心音信號自動(dòng)識別算法的研究.pdf

1、心音是包含有重要生理、病理信息的醫(yī)學(xué)信號之一，對心音信號進(jìn)行分析是基于心力-心音關(guān)系的心臟儲(chǔ)備無創(chuàng)監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一個(gè)完整的心動(dòng)周期按時(shí)間順序主要分為4個(gè)部分：第一心音(S1)、收縮期(S)、第二心音(S2)、舒張期(D)。第三心音與第四心音一般很微弱，相關(guān)的研究比較少。雖然心電分析是心臟變時(shí)性和變傳導(dǎo)性的最佳監(jiān)測方法，但不能用來檢測心臟的變力性。第一心音的幅值是心肌收縮能力的標(biāo)準(zhǔn)量度，因此可以用心音圖來對心肌收縮能力進(jìn)行評估。如果

2、心臟器官某一部位發(fā)生病變，則在心音相應(yīng)組成成分上會(huì)有所反映，如冠狀動(dòng)脈狹窄會(huì)在心音的舒張期產(chǎn)生雜音。在對心音信號做進(jìn)一步分析處理之前，對心音進(jìn)行分段是必需的。心音信號雖然有一定的特征以及規(guī)律，但由于受各種因素的影響，在臨床上表現(xiàn)出的形態(tài)極為復(fù)雜，給心音的準(zhǔn)確定位帶來相當(dāng)大的難度。
　　 在心音的采集過程中，噪聲的引入是不可避免的，因此，要準(zhǔn)確的對心音成分進(jìn)行識別，首先需要對采集到的心音樣本信號進(jìn)行去噪處理。針對心音的非平穩(wěn)性，本

3、文分析了各種時(shí)頻方法、小波分析以及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法在心音信號處理中的應(yīng)用，引入了自適應(yīng)提升小波方法進(jìn)行去噪，取得了良好的效果。對去噪后的心音提取信號包絡(luò)，結(jié)合心音相關(guān)的生理學(xué)知識以及大量臨床心音數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，對心音信號進(jìn)行識別，自動(dòng)將S1，S2，收縮期和舒張期進(jìn)行區(qū)分，以便于心音相關(guān)特征參數(shù)的提取和進(jìn)一步的處理。
　　 針對不同類型的心音信號進(jìn)行了專門的分析和處理，利用S1、S2的幅值特征和收縮期、舒張期特征，分析了心律不齊

4、和二聯(lián)律兩類異常心音信號的特點(diǎn)，并專門針對這兩類心音信號設(shè)計(jì)了識別方法，用大量實(shí)際心音數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，并用MATLAB-GUIDE工具箱編制用戶交互式界面程序，對所設(shè)計(jì)的算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。
　　 利用本文提出的算法對212例心音信號進(jìn)行了分析測試，心音的來源為實(shí)際采集的心音數(shù)據(jù)。本算法對S1與S2識別的準(zhǔn)確率達(dá)到了98％，特別對心律不齊和早搏二聯(lián)律心音的識別正確率都達(dá)到了95％以上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文提出的算法對S1與S2的