音信号中的噪声。在PC机中使用matlab软件,通过短时平均能量的包络提取法提取经过滤波后的心音信号的包络,再利用过差分阈值法提取心音信号特征值；利用小波包算法提取经过滤波后的呼吸音信号的特征值,从而实现对心音呼吸音信号的自动识别。脉搏血氧饱和度检测系统包括电源模块、传感器电路模块、信号调理电路模块、单片机模块、光源驱动与控制电路模块、LCD显示模块,实现LED的交替亮灭,信号的采集、放大、滤波、AD转换,心率和血氧饱和度值的计算与显示。软件系统在单片机中实行,包括对硬件电路的智能控制,通过阈值法定位信号的波峰与波谷,从而计算心率值并利用近似公式计算血氧饱和度值。数字颅内压监测系统包括传感器电路模块、信号调理电路模块、单片机模块、LCD显示模块、电源模块,实现对压力信号的检测、调理、AD转换、压力值的计算以及显示；在软件系统中,分别利用一元线性回归和多段直线逼近法对误差进行校正,并通过测试得出后者效果更好。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP274;TN911.7

【参考文献】