心音信號的數(shù)字化處理系統(tǒng).pdf

1、心音信號中包含了心臟血管系統(tǒng)活動過程的重要信息，可以作為診斷心臟血管系統(tǒng)疾病的依據(jù)。特別是，動物實驗以及有創(chuàng)和無創(chuàng)臨床對照研究表明，第一心音幅值的大小與心肌收縮能力的強弱密切相關(guān), 故可以用第一心音幅值的變化趨勢來評估心力儲備、心臟耐力。 運動人體科學(xué)和醫(yī)學(xué)一樣也應(yīng)用了多種心功能測試手段和心功能評估方法。例如，目前, 心電圖檢查是心臟變時性和變傳導(dǎo)性的最佳監(jiān)測方法，但不能用來監(jiān)測心臟的變力性。心導(dǎo)管檢查測定心功能雖然客觀、量化

2、，但屬于有創(chuàng)傷檢查，需在導(dǎo)管室無菌操作下進行，且不宜重復(fù)使用；超聲心動圖能通過對心腔直徑從舒張期到收縮期的變化程度和速度以及射血分數(shù)等的測算來評估心肌的功能狀態(tài)，但不便于現(xiàn)場應(yīng)用，且某些指標(biāo)敏感性較差；放射性核素心血池顯影的敏感性、特異性都高，但價格昂貴，難以推廣；最大氧攝入量及無氧代謝閾測定雖屬客觀、實用、可靠，但又受呼吸功能的影響，且不適于在日常條件下應(yīng)用。 鑒于上述，作者提出了“心音信號的數(shù)字化處理系統(tǒng)”課題。本課題進行

3、并完成了以下研究工作。 從心音信號中由計算機自動提取心力信號的關(guān)鍵是識別第一心音。為快速準(zhǔn)確測出心力和心率的心音基本指標(biāo)的數(shù)值，我們研制了心音信號的數(shù)字化處理系統(tǒng)（包括硬件與軟件系統(tǒng)）。能實時顯示并錄制多種心音信號波形。利用鼠標(biāo)讀數(shù)，從心音圖可以準(zhǔn)確讀出心動周期，以及心音圖上的兩點間的時限。并能準(zhǔn)確地讀出第一心音、第二心音的幅值（如果心音圖上存在第三音和第四心音也能讀出），以及心音圖上任一點的瞬時值。 利用已經(jīng)建立的心音

4、信號數(shù)字化處理系統(tǒng)，首先對心音信號的一些基本指標(biāo)有關(guān)的規(guī)律進行了研究，對大量的（包括不同個人及不同狀態(tài)下的）靜息及運動心音樣本進行了測試，得出了收縮期與心動周期、收縮期與心率、舒張期與收縮期的變化關(guān)系曲線。在此基礎(chǔ)上，建立了用于正常和運動心音的快速，自動識別S1和S2并計算與心力，心率有關(guān)的基本特征指標(biāo)的方法。它是用規(guī)格Shannon平均能量法，提取能量包絡(luò)線，再由能量包絡(luò)線提取心音信號短時平均幅值包絡(luò)線，并由S1和S2的短時平均值有S

5、1＞S2，解決了對所有正常及運動心音信號計算初始位置的定位這一難點。 其次，根據(jù)心音信號的心動周期、心率、收縮期、舒張期都有明顯的數(shù)值范圍和特征（如收縮期＜舒張期，解決了S1和S2的定位問題，并快速給出S1和S2及心率的數(shù)值。 為了判斷我們的方法的可靠性和準(zhǔn)確性，我們對多例靜息及運動后的心音信號進行了鼠標(biāo)讀數(shù)、手動計算與自動識別和計算結(jié)果比較，兩者能很好地符合，從而證明了本方法具有較好的可靠性和準(zhǔn)確性。 在對本方