心音信號的合成模型及特征分析.pdf

1、心音信號是構成人體最重要的生理信號之一，它的產生過程和組成成分都非常復雜，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，有不少學者認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，這些振動源都是時變的非平穩(wěn)信號。因此，建立心音信號的產生模型是研究心臟學和心音聽診的有效工具之一。
　　論文從心音信號的產生機

2、理出發(fā)，首先采用一種心血管系統(tǒng)的計算模型對第一心音S1進行建模，該模型根據血流動力學中的一些變量來模擬第一心音的產生過程，通過設置心血管模型中的參數值，可以得到一種心音信號。這種集總參數心血管系統(tǒng)模型為心音的產生模型提供了一種可行方案。然后，再利用一種非線性調頻信號的方法來分解、合成第二心音S2中的主動脈瓣(A2)和肺動脈瓣(P2)的物理功能。這種方法是基于時頻分析方法，能夠用來估計和重構多種成分信號的瞬時相位和瞬時幅度函數。為了驗證該

3、方法的準確性，實驗中模擬的S2信號所包含的A2、P2成分之間取不同的時間間隔，范圍為10ms~60ms。仿真結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信號進行合成，便得到了內心音信號。
　　為了驗證建立的心音信號模型是可行的，論文中還使用了小波分解和包絡提取方法將模擬出來的第一心音S1、第二心音S2與實際標準心音中分割出來的S1、S2信號進行特征分析和對比。仿真結果顯示模擬出來的心音成分與實際