面向冠心病早期無損診斷的MEMS電子聽診器與心音特征提取研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-30 14:38
冠心病被世界衛(wèi)生組織認(rèn)定為人類的頭號(hào)殺手。我國(guó)冠心病死亡率逐年持續(xù)攀升,而其檢測(cè)設(shè)備大多有創(chuàng)昂貴、無法實(shí)現(xiàn)冠心病的早期檢測(cè)。早發(fā)現(xiàn)早治療是降低冠心病死亡率的必要途徑。心音的改變和雜音的出現(xiàn)往往是器質(zhì)性心臟病變的最早體征;谛囊粜盘(hào)分析和特征提取的冠心病無損診斷研究受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)聽診器正逐步被電子聽診器所取代,因?yàn)殡娮勇犜\器具備了實(shí)時(shí)心音波形存儲(chǔ)和回放功能,同時(shí)具有使用方便,成本低,體積小等優(yōu)點(diǎn)。電子聽診器的信噪比對(duì)心音信號(hào)的特征提取至關(guān)重要,因?yàn)榧词故欠浅N⑷醯耐饨缭肼曇部赡軐?dǎo)致心音信號(hào)中病理生理信息的誤判,從而導(dǎo)致疾病診斷的誤判。在噪聲類型復(fù)雜的情況下,消除噪聲和保留病理信息之間的權(quán)衡變得非常困難。因此高信噪比的電子聽診器可以大幅降低數(shù)據(jù)分析處理的難度,提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,達(dá)到事半功倍的效果。本文針對(duì)冠心病早期無損診斷的實(shí)際應(yīng)用需求,提出了提高電子聽診器信噪比的心音傳感器結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法同時(shí)制作了完整的電子聽診器。并利用自制MEMS電子聽診器在山西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心內(nèi)科采集了堵塞程度不一的冠心病心音數(shù)據(jù)和其他非冠心病心音數(shù)據(jù)。研究了冠心病和其他非冠心病心音特...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
002-2016年城鄉(xiāng)地區(qū)冠心病死亡率變化趨勢(shì)
中北大學(xué)學(xué)位論文10心音是由聲音從心臟瓣膜關(guān)閉、心肌伸展、血液流動(dòng)所發(fā)出來的聲音組成的。動(dòng)脈粥樣硬化引起的血管狹窄可引起血液湍流和血管振動(dòng)。從體表探測(cè)到的心音可以用來診斷由血管堵塞引起的疾玻雖然心音微弱,但在心臟舒張時(shí),由于冠狀動(dòng)脈的壓力最小,冠狀動(dòng)脈的血流量此時(shí)達(dá)到最大,心雜音相對(duì)突出,仍然能夠檢測(cè)到[67]。JLSemmlow和W.Welkowitz等用傅里葉變換的方法研究了冠心病患者與正常人之間舒張期心音頻譜的差異,發(fā)現(xiàn)冠心病患者舒張期心音中的高頻譜能量增加[68]。MetinAkay和JLSemmlow等用特征矢量法對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的血管成形術(shù)前、術(shù)后的心音信號(hào)進(jìn)行了研究,表明與冠狀動(dòng)脈狹窄相關(guān)的舒張期雜音相當(dāng)于一個(gè)頻率較高的窄帶信號(hào)[69,70]。冠狀動(dòng)脈有左、右兩支,分別開口于主動(dòng)脈的左、右冠狀動(dòng)脈瓣,如圖1-3所示。冠心病的發(fā)展過程如圖1-4所示。圖1-3心臟冠狀動(dòng)脈示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofcardiaccoronaryarteries圖1-4冠心病的發(fā)展過程示意圖Fig.1-4SchematicdiagramofthedevelopmentofCHD通過對(duì)冠脈生理研究表明,在心臟收縮期因受心臟收縮影響,冠脈幾乎沒有血流流過,因而檢測(cè)舒張期血流流過冠脈時(shí)的一些物理參數(shù)能為冠脈狀態(tài)良好與否提供有力的證據(jù)。之前的研究表明在血壓驅(qū)動(dòng)下,血液流經(jīng)冠脈狹窄處將會(huì)有更多能量的消耗,血液流經(jīng)狹窄處后在出口擴(kuò)大處將發(fā)生流層之間的分離并進(jìn)一步形成渦流,因此,當(dāng)冠脈堵塞血管出現(xiàn)狹窄時(shí),舒張期血流會(huì)出現(xiàn)高頻雜音。
