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心音心电采集系统设计与信号处理研究的开题报告
一、研究背景及意义
心脏是人体重要的生命支撑器官之一，心脏功能的良好与否直接影响到人体的生命品质。因此，对心脏的研究及其相关技术的开发一直是医学领域中的重要研究方向。在临床应用中，心音和心电信号的监测和分析是诊断心脏疾病和研究心脏功能的重要手段。
目前市场上已存在多种心电采集系统，但多数只能采集和展示心电图形式的信号数据，并不能自动分析和诊断心脏病理状态，甚至需要专业技术人员进行解读。而在心音方面，虽然也有心音分析技术的研究，但由于心音信号比较小且易受外界干扰，致使心音信号采集、预处理和分析具有一定的难度。
因此，本课题旨在设计开发一种新型的心音心电采集系统，通过对心音和心电信号进行多通道采集，结合先进的信号处理和分析技术，实现对心脏功能和病理状态的自动诊断和分析，从而为心脏疾病的科学研究和临床治疗提供更为精确和有效的技术支撑。
二、研究内容及技术路线
（一）系统设计方案
本系统的主要设计方案包括硬件部分和软件部分，硬件部分的主要组成包括多通道心音心电信号采集电路、滤波电路、放大电路、模数转换电路和数据传输接口，软件部分包括信号处理算法和数据可视化展示界面。
具体来说，系统的硬件部分采用嵌入式技术进行设计，主要包括单片机、ADC转换芯片、运放等电路元器件，用于采集多通道心音心电信号并进行滤波和放大处理。数据传输接口可以选择串口、蓝牙等传输方式，方便数据的存储和传输。
在软件部分，系统主要采用MATLAB软件进行信号处理和分析，主要进行的工作包括数据预处理、特征提取和模式识别等方面，以实现心脏病理状态的自动诊断和分析。同时，系统还将提供易于使用的数据可视化展示界面，支持多种图形展示和分析方式，方便医生和研究人员进行数据的快速分析和判断。
（二）技术路线
1.硬件部分
（1）电路原理设计，包括心音和心电信号采集电路、滤波电路、放大电路、ADC转换电路、数据传输接口等电路设计。
（2）PCB设计，将电路原理图转化为PCB图纸，并进行布线和布局设计，最终完成PCB板的制作和焊接。
2.软件部分
（1）数据预处理，包括去噪、滤波和去基线等预处理方法，以提高信号质量和准确性。
（2）特征提取，通过对心音和心电信号进行时域分析、频域分析、小波分析等方法，提取出有用的心脏信号特征，从而实现自动诊断和分析。
（3）模式识别，采用机器学习算法，如支持向量机（SVM）、神经网络等方法，对特征数据进行分析并判别出心脏病理状态。
（4）数据可视化-界面设计，设计易于使用的界面，并实现多种图形展示和分析方式，方便医生和研究人员进行数据的快速分析和判断。
三、预期结果和应用前景
本研究的预期结果是成功设计、开发出一种新型的心音心电采集系统，实现了对心脏功能和病理状态的自动诊断和分析，具有以下特点：多通道采集心音心电信号、自动分析和诊断心脏病理状态、易于操作和数据可视化。
本系统的应用前景广阔，一方面可以为心脏病的临床治疗和诊断提供先进的技术支持，另一方面，也可以为心脏病的相关研究提供一种可靠的工具和方法，对促进心脏疾病的预防和治疗具有积极的推动作用。