基于MEMS技术的心音心电检测仪及其检测方法技术

本发明专利技术为一种基于MEMS技术的心音心电检测仪，属于生物医疗技术领域。该检测仪包括心音传感器、心音测量电路、心电测量电路、模拟信号采集器和信号显示上位机；心音传感器与心音测量电路电连接，心音传感器、心音测量电路和心电测量电路封装在心音心电一体化探头中，心电测量电路通过心电导联线连接有心电电极片，心音心电一体化探头与模拟信号采集器电连接，模拟信号采集器与信号显示上位机电连接。该检测仪相比于传统听诊器具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点，同时可以让医生听诊患者心音的同时观察到患者的心音波形，同时兼具测量人体心电的功能，通过心电信号对心音信号的第一心音和第二心音进行标记，实现了心音信号的可视化和量化。和量化。和量化。

【技术实现步骤摘要】
基于MEMS技术的心音心电检测仪及其检测方法


[0001]本专利技术属于生物医疗
，特别涉及一种生物医疗器件，具体是一种基于MEMS技术的心音心电检测仪及其检测方法。

技术介绍

[0002]在心脏器质类疾病中，冠心病是我们非常熟悉的一类典型心血管疾病。从医学上分析，心音心电等信号出现变化是冠心病早期的生理反应，所以分析心音心电信号的特征为早期筛查和诊疗先心病提供了重要基础。听诊一直都是解决心血管疾病早期检测的有效手段。但是心音听诊是一种主观的方法，传统的听诊器要求丰富临床经验和良好的听力技巧。对于年轻的医生由于他们缺少一定的听诊临床经验，无法准确地分辨第一心音(S1)和第二心音(S2)，容易造成误诊。
[0003]目前在数字心音听诊器的代表性产品主要包括瑞士生产的EMT
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26型、日本生产的MST
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1T型以及美国生产的3M电子听诊器。但是上述产品都缺乏对心电图的测量。仅通过显示心音信号并不能保证S1和S2的准确性。当S1和S2的位置无法识别时，就无法定义心音的模式。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种基于MEMS技术的心音心电检测仪。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种基于MEMS技术的心音心电检测仪，包括心音传感器、心音测量电路、心电测量电路、心音心电一体化探头、模拟信号采集器和信号显示上位机；其中，心音传感器采用基于MEMS技术的心音传感器，心音传感器与心音测量电路电连接；心音传感器、心音测量电路和心电测量电路封装在心音心电一体化探头中，心电测量电路通过心电导联线连接有置于心音心电一体化探头外部的心电电极片；心音心电一体化探头与模拟信号采集器电连接，模拟信号采集器与信号显示上位机电连接。
[0006]本专利技术基于MEMS技术的心音心电检测仪能够实现对人体心音心电信号的采集、记录和储存。在心电信号R峰附近的声波峰值标记为第一心音（S1），心电信号T波附近的声波峰值标记为第二心音（S2），从而实现心音信号的可视化和量化，可以在医生进行心音听诊时提供具体的诊断参考，使听诊更加容易同时提高心音听诊的准确率。
[0007]优选的，心音传感器采用压阻式敏感单元。
[0008]优选的，压阻式敏感单元包括支撑框体，支撑框体上设置有悬空的十字微梁结构，十字微梁结构的中心处垂直固定有仿生纤毛，十字微梁结构的悬臂梁上设置有压敏电阻，压敏电阻之间连接组成惠斯通电桥。
[0009]优选的，心音测量电路包括第一电源稳压模块、第一信号放大模块和第一带通滤波模块；其中，第一信号放大模块与第一带通滤波模块电连接，第一电源稳压模块分别与第
一信号放大模块和第一带通滤波模块电连接。
[0010]优选的，心电测量电路包括第二电源稳压模块、第二信号放大模块、第二带通滤波模块和50Hz带阻滤波模块；其中，第二信号放大模块与第二带通滤波模块电连接，第二带通滤波模块与50Hz带阻滤波模块电连接，第二电源稳压模块分别与第二信号放大模块、第二带通滤波模块和50Hz带阻滤波模块电连接。
[0011]优选的，模拟信号采集器包括第三电源稳压模块、模数转换模块、主控单元模块和信号传输USB模块；其中，模数转换模块与主控单元模块电连接，主控单元模块与信号传输USB模块电连接，第三电源稳压模块分别与模数转换模块、主控单元模块和信号传输USB模块电连接。
[0012]优选的，信号显示上位机包括收发处理单元、实时数据处理单元、实时波形显示单元、实时心音播放单元和数据存储单元；其中，收发处理单元与实时数据处理单元连接，实时数据处理单元分别与实时波形显示单元和实时心音播放单元连接，实时波形显示单元和实时心音播放单元均与数据存储单元连接。
[0013]优选的，心音心电一体化探头包括壳体，壳体内设置有隔板，隔板将壳体分割成上部壳腔和下部壳腔；心音传感器和心音测量电路键合在一起并安装于下部壳腔中，下部壳腔内填充有耦合剂，下部壳腔的腔口封装有透声帽；心电测量电路安装于上部壳腔中，上部壳腔的腔口安装有顶盖。
[0014]优选的，心电测量电路连接有三组心电导联线及心电电极片设，分别为：心电导联线RA及第一心电电极片、心电导联线LA及第二心电电极片、心电导联线LL及第三心电电极片。
[0015]进一步的，本专利技术还提供了上述基于MEMS技术的心音心电检测仪的检测方法，包括如下步骤：1）将心音心电一体化探头的透声帽面放置在人体心音听诊区的任意位置；2）将心电导联线RA上的第一电极片贴于人体右侧锁骨中线第一肋间位置，将心电导联线LA上的第二电极片贴于人体左侧锁骨中线位置，将心电导联线LL上的第三电极片贴于人体腹部；3）人体的心音信号透过透声帽和耦合剂传输到心音传感器上，心音传感器上的惠斯通电桥将感知到的声信号转换为心音的电信号，惠斯通电桥得到的电信号传输到心音测量电路的第一信号放大模块，第一信号放大模块将心音传感器的信号放大至495倍，第一信号放大模块放大后的信号进入第一带通滤波模块，第一带通滤波器对放大后的心音信号进行20