中北大學(xué)學(xué)位論文10心音是由聲音從心臟瓣膜關(guān)閉、心肌伸展、血液流動(dòng)所發(fā)出來的聲音組成的。動(dòng)脈粥樣硬化引起的血管狹窄可引起血液湍流和血管振動(dòng)。從體表探測(cè)到的心音可以用來診斷由血管堵塞引起的疾玻雖然心音微弱,但在心臟舒張時(shí),由于冠狀動(dòng)脈的壓力最小,冠狀動(dòng)脈的血流量此時(shí)達(dá)到最大,心雜音相對(duì)突出,仍然能夠檢測(cè)到[67]。JLSemmlow和W.Welkowitz等用傅里葉變換的方法研究了冠心病患者與正常人之間舒張期心音頻譜的差異,發(fā)現(xiàn)冠心病患者舒張期心音中的高頻譜能量增加[68]。MetinAkay和JLSemmlow等用特征矢量法對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的血管成形術(shù)前、術(shù)后的心音信號(hào)進(jìn)行了研究,表明與冠狀動(dòng)脈狹窄相關(guān)的舒張期雜音相當(dāng)于一個(gè)頻率較高的窄帶信號(hào)[69,70]。冠狀動(dòng)脈有左、右兩支,分別開口于主動(dòng)脈的左、右冠狀動(dòng)脈瓣,如圖1-3所示。冠心病的發(fā)展過程如圖1-4所示。圖1-3心臟冠狀動(dòng)脈示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofcardiaccoronaryarteries圖1-4冠心病的發(fā)展過程示意圖Fig.1-4SchematicdiagramofthedevelopmentofCHD通過對(duì)冠脈生理研究表明,在心臟收縮期因受心臟收縮影響,冠脈幾乎沒有血流流過,因而檢測(cè)舒張期血流流過冠脈時(shí)的一些物理參數(shù)能為冠脈狀態(tài)良好與否提供有力的證據(jù)。之前的研究表明在血壓驅(qū)動(dòng)下,血液流經(jīng)冠脈狹窄處將會(huì)有更多能量的消耗,血液流經(jīng)狹窄處后在出口擴(kuò)大處將發(fā)生流層之間的分離并進(jìn)一步形成渦流,因此,當(dāng)冠脈堵塞血管出現(xiàn)狹窄時(shí),舒張期血流會(huì)出現(xiàn)高頻雜音。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自適應(yīng)經(jīng)驗(yàn)小波塔式分解的齒輪微弱故障診斷方法[J]. 鄧飛躍,丁浩,劉永強(qiáng). 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)方法[J]. 吳建章,梅飛,陳暢,潘益,李陶然,鄭建勇. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2020(06)
[3]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的基因關(guān)聯(lián)隱私保護(hù)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳紅松,孟彩霞,劉書雨. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(02)
[4]《中國(guó)心血管病報(bào)告2018》概要[J]. 胡盛壽,高潤(rùn)霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進(jìn),鄭哲,陳偉偉. 中國(guó)循環(huán)雜志. 2019(03)
[5]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的特高壓并聯(lián)電抗器振動(dòng)信號(hào)分析[J]. 趙若妤,馬宏忠,魏旭,姜寧,田濤,譚風(fēng)雷. 電工電能新技術(shù). 2019(01)
[6]MEMS電子聽診器微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J]. 王續(xù)博,張國(guó)軍,郭楠,劉夢(mèng)然,郭靜,劉源,張文棟. 微納電子技術(shù). 2016(01)
[7]B超聯(lián)合心電圖診斷高血壓性心臟病的臨床研究[J]. 屈利平. 河北醫(yī)學(xué). 2015(09)
[8]心音信號(hào)的預(yù)處理與包絡(luò)提取算法研究[J]. 張磊邦,唐榮斌,蔣建波,張帥,池宗琳,王威廉. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2014(04)
[9]Acoustic cardiography to improve detection of coronary artery disease with stress testing[J]. Michel Zuber,Paul Erne. World Journal of Cardiology. 2010(05)
[10]心音信號(hào)分析方法及應(yīng)用性研究[J]. 陳天華,韓力群,唐海滔,鄭若金. 北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
博士論文
[1]基于非平穩(wěn)隨機(jī)理論的結(jié)構(gòu)抗震分析研究[D]. 鄭永陽(yáng).南昌大學(xué) 2017
[2]基于舒張期心音信號(hào)分析與特征提取的冠心病無損診斷研究[D]. 趙治棟.浙江大學(xué) 2004
