心音信號(hào)的數(shù)字化處理系統(tǒng).pdf

1、心音信號(hào)中包含了心臟血管系統(tǒng)活動(dòng)過(guò)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)臨床對(duì)照研究表明，第一心音幅值的大小與心肌收縮能力的強(qiáng)弱密切相關(guān), 故可以用第一心音幅值的變化趨勢(shì)來(lái)評(píng)估心力儲(chǔ)備、心臟耐力。 運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)和醫(yī)學(xué)一樣也應(yīng)用了多種心功能測(cè)試手段和心功能評(píng)估方法。例如，目前, 心電圖檢查是心臟變時(shí)性和變傳導(dǎo)性的最佳監(jiān)測(cè)方法，但不能用來(lái)監(jiān)測(cè)心臟的變力性。心導(dǎo)管檢查測(cè)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(wú)菌操作下進(jìn)行，且不宜重復(fù)使用；超聲心動(dòng)圖能通過(guò)對(duì)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?jǐn)?shù)等的測(cè)算來(lái)評(píng)估心肌的功能狀態(tài)，但不便于現(xiàn)場(chǎng)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(jià)格昂貴，難以推廣；最大氧攝入量及無(wú)氧代謝閾測(cè)定雖屬客觀、實(shí)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(hào)的數(shù)字化處理系統(tǒng)”課題。本課題進(jìn)行

3、并完成了以下研究工作。 從心音信號(hào)中由計(jì)算機(jī)自動(dòng)提取心力信號(hào)的關(guān)鍵是識(shí)別第一心音。為快速準(zhǔn)確測(cè)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(hào)的數(shù)字化處理系統(tǒng)（包括硬件與軟件系統(tǒng)）。能實(shí)時(shí)顯示并錄制多種心音信號(hào)波形。利用鼠標(biāo)讀數(shù)，從心音圖可以準(zhǔn)確讀出心動(dòng)周期，以及心音圖上的兩點(diǎn)間的時(shí)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(diǎn)的瞬時(shí)值。 利用已經(jīng)建立的心音

4、信號(hào)數(shù)字化處理系統(tǒng)，首先對(duì)心音信號(hào)的一些基本指標(biāo)有關(guān)的規(guī)律進(jìn)行了研究，對(duì)大量的（包括不同個(gè)人及不同狀態(tài)下的）靜息及運(yùn)動(dòng)心音樣本進(jìn)行了測(cè)試，得出了收縮期與心動(dòng)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(yùn)動(dòng)心音的快速，自動(dòng)識(shí)別S1和S2并計(jì)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(hào)短時(shí)平均幅值包絡(luò)線，并由S1和S2的短時(shí)平均值有S

5、1＞S2，解決了對(duì)所有正常及運(yùn)動(dòng)心音信號(hào)計(jì)算初始位置的定位這一難點(diǎn)。 其次，根據(jù)心音信號(hào)的心動(dòng)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(wèn)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(duì)多例靜息及運(yùn)動(dòng)后的心音信號(hào)進(jìn)行了鼠標(biāo)讀數(shù)、手動(dòng)計(jì)算與自動(dòng)識(shí)別和計(jì)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(duì)本方