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600Hz滤波；滤波后的心音信号进入模拟信号采集器，模拟信号采集器的主控单元模块根据采样率控制模数转换模块对心音信号进行模数转换并通过信号传输USB模块将数据传输到计算机中的信号显示上位机的收发处理单元；收发处理单元控制接收下位机传输过来的数据并对接受到的数据进行校验，经过校验后的心音数据传输到实时数据处理单元，实时数据处理单元对数据进行解析并对心音信号进行滤波范围为20
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600Hz的数字滤波，同时采用小波去噪进而去除部分环境噪声以提高信号的信噪比，经过实时数据处理单元处理后的心音数据传输到实时波形显示单元、实时心音播放单元和数据存储单元，实时波形显示单元将处理后的数据绘制为心音图，实时心音播放单元通过计算机的扬声器或者耳机接口把心音播放出来便于医生进行听诊，数据存储单元对心音数据进行存储；
4）三组心电电极片检测到的心电信号传输到心电测量电路的第二信号放大模块，第二信号放大模块将心电信号放大至1100倍，放大后的心电信号传输到第二带通滤波模块，第二带通滤波模块对放大后的心电信号进行滤波，第二带通滤波模块处理后的心电信号传输到50Hz带阻滤波模块，50Hz带阻滤波模块对心电信号进行再次滤波，滤波后的心电信号进入模拟信号采集器；模拟信号采集器的主控单元模块根据采样率控制模数转换模块对心电信号进行模数转换并通过信号传输USB模块将数据传输到计算机中的信号显示上位机的收发处理单元；收发处理单元控制接收下位机传输过来的数据并对接受到的数据进行校验，经过校验后的心电数据传输到实时数据处理单元，实时数据处理单元对数据解析并对心电信号进行滤波范围为0.5
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40Hz的数字滤波，经过实时数据处理单元处理后的心电数据传输到实时波形显示单元和数据存储单元，实时波形显示单元将处理后的心电数据绘制为心电图，数据存储单元对心电数据进行存储。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：包括心音传感器、心音测量电路、心电测量电路、心音心电一体化探头、模拟信号采集器和信号显示上位机；其中，心音传感器采用基于MEMS技术的心音传感器，心音传感器与心音测量电路电连接；心音传感器、心音测量电路和心电测量电路封装在心音心电一体化探头中，心电测量电路通过心电导联线连接有置于心音心电一体化探头外部的心电电极片；心音心电一体化探头与模拟信号采集器电连接，模拟信号采集器与信号显示上位机电连接。2.根据权利要求1所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：心音传感器采用压阻式敏感单元，压阻式敏感单元包括支撑框体，支撑框体上设置有悬空的十字微梁结构，十字微梁结构的中心处垂直固定有仿生纤毛，十字微梁结构的悬臂梁上设置有压敏电阻，压敏电阻之间连接组成惠斯通电桥。3.根据权利要求2所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：心音测量电路包括第一电源稳压模块、第一信号放大模块和第一带通滤波模块；其中，第一信号放大模块与第一带通滤波模块电连接，第一电源稳压模块分别与第一信号放大模块和第一带通滤波模块电连接。4.根据权利要求3所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：心电测量电路包括第二电源稳压模块、第二信号放大模块、第二带通滤波模块和50Hz带阻滤波模块；其中，第二信号放大模块与第二带通滤波模块电连接，第二带通滤波模块与50Hz带阻滤波模块电连接，第二电源稳压模块分别与第二信号放大模块、第二带通滤波模块和50Hz带阻滤波模块电连接。5.根据权利要求4所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：模拟信号采集器包括第三电源稳压模块、模数转换模块、主控单元模块和信号传输USB模块；其中，模数转换模块与主控单元模块电连接，主控单元模块与信号传输USB模块电连接，第三电源稳压模块分别与模数转换模块、主控单元模块和信号传输USB模块电连接。6.根据权利要求7所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：信号显示上位机包括收发处理单元、实时数据处理单元、实时波形显示单元、实时心音播放单元和数据存储单元；其中，收发处理单元与实时数据处理单元连接，实时数据处理单元分别与实时波形显示单元和实时心音播放单元连接，实时波形显示单元和实时心音播放单元均与数据存储单元连接。7.根据权利要求8所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：心音心电一体化探头包括壳体，壳体内设置有隔板，隔板将壳体分割成上部壳腔和下部壳腔；心音传感器和心音测量电路键合在一起并安装于下部壳腔中，下部壳腔内填充有耦合剂，下部壳腔的腔口封装有透声帽；心电测量电路安装于上部壳腔中，上部壳腔的腔口安装有顶盖。8.根据权利要求7所述的基于MEMS技术的心音心电检测仪，其特征在于：心电测量电路连接有三组心电导联线及心电电极片设，分别为：心电导联线RA及第一心电电极片、心电导联线LA及第二心电电极片、心电导联线LL及第三心...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉华，史鹏程，崔建功，张国军，王朔彤，王博，王任鑫，何常德，张文栋，汪涛，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：