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)融合的出行特征識(shí)別[D]. 吳奇.西南交通大學(xué) 2019
[2]基于CTG參數(shù)的胎兒狀態(tài)智能評(píng)估算法研究[D]. 張揚(yáng).杭州電子科技大學(xué) 2019
[3]基于MEMS聲傳感器的電子聽診器設(shè)計(jì)[D]. 楊晟輝.中北大學(xué) 2018
[4]協(xié)同計(jì)算平臺(tái)下大規(guī)模資源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 石光敏.西安電子科技大學(xué) 2017
[5]基于心音的心臟儲(chǔ)備指標(biāo)變異性研究[D]. 林輝杰.重慶大學(xué) 2010
[6]硅微MEMS仿生矢量水聲傳感器研究[D]. 陳尚.中北大學(xué) 2008
本文編號(hào):3009076
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
002-2016年城鄉(xiāng)地區(qū)冠心病死亡率變化趨勢(shì)
中北大學(xué)學(xué)位論文10心音是由聲音從心臟瓣膜關(guān)閉、心肌伸展、血液流動(dòng)所發(fā)出來的聲音組成的。動(dòng)脈粥樣硬化引起的血管狹窄可引起血液湍流和血管振動(dòng)。從體表探測(cè)到的心音可以用來診斷由血管堵塞引起的疾玻雖然心音微弱,但在心臟舒張時(shí),由于冠狀動(dòng)脈的壓力最小,冠狀動(dòng)脈的血流量此時(shí)達(dá)到最大,心雜音相對(duì)突出,仍然能夠檢測(cè)到[67]。JLSemmlow和W.Welkowitz等用傅里葉變換的方法研究了冠心病患者與正常人之間舒張期心音頻譜的差異,發(fā)現(xiàn)冠心病患者舒張期心音中的高頻譜能量增加[68]。MetinAkay和JLSemmlow等用特征矢量法對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的血管成形術(shù)前、術(shù)后的心音信號(hào)進(jìn)行了研究,表明與冠狀動(dòng)脈狹窄相關(guān)的舒張期雜音相當(dāng)于一個(gè)頻率較高的窄帶信號(hào)[69,70]。冠狀動(dòng)脈有左、右兩支,分別開口于主動(dòng)脈的左、右冠狀動(dòng)脈瓣,如圖1-3所示。冠心病的發(fā)展過程如圖1-4所示。圖1-3心臟冠狀動(dòng)脈示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofcardiaccoronaryarteries圖1-4冠心病的發(fā)展過程示意圖Fig.1-4SchematicdiagramofthedevelopmentofCHD通過對(duì)冠脈生理研究表明,在心臟收縮期因受心臟收縮影響,冠脈幾乎沒有血流流過,因而檢測(cè)舒張期血流流過冠脈時(shí)的一些物理參數(shù)能為冠脈狀態(tài)良好與否提供有力的證據(jù)。之前的研究表明在血壓驅(qū)動(dòng)下,血液流經(jīng)冠脈狹窄處將會(huì)有更多能量的消耗,血液流經(jīng)狹窄處后在出口擴(kuò)大處將發(fā)生流層之間的分離并進(jìn)一步形成渦流,因此,當(dāng)冠脈堵塞血管出現(xiàn)狹窄時(shí),舒張期血流會(huì)出現(xiàn)高頻雜音。
中北大學(xué)學(xué)位論文10心音是由聲音從心臟瓣膜關(guān)閉、心肌伸展、血液流動(dòng)所發(fā)出來的聲音組成的。動(dòng)脈粥樣硬化引起的血管狹窄可引起血液湍流和血管振動(dòng)。從體表探測(cè)到的心音可以用來診斷由血管堵塞引起的疾玻雖然心音微弱,但在心臟舒張時(shí),由于冠狀動(dòng)脈的壓力最小,冠狀動(dòng)脈的血流量此時(shí)達(dá)到最大,心雜音相對(duì)突出,仍然能夠檢測(cè)到[67]。JLSemmlow和W.Welkowitz等用傅里葉變換的方法研究了冠心病患者與正常人之間舒張期心音頻譜的差異,發(fā)現(xiàn)冠心病患者舒張期心音中的高頻譜能量增加[68]。MetinAkay和JLSemmlow等用特征矢量法對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄的血管成形術(shù)前、術(shù)后的心音信號(hào)進(jìn)行了研究,表明與冠狀動(dòng)脈狹窄相關(guān)的舒張期雜音相當(dāng)于一個(gè)頻率較高的窄帶信號(hào)[69,70]。冠狀動(dòng)脈有左、右兩支,分別開口于主動(dòng)脈的左、右冠狀動(dòng)脈瓣,如圖1-3所示。冠心病的發(fā)展過程如圖1-4所示。圖1-3心臟冠狀動(dòng)脈示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofcardiaccoronaryarteries圖1-4冠心病的發(fā)展過程示意圖Fig.1-4SchematicdiagramofthedevelopmentofCHD通過對(duì)冠脈生理研究表明,在心臟收縮期因受心臟收縮影響,冠脈幾乎沒有血流流過,因而檢測(cè)舒張期血流流過冠脈時(shí)的一些物理參數(shù)能為冠脈狀態(tài)良好與否提供有力的證據(jù)。