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研究生:劉俊緯
研究生(外文):Chun-Wei Liu
論文名稱:具藍芽傳輸之行動式電子心肺音聽診器
論文名稱(外文):Mobile Buletooth based Electronic Stethoscope for Heart and Lung Sounds
指導教授:吳有基吳有基引用關係
指導教授(外文):Yu-Chi Wu
口試委員:林錦垣辜志承洪穎怡
口試委員(外文):Jin-Yuan LinJyh-Cherng GuYing-Yi Hung
口試日期:2014-07-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立聯合大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:114
中文關鍵詞:藍芽電子聽診器心音肺音經驗模態分析快速傅立葉轉換
外文關鍵詞:BluetoothElectronic Stethoscope,Heart SoundLung SoundEmpirical Mode Decomposition,FFT
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心臟及肺臟是維持人體運作極為重要的器官,在心臟及肺臟的運
作過程中,有其各自特有的生理訊號心音及肺音,在臨床上採集此兩
種生理訊號是作為醫生判斷是否患有相關疾病的重要工作。
本研究製作了具藍芽傳輸功能之電子式聽診器,利用電容式麥克
風將聲音轉換成電能,經過放大電路及濾波電路,除了能夠採集心音
和肺音外,更可利用音源線與電腦連接方式將聲音檔錄製下來,也可
利用藍芽傳輸將聲音訊號傳送至電腦或儲存於SD 記憶卡,聲音資料
可於電腦人機介面中可進行病症的分析。其中濾波電路可依據欲聆聽
之音訊,選擇使用心音濾波器或肺音濾波器,而當使用音源線與電腦
連接時,可進行錄音及即時聽到所記錄之音訊,使醫生免於傳統聽診
器在長久使用時造成的耳朵疼痛,並改善以往無法紀錄病患之心音或
肺音的缺點。當利用藍芽進行訊號的傳輸時,可讓使用者以無線傳輸
的方式進行資料儲存,此外在於電腦端,開發了Labview 人機介面進
行錄音、訊號分析以及提出結合經驗模態分解與傅立葉轉換演算法來
判別病症,使醫生可以避免因主觀因素而作出誤判的可能性。
During the process of heart and lungs, there are unique physiological
heart and lung sounds which are collected clinically for doctors to judge
if related diseases are affiliated.
Electronic stethoscope with Bluetooth transmission function was
built in this study. The device allows the the heart and lung sounds to be
converted to electric signals by condenser microphone. The sounds not
only can be collected through the amplification and filter circuits but also
recorded when connecting the audio cables to computers. Furthermore,
the sound data can be submitted to computers with bluetooth transmission
or saved in SD card, and can be applied for disease analysis within the
man-machine interface.
In addition, the filter circuits allows users to alter from heart to lung
sound based on their needs. When connecting the audio cables to the
computer, the sounds can be recorded and the recorded sounds can also
be heard promptly. This function remits greatly the pain of the doctors'
from long time use of the traditional stethoscope and improves the
disadvantage of not being able to record the heart and lung sounds from
the patients.
Bluetooth transmission allows users to save data wirelessly. Labview
man-machine interface was developed for sound recording and data
analysis that is based on empirical mode decomposition and FFT to
identify the diseases, avoiding the possibility of the doctor’s misjudge
from subjective factors.
致謝 I
中文摘要 II
英文摘要 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XIII
第一章. 緒論 1
1.1. 前言 1
1.2. 研究動機及目的 3
1.3. 文獻回顧 4
1.4. 論文架構 8
第二章. 心音介紹 9
2.1. 心音的來源 10
2.2. 各種心音的原理及變化 11
第三章. 肺音介紹 16
3.1. 肺音的分類 16
3.2. 正常的呼吸音 17
3.3. 異常呼吸音 18
第四章. 心肺音量測系統設計 19
4.1. 量測位置及方式 20
4.1.1. 心音量測位置及方式 20
4.1.2. 肺音量測位置及方式 20
4.2. 感測器 22
4.3. 3.3伏特穩壓電路 23
4.4. 放大電路 24
4.5. 濾波電路 26
4.5.1. 心音濾波器 27
4.5.2. 肺音濾波器 28
4.6. 微控制器 31
4.6.1. SD16_A 33
4.6.2. TIMER_A 34
4.6.3. SPI通訊協定 35
4.6.4. UART通訊協定 37
4.7. 微控制器程序 38
第五章. 人機介面 40
5.1. 錄音介面 40
5.2. 音檔分析程式 43
5.3. 藍芽接收人機介面 47
5.3.1. 藍芽接收程式 47
5.3.2. 資料讀取程式 49
5.3.3. SD卡資料轉換程式 51
5.3.4. 音訊轉檔 53
第六章. 病症分析演算法 55
6.1. 原理 55
6.1.1. 快速傅立葉轉換 55
6.1.2. 希爾伯特-黃轉換 56
6.1.3. 本質模態函數 58
6.1.4. 經驗模態分解 59
6.1.5. 停止準則 62
6.2. 病症演算法 63
6.3. 閥值 65
第七章. 實驗結果與討論 67
7.1. 類比電路實驗結果 67
7.1.1. 心音濾波器實驗結果 67
7.1.2. 肺音濾波器實驗結果 69
7.2. 人機結果 71
第八章. 結論與展望 107
8.1. 結論 107
8.2. 與市售產品比較 108
8.3. 未來展望 109
參考文獻 110
附錄A 115

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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