心脏病是严重威胁人类健康和生命的主要疾病之一。心音听诊是心脏疾病无创性检测的重要方法,具有心电图、超声心电图不可取代的优势。但是,传统的心音听诊器有存在多方面的不足,从而阻碍了医学在心音诊断方面的发展。而在国内,到目前为止,心音信号采集和分析系统仍相当不成熟,基本上是停留在理论研究的水平,少有实用意义上的心音信号分析诊断方面的电子医疗产品。 本文首先系统研究了心音信号的产生机理和主要特性,分析了传统声学听诊上的不足,总结了目前国内外心音信号采集分析处理系统的研究现状和存在的问题,结合重庆市医院资深医生提出的具体要求,从理论上证明了心音信号采集和分析方法的可行性。接着,本论文综合应用模拟电子技术、数字电子技术、微控制器和Visual C++等多方面的知识,研制了以较低成本实现对患者心电信号的实时的监护、记录与分析的心音信号采集和分析系统。本论文主要作了以下几个方面的研究:主要研究了心音信号的基本知识,包括心音的产生机理和主要特性,第一心音、第二心音、第三心音和第四心音的频段范围等。做必要的实验,分析了心音信号存在的噪音以及分析心音传感器的特性。并根据实验提出了心音信号的采集和处理方案。制作了心音信号的模拟信号处理电路,包括滤波、陷波、放大和去扰电路等。设计了心音信号的采集电路,主要有信号的A/D转换、与上位机的通信、液晶的显示、人机接口、D/A转换等,另外还有心音信号的回放电路。编写了下位机程序,主要包括A/D转换、通信、显示和控制等内容。对采集进来的数据进行上位机处理,主要包括滤波和快速傅立叶变换等。用Visual C++编写基于上位机的应用程序,包含有串口通信、多线程处理、数据显示、数据记录等内容。以上各项研究工作进展顺利,最终完成了科研样机,指标达到了设计要求,为下一步的产品开发奠定了良好的基础。