之前的研究表明在血壓驅(qū)動(dòng)下,血液流經(jīng)冠脈狹窄處將會(huì)有更多能量的消耗,血液流經(jīng)狹窄處后在出口擴(kuò)大處將發(fā)生流層之間的分離并進(jìn)一步形成渦流,因此,當(dāng)冠脈堵塞血管出現(xiàn)狹窄時(shí),舒張期血流會(huì)出現(xiàn)高頻雜音。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自適應(yīng)經(jīng)驗(yàn)小波塔式分解的齒輪微弱故障診斷方法[J]. 鄧飛躍,丁浩,劉永強(qiáng). 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2020(03)
[2]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的電力系統(tǒng)諧波檢測(cè)方法[J]. 吳建章,梅飛,陳暢,潘益,李陶然,鄭建勇. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2020(06)
[3]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的基因關(guān)聯(lián)隱私保護(hù)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳紅松,孟彩霞,劉書雨. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(02)
[4]《中國(guó)心血管病報(bào)告2018》概要[J]. 胡盛壽,高潤(rùn)霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風(fēng),楊躍進(jìn),鄭哲,陳偉偉. 中國(guó)循環(huán)雜志. 2019(03)
[5]基于經(jīng)驗(yàn)小波變換的特高壓并聯(lián)電抗器振動(dòng)信號(hào)分析[J]. 趙若妤,馬宏忠,魏旭,姜寧,田濤,譚風(fēng)雷. 電工電能新技術(shù). 2019(01)
[6]MEMS電子聽診器微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J]. 王續(xù)博,張國(guó)軍,郭楠,劉夢(mèng)然,郭靜,劉源,張文棟. 微納電子技術(shù). 2016(01)
[7]B超聯(lián)合心電圖診斷高血壓性心臟病的臨床研究[J]. 屈利平. 河北醫(yī)學(xué). 2015(09)
[8]心音信號(hào)的預(yù)處理與包絡(luò)提取算法研究[J]. 張磊邦,唐榮斌,蔣建波,張帥,池宗琳,王威廉. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2014(04)
[9]Acoustic cardiography to improve detection of coronary artery disease with stress testing[J]. Michel Zuber,Paul Erne. World Journal of Cardiology. 2010(05)
[10]心音信號(hào)分析方法及應(yīng)用性研究[J]. 陳天華,韓力群,唐海滔,鄭若金. 北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(02)
博士論文
[1]基于非平穩(wěn)隨機(jī)理論的結(jié)構(gòu)抗震分析研究[D]. 鄭永陽(yáng).南昌大學(xué) 2017
[2]基于舒張期心音信號(hào)分析與特征提取的冠心病無損診斷研究[D]. 趙治棟.浙江大學(xué) 2004
碩士論文
[1]基于數(shù)據(jù)融合的出行特征識(shí)別[D]. 吳奇.西南交通大學(xué) 2019
[2]基于CTG參數(shù)的胎兒狀態(tài)智能評(píng)估算法研究[D]. 張揚(yáng).杭州電子科技大學(xué) 2019
[3]基于MEMS聲傳感器的電子聽診器設(shè)計(jì)[D]. 楊晟輝.中北大學(xué) 2018
[4]協(xié)同計(jì)算平臺(tái)下大規(guī)模資源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 石光敏.西安電子科技大學(xué) 2017
[5]基于心音的心臟儲(chǔ)備指標(biāo)變異性研究[D]. 林輝杰.重慶大學(xué) 2010
[6]硅微MEMS仿生矢量水聲傳感器研究[D]. 陳尚.中北大學(xué) 2008
本文編號(hào):3009076
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