一种基于柔性压电信号采集的心音监测系统

本发明涉及监测，尤其涉及一种基于柔性压电信号采集的心音监测系统。

背景技术：

1、心音信号是人体最重要的生理信号之一，它含有关于心脏心房、心室、心血管及各个瓣膜的状态的大量有用信息，对心血管疾病的预防与诊断具有十分重要的意义。大部分的心音听诊临床应用具有一定的局限性，很大程度决定于听诊人员的主观因素，如经验丰富程度、听力好坏、以及对于不同心脏疾病的了解程度。随着科技的发展，虽然现有可以通过电子听诊器在一定程度上提高心音信号的质量，但仍然无法对心音信号进行处理与储存。同时，由于不同心脏疾病所产生的心音信号不论是在幅值还是频率之间的差别并不明显，单纯靠人耳的听力来识别十分困难，存在很大的误诊概率，对病人的诊断与治疗而言十分不利。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种基于柔性压电信号采集的心音监测系统，用于解决现有对人心音监测方式采用人为监测或通过听诊器监测，此监测的心音辨别均通过人为判断，主观性强导致通过心音诊断结果准确性无法保证的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、一种基于柔性压电信号采集的心音监测系统，包括依次连接的信号采集模块、信号处理模块、数据传送模块和比较识别模块；

4、所述信号采集模块，用于通过柔性压电薄膜感应元件采集人的心音信号；

5、所述信号处理模块，用于对所述心音信号将发达、滤波处理，获得有效心音信号；

6、所述数据传送模块，用于将所述信号处理模块的有效心音信号传送至所述比较识别模块中；

7、所述比较识别模块，用于对所述有效心音信号与心音信号数据库对比，获得对比结果以及识别与该心音信号对应的心音类型。

8、优选地，所述比较识别模块还用于根据所述对比结果为异常心音信号，则发出警报。

9、优选地，所述柔性压电薄膜感应元件为心音传感器，所述心音传感器包括底座、设置在所述底座上的压电薄膜元件和封装包裹所述压电薄膜元件的壳体，所述压电薄膜元件通过导线与所述信号处理模块连接。

10、优选地，所述压电薄膜元件与所述壳体之间设置有缓冲元件。

11、优选地，所述压电薄膜元件包括柔性压电复合纤维薄膜、设置在所述柔性压电复合纤维薄膜两侧端面抵接的电极层以及与所述电极层端面抵接的绝缘层。

12、优选地，所述柔性压电复合纤维薄膜的制备方法包括：

13、将0.65g的聚偏氟乙烯粉末与3.5ml丙酮混合溶于1.5mldmf溶液中并在60℃下进行磁力搅拌、超声波处理，获得前驱体溶液；

14、将2g锆钛酸铅的陶瓷颗粒在60℃的3.8ml无水乙醇中超声处理3小时，烘干后按照1.5wt％添加到所述前驱体溶液中，再次超声20分钟后进行静电纺丝处理，得到后驱体溶液；

15、将所述后驱体溶液装入一个2ml的注射器，在注射器的前面配备喷丝仪器，喷丝仪器与水平面保持向下10°的锐角，且将喷丝仪器与接收屏之间的距离调整到15厘米；

16、将所述注射器的导电针与高直流电压源的正极连接，而接收屏与高直流电压源的负极连接，控制静电纺丝直流高压电源电压至25kv，得到压电复合纤维膜；

17、对所述压电复合纤维膜进行烘干、极化、脱膜、干燥、热处理，得到具有结晶结构和压电性能的柔性压电复合纤维薄膜。

18、优选地，该基于柔性压电信号采集的心音监测系统包括用于播放有效心音信号的心音播放模块，所述心音播放模块与所述信号处理模块的输出端连接。

19、优选地，所述信号处理模块包括放大子模块和与所述放大子模块连接的滤波子模块，所述放大子模块用于采用多级反馈对所述心音信号进行放大处理，得到放大信号；所述滤波子模块用于采用多阶滤波对所述放大信号滤除噪声信号，得到有效心音信号。

20、优选地，所述放大子模块包括第一放大器、第二放大器和第三放大器，所述信号采集模块的输出端分别与所述第一放大器的负输入端和所述第三放大器的输出端连接，所述第一放大器的正输入端、所述第二放大器的负输入端和所述第三放大器的负输入端均接地，所述第一放大器的输出端与所述第二放大器的正输入端连接，所述第二放大器的输出端通过第四电阻与所述第三放大器的正输入端连接；所述滤波子模块包括第四放大器、第五放大器和第六放大器，所述第一放大器的输出端与所述第四放大器的正输入端连接，所述第四放大器的负输入端与所述第六放大器的输出端连接，所述第四放大器的输出端通过第七滤波元件和第八滤波元件与所述第五放大器的正输入端连接，所述第五放大器的负输入端与所述第六放大器的负输入端连接后串联第十四电阻接地，所述第六放大器的正输入端与电源输入端连接，所述第五放大器的输出端与所述数据传送模块连接。

