心臟儲備指標自動提取算法研究.pdf

1、心血管疾病嚴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，表示心臟的上調能力。評價心臟儲備功能的指標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）的時限比。心臟儲備指標

2、自動提取的傳統(tǒng)方法是參考心電信號，隨著數(shù)字信號處理技術的不斷發(fā)展，基于心音信號特征包絡的方法成為現(xiàn)代心臟儲備指標自動提取的主要方式。研究一種快速、有效，并且能充分體現(xiàn)心音信號時域特征的包絡提取算法，對實現(xiàn)人類心血管疾病的早期診斷具有重大意義。
　　本論文首先詳細介紹了心音信號的產(chǎn)生機制以及心臟儲備相關的基礎知識，對心音與心臟儲備之間的關系有了一定的了解。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的處理方法，同時設計三

3、組對比實驗確定小波去噪方法的相關參數(shù)，采用小波變換實現(xiàn)心音信號的去噪預處理。傳統(tǒng)基于參考信號實現(xiàn)心音信號分段的方法準確率極高，但引進參考信號使得過程更加復雜，而采用心音信號的特征包絡能更簡單、快速的實現(xiàn)心音信號分段。因此，本論文重點研究了常用于提取心音信號特征包絡的算法，如歸一化香農能量、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以及各自在心音信號特征包絡提取方面的應用效果，結合香農能量算法的優(yōu)勢，提出了一種改進的維

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