CN201492411U - 一种心音诊断试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种心音诊断试验装置，包括：一中央处理器，并与中央处理器连接有一心音信号采集模块、一人机交互模块、一心音回放模块，一存储器模块和一电源管理模块；其中，心音信号采集模块包括依次连接的心音传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路，并由A/D转换电路的输出端连接到中央处理器。本实用新型提供的心音诊断试验装置具有如下优点：1.以新型的OMAP芯片做装置核心，可以同时提供高速的DSP运算能力和灵活的ARM控制能力。2.采用新型的心音传感器和信号调理模块(程控滤波和程控放大)，可以更好的提供心音信号的采集能力，更好的抑制噪声，更准确的采集传统采集系统所不能得到的一些细节。
Description
技术领域
本实用新型涉及心音信号处理领域，具体是一种心音诊断试验装置。
背景技术
心音信号包含了能反映心脏正常或者病理的丰富的信息，正常的心音包含第一心音(S1)、第二心音(S2)、第三心音(S3)和第四心音(S4)四个心音成份，其中S1、S2是可听到的部分，S3、S4强度很弱，几乎不可听到。如果心脏功能出现异常或者心血管出现病变，心音中将包含除S1、S2之外的其他外杂音成份，这些出现的杂音和畸变等重要的诊断信息，可以反映心血管疾病尚和一些难以产生临床及病理改变以前的症状。心音信号中包含了这些丰富的信息，在检测该类型疾病的领域，心音信号有着无可比拟的优越性。同时心音信号的检测方便、无创、花费极小，可作为心脏病检测、预防的常规手段。然而传统的心脏听诊技术是以人耳听音来进行的，这种方式依赖于人耳听力的灵敏度和听者的主观经验与判断能力，其作用有很大的局限性。
心音图能将超过听觉敏感范围的声音记录下来，把心音变成可以分析的图形，可以结合心电图、颈动脉博动图、心尖博动图等联合应用，进一步提高心血管疾病的诊断和鉴别水平，对了解心血管功能、研究心血管疾病的机理、预防心血管疾病提供了很有参考价值的资料；心音图结合心脏听诊促进临床听诊技术的发展，可以帮助临床医生掌握心音变化规律，提高心音听诊准确率。
在电子心音听诊方面技术还很不成熟，目前研究的方法主要集中在对以前用老式心音图机采集的信号进行分析，相应的真正意义上的电子产品应用到临床的还存在很多的缺陷。因此研制一种数字式电子心音采集分析装置，能简易、方便地采集并检测心音信号，为医护人员和病人提供有效的参考信息，满足医院和病人的需要，并且其开放的接口和强大的处理能力，可以给研究机构的心音处理算法提供测试平台，具有极大的社会价值和经济价值。
实用新型内容
针对上述的缺点，本实用新型提供了一种利用现代电子电路技术实现的、能方便应用的心音诊断试验装置。
一种心音诊断试验装置，其特征在于包括：一中央处理器，并与中央处理器连接有一心音信号采集模块、一人机交互模块、一心音回放模块、一存储器模块和一电源管理模块；其中，心音信号采集模块包括依次连接的心音传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路，并由A/D转换电路的输出端连接到中央处理器。
心音信号采集模块采集心音信号，属于模拟电路，该模块包括心音传感器、滤波电路、放大电路、A/D转换电路。心音传感器采集过来的心音信号首先通过放大电路，使信号放大到合适的幅度，然后通过滤波电路过滤掉心音信号中的其他各种干扰如：心音传感器和皮肤的摩擦音、呼吸噪音、人体的干扰信号、仪器本身所产生的干扰和工频干扰等，经过滤波处理的后的心音信号送到A/D转换器数字化，为整个装置提供所需的数字信号。再通过中央处理器进行分析，通过人机交互模块进行处理并显示，再经过心音回放模块进行实时或非实时的回放，为用户提供可靠的参考信息。
优选的，还可以设置一USB接口模块、一JTAG接口模块。
优选的，上述中央处理器可以采用TI公司的OMAP5912处理器，包括ARM处理器和DSP处理器两个内核。它一方面利用ARM内核控制心音传感器进行心音信号样本的采集，建立心音信号库，控制着心音回放电路运行，人机交互，数据的存储，USB的通讯等；另一方面它还要控制DSP内核处理复杂的心音信号识别算法，进行心音信号图像的处理，分段识别等。输入设备中的键盘和显示器是进行人机对话的窗口，用户可以通过键盘输入指令，通过LCD或触摸屏进行数据显示，系统的操作提示等。
优选的，所述人机交互模块包括一LCD、一触摸屏、一键盘以及其控制电路。提供了人机通讯接口，用户通过键盘/触摸屏控制装置的运行，LCD用来显示心音信号的波形，处理的过程中的提示，以及处理后的结果等。
优选的，所述心音回放模块包括一D/A转换电路、一滤波电路和一输出电路，D/A转换电路的输入端连接到中央处理器的输出端。其主要功能可以分为两部分。第一、用于监听心音信号，经过处理的数字心音信号经过D/A还原成模拟信号，然后通过滤波电路过滤掉干扰信号，通过输出电路进行输出，用户可以通过输出电路来监听心音正常与否。第二、用于系统的通讯，装置可以通过该模块进行语音提示、报警等。
优选的，所述存储器模块包括一RAM和一FLASH。其中FLASH中用来存储心音传感器所采集的心音信号，心音处理程序，以及心音信号的处理结果。RAM主要用来存储程序运行过程中的各种资源数据。
而电源管理模块是容易实现的，例如，采用TI公司的电源管理芯片TPS65010，该产品充分利用了TI的新型3307A12制造工艺，集成了主要的控制构建模块、外部元件(如开关和充电FET等)以及电池管理智能，以便更有效地管理诸如TI用于高性能低功耗OMAP处理器等产品的电源，它为装置核心部分提供了所需的1.6V、1.8V、3V、3.3V等工作电压，并合理地进行功耗分配。
