發(fā)布時間：2020-09-29 23:26

　　 心音是由于心臟瓣膜的開關(guān)、肌腱和肌肉的舒張收縮、血流的沖擊及心血管壁振動而產(chǎn)生的一種復(fù)合音。在醫(yī)療研究領(lǐng)域內(nèi),心血管疾病是一直困擾人們的健康殺手,心音信號能夠反映心臟狀態(tài),在患者沒有明顯的臨床癥狀前對心臟雜音進行分析,能夠為心臟病理診斷提供重要的參考信息,因此心音在心血管疾病方面的研究具有重要的臨床診斷意義。肥厚型心肌病(Hypertrophic Cardiomyopathy,HCM)作為心血管疾病的一種,是國內(nèi)外當前的熱門研究趨勢,對HCM進行心音方面的研究有助于全面了解心血管疾病。臨床上根據(jù)靜息狀態(tài)下左室流出道壓力階差(Left Ventricle Outflow Tract Gradient,LVOTG)值將HCM分為肥厚梗阻型(LVOTG值?30mm Hg)和肥厚非梗阻型(LVOTG值(27)30mm Hg)。肥厚非梗阻型HCM可以通過運動實驗或者藥物激發(fā)出其隱匿特性,激發(fā)后其中一部分變?yōu)殡[匿梗阻型HCM(運動實驗或者藥物激發(fā)以后LVOTG值?30mm Hg),另一部分仍然為非梗阻型HCM(運動實驗或者藥物激發(fā)以后LVOTG值(27)30mm Hg)。為了更好地治療HCM,醫(yī)學(xué)上將讓臨床診斷為非梗阻型HCM患者進行運動實驗,對其中的隱匿梗阻型HCM患者進行預(yù)防治療,有助于減少患者疼痛、減輕患者經(jīng)濟壓力,提高治愈率。在生物醫(yī)學(xué)信息研究室對HCM的病理性研究基礎(chǔ)上,本文在對比分析正常人、梗阻型HCM和非梗阻型HCM患者的心音信號的時頻域能量特征后,主要分析非梗阻型HCM(運動實驗后仍然為非梗阻型HCM)和隱匿梗阻型HCM分別在靜息狀態(tài)、運動狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)下的時頻域能量分布特性,通過對比分析判斷其病情嚴重程度,為輔助臨床診斷提供參考。為了完成以上目標,本文將從以下幾個方面進行研究:(1)HCM心音信號的采集使用“數(shù)字聽診裝置”對臨床HCM心音信號進行采集,主要采集部位:主動脈瓣聽診區(qū)(A)、肺動脈瓣聽診區(qū)(P)、三尖瓣聽診區(qū)(T)、二尖瓣聽診區(qū)(M)和主動脈第二聽診區(qū)(A2),其中主動脈第二聽診區(qū)(A2)心音效果最好。本課題以30名正常人和37名HCM患者的數(shù)據(jù)為依據(jù),選擇其中正常心音120例和HCM患者心音158例應(yīng)用于本研究中。(2)HCM心音信號預(yù)處理受實際采集過程中噪聲影響,對HCM心音分析時,先分析其噪聲來源,再對實際采集的HCM心音和噪聲進行數(shù)學(xué)建模分析,然后利用小波自適應(yīng)閾值濾波、卡爾曼濾波和小波-卡爾曼濾波三種降噪算法對實際采集到的臨床HCM心音進行降噪預(yù)處理,通過對結(jié)果進行對比分析得到小波自適應(yīng)閾值濾波的降噪效果最好。(3)HCM信號特征提取為了方便對實際采集到的HCM心音數(shù)據(jù)進行分析,在降噪預(yù)處理之后需要進行特征提取。本文在時域特征提取過程中討論了基于希爾伯特變換(HT)、歸一化平均香農(nóng)能量(NASE)、單自由度模型(SDOF)、變頻同態(tài)濾波(FCHF)四種包絡(luò)提取方法對本課題數(shù)據(jù)的特征提取效果,提出變頻同態(tài)濾波算法的特征提取效果更好;主要提取ES1、ESM1、ESM2、ESM3、ES2、EDM1、EDM2、EDM2八個時域能量特征參數(shù)。頻域特征提取方法討論了離散快速傅里葉變換(FFT)和歸一化自回歸功率譜密度(NAR-PSD)兩種,其中歸一化自回歸功率譜密度對心音的頻帶范圍提取的更加準確,通過NAR-PSD對HCM心音的頻帶范圍確定后,利用小波能量提取方法提取小波系數(shù)為a5、d5、d4、d3、d2、d1六個頻段的頻域能量特征參數(shù)。(4)HCM心音的時域能量和頻域能量特征分析首先對比分析正常人、非梗阻型HCM和梗阻型HCM患者(其病情嚴重程度依次遞增)的心音信號時頻域能量特征,通過時頻域能量分布初步判斷不同病情HCM患者的心音能量變化情況。然后主要針對非梗阻型HCM(運動實驗后仍然為非梗阻型HCM)和隱匿梗阻型HCM分別在靜息狀態(tài)、運動狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)下的時頻域能量分布特性以及非梗阻型HCM(運動實驗后仍然為非梗阻型HCM)在靜息狀態(tài)、運動狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)下的時頻域能量變化趨勢和梗阻型HCM在靜息狀態(tài)、運動狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)下的時頻域能量變化趨勢進行分析,對已提取的特征值進行數(shù)理統(tǒng)計和分析發(fā)現(xiàn):時域能量分布與實際波形中心雜音分布情況一致;頻域能量分布中病情越嚴重,頻率分布范圍越廣。此結(jié)果能夠真實反映出時頻域能量特征參數(shù)的分布規(guī)律,為輔助判斷病情提供一定的參考價值。本文主要對臨床采集的HCM患者心音信號進行了深入分析研究,通過對比分析不同類型和不同狀態(tài)下HCM心音數(shù)據(jù)的時頻域能量分布特點,初步判斷其病情嚴重程度,其結(jié)果真實反映出HCM心音的分布規(guī)律,使HCM的輔助診斷具有一定的臨床參考價值。
【學(xué)位單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R54;TN911.7
【部分圖文】：

