心音信號的提取和處理研究.pdf

1、心音信號是人體最重要的生理信號之一。聽診是對心臟疾病進(jìn)行檢測的一種重要手段，具有心電圖、超聲心電圖不可取代的優(yōu)勢。但是傳統(tǒng)的心音聽診器存在多方面的不足，從而阻礙了醫(yī)學(xué)在心音診斷方面的發(fā)展。電子心音圖檢查將心臟聽診形象化，提高了心臟疾病的診斷和鑒別水平。對心音信號進(jìn)行分析并且提取其特征參數(shù)，便于醫(yī)生了解心臟的基本情況及做出更加準(zhǔn)確的判斷。然而到目前為止，國內(nèi)的心音信號采集和分析系統(tǒng)仍相當(dāng)不成熟，基本上仍停留在理論研究的水平，很少有實用意義

2、上的心音信號分析診斷方面的電子醫(yī)療產(chǎn)品。 本文設(shè)計并改進(jìn)了一套基于PC機的心音采集和處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了以下功能：心音數(shù)據(jù)的采集、提取、當(dāng)前心音信號的顯示、管理病人信息和心音數(shù)據(jù)文件、對心音信號進(jìn)行時域和頻域分析、心音信號的波形回放及聲音回放、查看及分析先前記錄等。該系統(tǒng)體積小、成本低、使用方便。本研究針對心音信號的臨床研究提供了基本的分析方法和分析工具，為心音用于心臟疾病輔助診斷奠定了基礎(chǔ)。本文設(shè)計的基于Matlab及PC機

3、的心音采集系統(tǒng)為心音的數(shù)據(jù)采集及分析提供了一個低成本可靠且可行的解決方案。同時，因為心音信號是非平穩(wěn)信號，為了全面了解心音信號的特征，需要從時域、頻域、時-頻域等角度對心音信號進(jìn)行分析，提取特征參數(shù)。由于采集，處理中的各種干擾的存在，采集到的心音信號中含有大量噪聲。因此，在進(jìn)行分析之前要對心音信號進(jìn)行預(yù)處理，消除其包含的各種噪聲。經(jīng)過預(yù)處理后，心音信號質(zhì)量顯著提高，為進(jìn)一步分析奠定了基礎(chǔ)。 本論文主要作了以下幾個方面的工作：

4、 (1)研究了心音的基礎(chǔ)理論。包括產(chǎn)生機制、傳輸原理、心音信號特性、及傳統(tǒng)心音圖產(chǎn)生機制。 (2)研究了多種心音傳感器，制作了一種成本低廉，性能良好的心音傳感器。 (3)研究了適合于心音和心電信號采集的模擬電路數(shù)字電路和信號處理方法。 (4)利用Matlab，對采集到的心音信號，進(jìn)行了濾波，去噪等處理，并在時域、頻域、時-頻域?qū)Σ杉降男囊粜盘栠M(jìn)行了分析，提取了心音信號的包絡(luò)，并計算得到了心音信號的頻率特性圖