韦 哲 徐越斌 陈若珠 李军红 郭 峰 薛志强

1 引 言

心脏听诊是诊断心血管疾病的一种简单、重要的方法，但是传统的听诊由于听诊器低频分辨力差，使得听诊效果不是很好，容易受到听诊医生的主观影响，听诊的准确度很大程度上取决于医生的经验丰富与否，往往只有那些有经验的心脏病专家方能通过听诊，对心脏的功能状态作出较为正确的评价和诊断。因此，如何提高心脏听诊的准确率已成为一个亟待解决的重要问题。

在人体众多的生理信号中，心音信号是最重要的生理信号之一，心音是心脏及大血管机械运动状况的反映，心音信号中含有关于心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量生理病理信息，是临床评估心脏功能状态的最基本参数。在心血管疾病尚未发展到足以产生临床及病理改变以前，心音中出现的杂音和一些畸变就成为心脏疾病诊断的重要信息。正常的一个心动周期包括舒张期和收缩期，心音就产生于心动周期的特定时期。一般情况下，一个正常的心动周期包含四个心音:即第一心音、第二心音、第三心音和第四心音。随着科技的发展，心音信号的采集手段也有了很大的进步，人们开始采取各种方法对心音信号进行采集，并作更进一步的记录、存储。而当前心音信号的采集最流行的方法就是通过心音传感器进行采集，同时也外加各种放大和滤波电路，隔离电路等组成心音信号采集系统，而采集到的心音信号主要以wav的格式保存。鉴于大量采集到的心音信号都以wav的文件格式存储，本文借助于LabVIEW8.6开发平台，特别构建了心音信号的采集与回放系统[1-3]。系统通过电脑声卡播放心音信号的形式真实有效的再现了心脏音，并带有心音图的显示，帮助医生在听觉上清晰的以及从视觉上清楚地对心脏疾病进行诊断，解决了传统听诊诊断率低的缺点，对提高心脏疾病的诊断具有重要的实际意义[4]。

2 LabVIEW简介

LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench实验室虚拟仪器工作平台)是美国NI公司(Nation Instrument Company，简称NI公司)推出的一种基于G语言(Graphics Language，图形化编程语言)的虚拟仪器软件开发工具，LabVIEW设计的虚拟仪器脱离了LabVIEW开发环境，用户最终看到的是和实际硬件仪器相似的操作面板，同时LabVIEW还为虚拟仪器设计者提供了一个轻松、便捷的开发环境，设计者无需进行任何烦琐的程序代码的编写，就可以像搭积木一样，轻松组建一个测量系统以及构造属于自己的仪器面板。

LabVIEW最大的特点就是图形化的编程界面，编程效率极高。用户不需要编写众多纷繁复杂的程序代码，这样大大减少了编程时间、缩短了开发周期，从而也降低了开发成本。目前，LabVIEW已成为数据采集、监测、分析等方面的领先开发平台，在世界范围内拥有众多的用户。

3 系统设计

本文设计的心音信号采集与回放系统主要包括三部分：（1）心音信号的采集；（2）获取心音信号采集的相关参数；（3）心音波形图的显示；（4）心脏跳动音的播放。心音回放流程图如图1所示[5]。

从流程图中我们可以看到，波形的显示和心脏音的播放是整个系统设计的关键。LabVIEW设计的最大优势就在于它内含诸多用于实现特定功能的子VI和控件，在设计中，波形的显示用Waveform Graph控件来实现；心脏音的播放用声音输出子VI来实现。系统的主程序如图2所示[6]。

4 实验结果

为了验证系统设计的可靠性和可行性，本文对具体的心音信号进行了实验验证。实验分别对系统所采集到的正常心音和二尖瓣狭窄心音进行了回放。图2、图3所示为采集到的原始心音信号，图4、图5为原始心音信号的回放图。对比图2、图3，我们可以清楚的从系统回放图中看到，该回放系统完整的还原了系统所采集到的原始心音信号，同时我们也能够很清晰的听到传统心脏听诊所听不到的响亮的心脏音。除此之外，回放系统也获得了一些和心音信号采集相关的信息，包括采集通道、采样率以及采样比特数等。

另外，从采集到的原始信号图和回放信号图中，我们看到正常心音和二尖瓣狭窄心音信号存在明显的差别；同时也能够清楚的听到两种不同类型的心音信号带有不同的心脏音。

5 结束语

本文基于LabVIEW8.6开发平台设计了wav文件格式的心音信号回放系统，本系统用户界面简洁大方、操作方便，能够很好的从视觉和听觉两方面对不同心音加以区分，对照效果明显，解决了传统听诊器听诊无法很清楚的听到心脏音的缺点。实验结果表明，该系统的设计合理，具有很强的可操作性，对与心脏相关疾病的诊断能够起到很好的辅助作用。

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