基于比格犬體表心音的左心室血壓參數(shù)估計.pdf

1、心音是指心臟血流動力與瓣膜、心腔及周圍組織相互作用而產(chǎn)生的機械振動。心臟血流動力的變化必然導(dǎo)致心音特征的改變。心音特征與心臟血流動力之間存在著天然的聯(lián)系。本文基于比格犬的動物實驗，研究了心音各種特征，并將所選定的特征應(yīng)用于估計左心室收縮壓、舒張壓和最大血壓上升率三個血壓參數(shù)，為實現(xiàn)心臟血流動力無創(chuàng)連續(xù)估計探索了技術(shù)路徑。本文工作主要分為以下2個部分。
　?。?）基于比格犬的動物實驗，研究了心音的各種特征與左心室收縮壓、舒張壓和最大

2、血壓上升率的相關(guān)關(guān)系。以3只比格犬作為實驗動物，同步采集了它們的體表心電、心音及左心室血壓信號，得到了37個數(shù)據(jù)記錄，作為后續(xù)的分析數(shù)據(jù)。實驗過程中，通過對實驗犬注射不同劑量的腎上腺素來改變它們的血流動力狀態(tài)。對采集得到的數(shù)據(jù)記錄進行預(yù)處理、心音分割，借助標(biāo)準化殘差和杠桿率對數(shù)據(jù)進行去除異常值處理。定義并提取心音的各個特征，包括幅度特征、頻率域特征、能量域特征、時間域特征和熵特征。將所獲得的心音特征分別與左心室收縮壓、舒張壓和最大血壓上

3、升率進行相關(guān)性分析。結(jié)果顯示：左心室收縮壓與左心室全收縮期和第一心音頻帶寬度的相關(guān)性較高，平均相關(guān)系數(shù)分別為0.89和0.84。左心室舒張壓與左心室全收縮期和第一心音模糊熵的相關(guān)性較高，平均相關(guān)系數(shù)分別為0.71和0.67。左心室最大血壓上升率與左心室全收縮期和第一心音頻帶寬度的相關(guān)性較高，平均相關(guān)系數(shù)分別為0.91和0.85。
　?。?）基于比格犬的動物實驗數(shù)據(jù)，研究了利用心音特征估計左心室收縮壓、舒張壓和最大血壓上升率的方法。

4、在分析心音特征的基礎(chǔ)上，篩選出與左心室血壓相關(guān)性較強的特征，應(yīng)用多參數(shù)線性回歸模型、決策樹模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和支持向量機模型，實現(xiàn)三個左心室血壓參數(shù)的連續(xù)估計。通過分析測量值與模型估計值的差異，評價各模型估計性能。通過誤差分析發(fā)現(xiàn)，基于體表心音實現(xiàn)無創(chuàng)估計左心室收縮壓、舒張壓和最大血壓上升率是可行的。對于左心室收縮壓和舒張壓的估計，支持向量機模型的估計效果最好，平均估計誤差分別為6.16mmHg和1.79mmHg。對于左心室最大血壓上升