[发明专利]智能电子听诊控制系统、方法、存储介质、电子听诊器

权利要求书

1.一种智能电子听诊控制方法，其特征在于，所述智能电子听诊控制方法包括：

启动硬件电路，待运行稳定后选择对应的串口并打开，同时开启心音波形的实时显示功能；人机界面上端的图形框中将会实时显示接收到的心音数据；

采集结束后，停止数据采集，同时将调用心动周期分割算法，对采集到的数据进行单心动周期分割处理，分割完成后将提取该心动周期的梅尔频率倒谱系数MFCC特征参数；

提取完成后，将把MFCC特征送入深度信任网络DBN中进行识别，识别完成后单心动周期分割结果、MFCC特征参数提取结果以及心音识别分类结果将分别显示于人机界面中，并将数据以TXT及WAV格式进行保存。

2.如权利要求1所述的智能电子听诊控制方法，其特征在于，所述智能电子听诊控制方法采用压电传感器与高精度ADC构成心音数据采集模块，以保证硬件电路的高效控制及心音高精度采集；数据采集完成后，通过串口发送至上位机，在上位机中进行处理；数据处理部分采用MATLAB进行编程，并使用MATLAB GUI编写测试界面；在测试界面中显示实时心音波形、单心动周期分割结果、MFCC特征提取结果以及心音识别结果。

3.如权利要求1所述的智能电子听诊控制方法，其特征在于，所述智能电子听诊控制方法使用高精度压电传感器采集原始心音信号，由于压电传感器输出的原始信号幅值较小，为微弱电信号，故通过放大电路对原始信号进行放大；采用以电压跟随器、抗混叠滤波器、正向放大电路组成信号调理电路，对原始信号进行处理，使用电压跟随器增大输入电阻、减小输出电阻，然后将信号送入抗混叠滤波器；最后将信号接入正向放大电路，调整放大倍数与直流偏置，使其幅值满足模数转换芯片要求；信号调理完成后，使用模数转换芯片进行离散采集，使模拟信号转化为MCU能够识别的数字信号，最后将数据打包并通过MCU的串口发送至上位机。

4.如权利要求1所述的智能电子听诊控制方法，其特征在于，所述智能电子听诊控制方法上位机接收到数据后，首先需要将有效数据从数据包中提取出来，检测接收到的数据是否为2个字节的帧头，若是，则将后续接收到的数据存入对应的数据缓冲区，直到检测到帧尾；若接收到的数据不为帧头，则继续检测，等待帧头数据；一个数据包接收完成后，将数据缓冲区中的数据依次整合成18位的原始数据；截取原始信号的中间稳定部分作为单心动周期分割算法的数据，选取原始信号的中点，由中点往两侧各选取35000个采样点作为样本数据；选择使用sym5小波基进行5层分解滤波，滤除信号中的高频噪声。

5.如权利要求4所述的智能电子听诊控制方法，其特征在于，所述智能电子听诊控制方法信号预处理完成后调用算法对该数据进行处理，首先需计算出样本信号中的频率信息，再根据采样率与信号频率计算出单个心动周期中所包含的采样点数，最后选定样本中的最大值即某个心动周期的峰值点，取单周期样本点数，提取出样本信号的单心动周期，心音函数模型H(t)：

模型中H(t)为心音产生系统的响应函数，h₁为S1，由心室收缩、血液冲击房室瓣而折返产生的心室壁振动以及房室瓣膜关闭引起的振动产生，h₂(x-n₁)为S2，为心室舒张开始时，主动脉瓣和肺动脉瓣突然关闭所引起的振动信号，h₃(x-n₂)为S3，是由于血流冲击心室产生，h₄(x-n₃)为S4，S4的产生与心房收缩有关，频率较低，其中n_i(i＝1、2、3)代表其对应的心音在单心动周期中出现的延时时间，ω(t)为肌肉、骨骼、脂肪产生的回音以及其他噪声；A(x+T)为心音产生系统的激励信号，即当A(x)有效时，心脏搏动产生一次心音H(t)，T为周期，计算出A(x)的周期T或者频率F即可根据采样频率Fs与周期T计算出单周期内的采样点数，完成单心动周期分割，完成后将对单心动周期心音信号进行MFCC特征提取并将所提取的特征值归一化后送入预先训练好的DBN神经网络中进行识别，最终完成心音的识别与分类功能。