USB通信接口的设计使得心音诊断试验装置的应用更加灵活、方便，OMAP5912微处理器内置了对应于USB1.1的USB主控制器，该设计支持主从双重USB通信模式，只需要利用一个USB接口适配器就可以方便地进行主从模式转换。用户可以通过USB和PC之间进行通讯，便于调式和加载程序，此外还可以通过USB接口存储数据，便于数据的保存和处理分析等。而JTAG接口模块提供在线调试接口。
本实用新型提供的心音诊断试验装置具有如下优点：
1.以新型的OMAP芯片做装置核心，可以同时提供高速的DSP运算能力和灵活的ARM控制能力。
2.采用新型的心音传感器和信号调理模块(程控滤波和程控放大)，可以更好的提供心音信号的采集能力，更好的抑制噪声，更准确的采集传统采集系统所不能得到的一些细节。
3.心音回放模块可以提供心音采集时的实时监听，也可以提供事后回放功能
4.软件系统可以采用嵌入式WINCE系统，可以提供友好的用户界面和简单的验证、开发环境
5.强大的运算能力和丰富的外围设备可以提供方便的心音信号处理算法验证能力和为设备开发人员提供二次开发平台。
附图说明
图1为本发明实施例电气原理图。
具体实施方式
下面以非限定性的实施例来进一步解释、说明本技术方案。
一种心音诊断试验装置，如图1所示，包括中央处理器OMAP5912，并与中央处理器连接有一心音信号采集模块、一人机交互模块、一心音回放模块，一存储器模块和一电源管理模块。
心音信号采集模块如图1所示，包括依次连接的心音传感器、放大滤波电路和A/D转换电路，并由A/D转换电路的输出端连接到中央处理器。
人机交互模块包括一LCD，一触摸屏，一键盘，触摸屏控制器采用BB公司的ADS7846芯片，它是一种典型的带有连续逼近型寄存器的12位ADC，内部自带2.5V参考电压，有一个和微处理器相连的标准SPI据接口。ADS7846根据串行数据输入端DIN收到的不同命令字来打开相应的开关通道，并接收返回的模拟电压，通过A/D转换得出对应的数字量，再通过串行数据输出端DOUT传回微处理器。
心音回放模块包括一D/A转换电路、一滤波电路、一输出电路，并由D/A转换电路的输入端连接到中央处理器。
电源管理模块采用TI公司的电源管理芯片TPS65010，该产品充分利用了TI的新型3307A12制造工艺，集成了主要的控制构建模块、外部元件(如开关和充电FET等)以及电池管理智能，以便更有效地管理诸如TI用于高性能低功耗OMAP处理器等产品的电源，它为装置核心部分提供了所需的1.6V、1.8V、3V、3.3V等工作电压，并合理地进行功耗分配。
存储器模块包括一RAM和一FLASH。其中FLASH中用来存储心音传感器所采集的心音信号，心音处理程序，以及心音信号的处理结果。RAM主要用来存储程序运行过程中的各种资源数据，这是容易实现的。
还设置有一USB接口模块和一JTAG接口模块。
电源管理模块采用TI公司的电源管理芯片TPS65010，它为装置核心部分提供了所需的1.6V、1.8V、3V、3.3V等工作电压，并合理地进行功耗分配。
这样，心音传感器采集心音信号，经过滤波放大处理，使信号放大到合适的幅度，经过滤波过滤掉干扰信号，再经过A/D转换成数字信号，并提供给中央处理器。
中央处理器对传输来的数字信号进行处理，得出结果并存储在FLASH中，还通过LCD进行显示输出，显示出心音信号的波形、处理过程和结果，而键盘/触摸屏则可以为用户提供操作方式，用户可以通过心音回放模块监听心音信号，达到诊断、试验的目的。
Claims (6)
1.一种心音诊断试验装置，其特征在于包括：一中央处理器，并与中央处理器连接有一心音信号采集模块、一人机交互模块、一心音回放模块、一存储器模块和一电源管理模块；其中，心音信号采集模块包括依次连接的心音传感器、滤波电路、放大电路和A/D转换电路，并由A/D转换电路的输出端连接到中央处理器。
2.根据权利要求1所述的心音诊断试验装置，其特征在于：还包括一USB接口模块、一JTAG接口模块。
3.根据权利要求1或2所述的心音诊断试验装置，其特征在于：所述中央处理器为OMAP5912处理器，包括ARM处理器和DSP处理器。
4.根据权利要求3所述的心音诊断试验装置，其特征在于：还包括一所述人机交互模块包括一LCD、一触摸屏、一键盘以及其控制电路。
5.根据权利要求4所述的心音诊断试验装置，其特征在于：所述心音回放模块包括一D/A转换电路、一滤波电路和一输出电路，D/A转换电路的输入端连接到中央处理器的输出端。
6.根据权利要求5所述的心音诊断试验装置，其特征在于：所述存储器模块包括一RAM和一FLASH。
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| CN102362810A (zh) * | 2011-10-15 | 2012-02-29 | 杭州电子科技大学 | 一种基于虚拟仪器的心音身份识别系统及方法 |
| CN102697520A (zh) * | 2012-05-08 | 2012-10-03 | 天津沃康科技有限公司 | 基于智能识别功能的电子听诊器 |
| CN104757965A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-07-08 | 张释文 | 基于dsp测量心率装置 |
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