心臟儲備指標(biāo)自動(dòng)提取算法研究.pdf

1、心血管疾病嚴(yán)重威脅人類生命健康，已成為重大的公共衛(wèi)生問題。心音是重要的生理信號，包含著與心臟疾病相關(guān)的血管、瓣膜等組織器官的各種生理和病理信息，因此心音信號分析成為臨床上心臟疾病輔助診斷的重要途徑。心臟儲備（Cardiac Reserve，CR）可用于心功能狀態(tài)評估，表示心臟的上調(diào)能力。評價(jià)心臟儲備功能的指標(biāo)主要有第一心音與第二心音的幅值比（S1/S2），舒張期（Diastole，D）與收縮期（Systole，S）的時(shí)限比。心臟儲備指標(biāo)

2、自動(dòng)提取的傳統(tǒng)方法是參考心電信號，隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的不斷發(fā)展，基于心音信號特征包絡(luò)的方法成為現(xiàn)代心臟儲備指標(biāo)自動(dòng)提取的主要方式。研究一種快速、有效，并且能充分體現(xiàn)心音信號時(shí)域特征的包絡(luò)提取算法，對實(shí)現(xiàn)人類心血管疾病的早期診斷具有重大意義。
　　本論文首先詳細(xì)介紹了心音信號的產(chǎn)生機(jī)制以及心臟儲備相關(guān)的基礎(chǔ)知識，對心音與心臟儲備之間的關(guān)系有了一定的了解。其次，分析了心音信號采集過程中可能帶入的噪聲成分以及相關(guān)的處理方法，同時(shí)設(shè)計(jì)三

3、組對比實(shí)驗(yàn)確定小波去噪方法的相關(guān)參數(shù)，采用小波變換實(shí)現(xiàn)心音信號的去噪預(yù)處理。傳統(tǒng)基于參考信號實(shí)現(xiàn)心音信號分段的方法準(zhǔn)確率極高，但引進(jìn)參考信號使得過程更加復(fù)雜，而采用心音信號的特征包絡(luò)能更簡單、快速的實(shí)現(xiàn)心音信號分段。因此，本論文重點(diǎn)研究了常用于提取心音信號特征包絡(luò)的算法，如歸一化香農(nóng)能量、希爾伯特黃變換以及維奧拉積分波形方法。對比分析了各種算法的特點(diǎn)以及各自在心音信號特征包絡(luò)提取方面的應(yīng)用效果，結(jié)合香農(nóng)能量算法的優(yōu)勢，提出了一種改進(jìn)的維

4、奧拉積分波形方法用于提取心音信號特征包絡(luò)。該方法能有效的提取心音信號特征成分，運(yùn)算速度快、抗干擾性強(qiáng)。然后本論文分析了單閾值法實(shí)現(xiàn)心音信號分段的效果，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合短時(shí)過零率，提出了一種改進(jìn)的閾值分段算法，實(shí)現(xiàn)了心音信號的精確分段，另外結(jié)合心音信號的時(shí)域特征，自動(dòng)提取了心音信號的心臟儲備指標(biāo)。最后為了便于分析人體心臟功能狀態(tài)，設(shè)計(jì)了心臟儲備指標(biāo)提取的圖形界面，該界面功能齊全，操作簡單，處理速度快，滿足預(yù)期要求。
　　本論文利用改