21、优选地，该基于柔性压电信号采集的心音监测系统包括用于给所述信号采集模块、所述信号处理模块、所述数据传送模块和所述比较识别模块供电的电源模块。

22、从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该基于柔性压电信号采集的心音监测系统，包括依次连接的信号采集模块、信号处理模块、数据传送模块和比较识别模块；信号采集模块用于通过柔性压电薄膜感应元件采集人的心音信号；信号处理模块用于对心音信号将发达、滤波处理，获得有效心音信号；数据传送模块用于将信号处理模块的有效心音信号传送至比较识别模块中；比较识别模块用于对有效心音信号与心音信号数据库对比，获得对比结果以及识别与该心音信号对应的心音类型。该基于柔性压电信号采集的心音监测系统通过信号采集模块采集人的心音信号并通过信号处理模块处理后传送至比较识别模块，比较识别模块自动与心音信号数据库对比，得到对比结果以及心音类型，使得该基于柔性压电信号采集的心音监测系统能够自动对采集的心音数据进行判别，避免了人为主观判断导致结果不准确，解决了现有对人心音监测方式采用人为监测或通过听诊器监测，此监测的心音辨别均通过人为判断，主观性强导致通过心音诊断结果准确性无法保证的技术问题。

技术特征：

1.一种基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，包括依次连接的信号采集模块、信号处理模块、数据传送模块和比较识别模块；

2.根据权利要求1所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述比较识别模块还用于根据所述对比结果为异常心音信号，则发出警报。

3.根据权利要求1所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述柔性压电薄膜感应元件为心音传感器，所述心音传感器包括底座、设置在所述底座上的压电薄膜元件和封装包裹所述压电薄膜元件的壳体，所述压电薄膜元件通过导线与所述信号处理模块连接。

4.根据权利要求3所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述压电薄膜元件与所述壳体之间设置有缓冲元件。

5.根据权利要求3所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述压电薄膜元件包括柔性压电复合纤维薄膜、设置在所述柔性压电复合纤维薄膜两侧端面抵接的电极层以及与所述电极层端面抵接的绝缘层。

6.根据权利要求5所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述柔性压电复合纤维薄膜的制备方法包括：

7.根据权利要求1所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，包括用于播放有效心音信号的心音播放模块，所述心音播放模块与所述信号处理模块的输出端连接。

8.根据权利要求1所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述信号处理模块包括放大子模块和与所述放大子模块连接的滤波子模块，所述放大子模块用于采用多级反馈对所述心音信号进行放大处理，得到放大信号；所述滤波子模块用于采用多阶滤波对所述放大信号滤除噪声信号，得到有效心音信号。

9.根据权利要求8所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，所述放大子模块包括第一放大器、第二放大器和第三放大器，所述信号采集模块的输出端分别与所述第一放大器的负输入端和所述第三放大器的输出端连接，所述第一放大器的正输入端、所述第二放大器的负输入端和所述第三放大器的负输入端均接地，所述第一放大器的输出端与所述第二放大器的正输入端连接，所述第二放大器的输出端通过第四电阻与所述第三放大器的正输入端连接；

10.根据权利要求1所述的基于柔性压电信号采集的心音监测系统，其特征在于，包括用于给所述信号采集模块、所述信号处理模块、所述数据传送模块和所述比较识别模块供电的电源模块。

技术总结
本发明涉及一种基于柔性压电信号采集的心音监测系统，包括依次连接的信号采集模块、信号处理模块、数据传送模块和比较识别模块；该基于柔性压电信号采集的心音监测系统通过信号采集模块采集人的心音信号并通过信号处理模块处理后传送至比较识别模块，比较识别模块自动与心音信号数据库对比，得到对比结果以及心音类型，使得该基于柔性压电信号采集的心音监测系统能够自动对采集的心音数据进行判别，避免了人为主观判断导致结果不准确，解决了现有对人心音监测方式采用人为监测或通过听诊器监测，此监测的心音辨别均通过人为判断，主观性强导致通过心音诊断结果准确性无法保证的技术问题。

技术研发人员：鲁圣国,林翊,杨东儒,招明睿,赵小波,姚英邦,陶涛,梁波
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12