心音信號(hào)的合成模型及特征分析
發(fā)布時(shí)間:2017-04-10 23:38
本文關(guān)鍵詞:心音信號(hào)的合成模型及特征分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:心音信號(hào)是構(gòu)成人體最重要的生理信號(hào)之一,它的產(chǎn)生過(guò)程和組成成分都非常復(fù)雜,通常情況下,心臟聽(tīng)診中只能聽(tīng)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(zhì)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(xué)者認(rèn)為第一心音和第二心音是由于心臟瓣膜在開(kāi)合過(guò)程中碰撞所引起的一系列振動(dòng),這些振動(dòng)源都是時(shí)變的非平穩(wěn)信號(hào)。因此,建立心音信號(hào)的產(chǎn)生模型是研究心臟學(xué)和心音聽(tīng)診的有效工具之一。 論文從心音信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理出發(fā),首先采用一種心血管系統(tǒng)的計(jì)算模型對(duì)第一心音S1進(jìn)行建模,該模型根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)中的一些變量來(lái)模擬第一心音的產(chǎn)生過(guò)程,通過(guò)設(shè)置心血管模型中的參數(shù)值,,可以得到一種心音信號(hào)。這種集總參數(shù)心血管系統(tǒng)模型為心音的產(chǎn)生模型提供了一種可行方案。然后,再利用一種非線性調(diào)頻信號(hào)的方法來(lái)分解、合成第二心音S2中的主動(dòng)脈瓣(A2)和肺動(dòng)脈瓣(P2)的物理功能。這種方法是基于時(shí)頻分析方法,能夠用來(lái)估計(jì)和重構(gòu)多種成分信號(hào)的瞬時(shí)相位和瞬時(shí)幅度函數(shù)。為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)中模擬的S2信號(hào)所包含的A2、P2成分之間取不同的時(shí)間間隔,范圍為10ms~60ms。仿真結(jié)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(lái)的S1、S2信號(hào)進(jìn)行合成,便得到了內(nèi)心音信號(hào)。 為了驗(yàn)證建立的心音信號(hào)模型是可行的,論文中還使用了小波分解和包絡(luò)提取方法將模擬出來(lái)的第一心音S1、第二心音S2與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)心音中分割出來(lái)的S1、S2信號(hào)進(jìn)行特征分析和對(duì)比。仿真結(jié)果顯示模擬出來(lái)的心音成分與實(shí)際的心音信號(hào)相似度很高,但是心音的聽(tīng)診效果還有待進(jìn)一步改善。 心音信號(hào)的分類和識(shí)別問(wèn)題也逐漸成為目前研究的熱點(diǎn)之一。心音的改變和雜音的出現(xiàn),往往能夠體現(xiàn)不同癥狀的心臟病理情況。本文以正常的心音信號(hào)和其他幾種異常的心音作為實(shí)例,采用功率譜估計(jì)和歸一化香農(nóng)能量算法獲取了心音在時(shí)、頻域內(nèi)的一些典型特征參數(shù),從而從不同角度有效地區(qū)分出不同類型的心音信號(hào),最終為心臟疾病的輔助診斷提供了十分有利的依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】:心血管系統(tǒng)模型 多項(xiàng)式相位模型 調(diào)頻信號(hào) 時(shí)頻分析技術(shù) 小波分解 歸一化香農(nóng)能量包絡(luò)
【學(xué)位授予單位】:南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號(hào)】:R312;TN912.3
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 緒論9-13
- 1.1 本課題的研究背景和意義9-10
- 1.2 本課題的研究現(xiàn)狀10-12
- 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-11
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)12-13
- 第二章 心音基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介13-19
- 2.1 心臟和心音的產(chǎn)生13-16
- 2.1.1 心臟的結(jié)構(gòu)13-14
- 2.1.2 心音的組成14-15
- 2.1.3 心音的產(chǎn)生原理15-16
- 2.2 心血管系統(tǒng)特性模型16-18
- 2.2.1 心血管系統(tǒng)的等效電路模型17-18
- 2.2.2 心臟的等效電路模型18
- 2.3 本章小結(jié)18-19
- 第三章 內(nèi)心音信號(hào)的合成模型19-42
- 3.1 第一心音 S1 的建模19-29
- 3.1.1 集總參數(shù)系統(tǒng)模型19-24
- 3.1.2 第一心音的產(chǎn)生原理24-25
- 3.1.3 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析25-29
- 3.2 第二心音 S2 的建模29-40
- 3.2.1 信號(hào)時(shí)頻分析理論30-31
- 3.2.2 S2 信號(hào)模型31-32
- 3.2.3 提取 A2 和 P2 成分32-33
- 3.2.4 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析33-40
- 3.3 內(nèi)心音信號(hào)的產(chǎn)生模型40-41
- 3.4 本章小結(jié)41-42
- 第四章 心音信號(hào)的特征分析42-50
- 4.1 S1 和 S2 的特征分析42-46
- 4.1.1 心音信號(hào)的分段提取42-43
- 4.1.2 小波分析理論43-44
- 4.1.3 包絡(luò)提取算法44-46
- 4.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析46-49
- 4.3 本章小結(jié)49-50
- 第五章 心音信號(hào)的分類與識(shí)別50-60
- 5.1 異常心音的產(chǎn)生50-51
- 5.1.1 異常心音的產(chǎn)生原理50-51
- 5.1.2 心雜音與心臟疾病的關(guān)系51
- 5.2 心音信號(hào)的功率譜估計(jì)51-54
- 5.2.1 周期圖法譜估計(jì)52
- 5.2.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析52-54
- 5.3 心音信號(hào)的包絡(luò)分析54-59
- 5.3.1 歸一化香農(nóng)能量算法55
- 5.3.2 實(shí)驗(yàn)仿真與結(jié)果分析55-59
- 5.4 本章小結(jié)59-60
- 第六章 總結(jié)與展望60-62
- 6.1 總結(jié)60-61
- 6.2 展望61-62
- 參考文獻(xiàn)62-65
- 致謝65
【參考文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
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6 胡U
本文編號(hào):297811
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