心音信號(hào)的合成模型及特征分析.pdf

1、心音信號(hào)是構(gòu)成人體最重要的生理信號(hào)之一，它的產(chǎn)生過程和組成成分都非常復(fù)雜，通常情況下，心臟聽診中只能聽到第一心音和第二心音這兩種成分，它們的改變往往與器質(zhì)性心臟疾病有一定的聯(lián)系，能夠反映出心臟瓣膜或者某些心肌發(fā)生了病變。之前，有不少學(xué)者認(rèn)為第一心音和第二心音是由于心臟瓣膜在開合過程中碰撞所引起的一系列振動(dòng)，這些振動(dòng)源都是時(shí)變的非平穩(wěn)信號(hào)。因此，建立心音信號(hào)的產(chǎn)生模型是研究心臟學(xué)和心音聽診的有效工具之一。
　　論文從心音信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)

2、理出發(fā)，首先采用一種心血管系統(tǒng)的計(jì)算模型對(duì)第一心音S1進(jìn)行建模，該模型根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)中的一些變量來模擬第一心音的產(chǎn)生過程，通過設(shè)置心血管模型中的參數(shù)值，可以得到一種心音信號(hào)。這種集總參數(shù)心血管系統(tǒng)模型為心音的產(chǎn)生模型提供了一種可行方案。然后，再利用一種非線性調(diào)頻信號(hào)的方法來分解、合成第二心音S2中的主動(dòng)脈瓣(A2)和肺動(dòng)脈瓣(P2)的物理功能。這種方法是基于時(shí)頻分析方法，能夠用來估計(jì)和重構(gòu)多種成分信號(hào)的瞬時(shí)相位和瞬時(shí)幅度函數(shù)。為了驗(yàn)證該

3、方法的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)中模擬的S2信號(hào)所包含的A2、P2成分之間取不同的時(shí)間間隔，范圍為10ms~60ms。仿真結(jié)果顯示使用這種方法提取A2和P2成分是非常有效的。最后，將模擬出來的S1、S2信號(hào)進(jìn)行合成，便得到了內(nèi)心音信號(hào)。
　　為了驗(yàn)證建立的心音信號(hào)模型是可行的，論文中還使用了小波分解和包絡(luò)提取方法將模擬出來的第一心音S1、第二心音S2與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)心音中分割出來的S1、S2信號(hào)進(jìn)行特征分析和對(duì)比。仿真結(jié)果顯示模擬出來的心音成分與實(shí)際