理機制及特征ound，HS)是指在心肌收縮、舒張，心臟瓣膜開關(guān)、壁等的時候所引起的機械振動產(chǎn)生的聲音。一個正期、等容舒張期、充盈期和心房收縮期，如圖 2.1

圖 2.4 HCM 病理結(jié)構(gòu)圖Fig.2.4 Pathological map of HCM要病癥：左室流出道（Left Ventricle Outflow Tract，LVOT）二尖瓣返流、心肌缺血和心律失常。流出道梗阻的梗阻導(dǎo)致左室收縮壓增加，從而引起左室舒張時間延長、流、心肌缺血以及血液輸出量的減少。左室流出道的梗阻程強弱不同而變化；增加心肌收縮，減少心室容積或者降低后的程度。用經(jīng)胸彩色多普勒超聲檢測得到左室流出道壓力階差（Leradient，LVOTG）值，并根據(jù)靜息狀態(tài)下左室流出道壓力階（LVOTG值 30mmHg）和肥厚非梗阻型（LVOTG值 30mM可以通過運動實驗或者藥物激發(fā)出其隱匿特性，激發(fā)后其中M（運動實驗或者藥物激發(fā)以后LVOTG值 30mmHg），另一（運動實驗或者藥物激發(fā)以后LVOTG值 30mmHg）。

圖 2.5 心臟聽診臨床采集部位示意圖Fig2.5 The clinical collecting positions for auscul采集集系統(tǒng)集系統(tǒng)實物圖如圖 2.6 所示，系統(tǒng)框圖如圖 2圖 2.6 數(shù)字聽診采集系統(tǒng)實物圖Fig.2.6 Real-graph of digital auscultation system

【參考文獻】

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本文編號：2830414