在目前的心音信號研究領(lǐng)域內(nèi),通常所研究的心音信號為外心音信號,經(jīng)過胸腔傳送到體表所獲得的信號為外心音信號。心臟在收縮、舒張情況下其心房、心室和血管內(nèi)部所產(chǎn)生的振動發(fā)聲信號為內(nèi)心音信號。目前,很少有對于內(nèi)心音的研究,鑒于內(nèi)心音的測量不具備實時性和可行性,需要從聲學角度出發(fā)找到一種數(shù)學方法去建立外心音場和內(nèi)心音場之間的聯(lián)系,即為一種內(nèi)心音場重構(gòu)問題,最終通過已測得的外心音場去重構(gòu)胸腔里面某個面上的內(nèi)心音場,同時也反映出心音的產(chǎn)生機理并通過內(nèi)心音場進行相關(guān)病理分析。1.根據(jù)傳統(tǒng)的聲場重構(gòu)基本原則提出基于胸腔環(huán)境下內(nèi)心音場重構(gòu)基本原則。首先在該原則下分別對兩種常用的聲場重構(gòu)方法的重構(gòu)過程進行了討論,并就一種實際的聲場輻射模型的重構(gòu)用這兩種不同的方法進行了仿真,分別得到了不同的效果圖及重構(gòu)誤差。然后根據(jù)仿真結(jié)果及內(nèi)心音場重構(gòu)的特點去對兩種方法的適用性進行討論。最終根據(jù)心臟的生理結(jié)構(gòu)及發(fā)聲特性選擇類似于波疊加法的聲場重構(gòu)方法去進行內(nèi)心音場重構(gòu)。2.根據(jù)內(nèi)心音場重構(gòu)基本原則改進構(gòu)建一種基于波疊加法的內(nèi)心音場獲取方法。首先以心臟發(fā)聲過程為研究背景,討論外心音與內(nèi)心音的特性,分析出心音的聲學特性,設(shè)計出心臟-胸腔的聲場模型,在此基礎(chǔ)上提出基于波疊加法的內(nèi)心音聲場重構(gòu)方法;然后討論心臟發(fā)聲源的等效問題,重點討論等效源面形狀、發(fā)聲點位置坐標的設(shè)置及一系列聲學參數(shù)的設(shè)定,并且設(shè)計出心臟-胸腔實物仿真模型用于內(nèi)心音聲場重構(gòu)參數(shù)的測試;最后利用本課題組自制的多路心音采集器所實時采集到的心音信號,按心音幀的方式重構(gòu)出了內(nèi)心音場的8幀平均幅值圖。實驗結(jié)果表明,本文所述方法具有明顯的可行性和實用性,能逐幀反映出心臟四個瓣膜振動發(fā)聲的過程。3.通過該內(nèi)心音重構(gòu)方法去重構(gòu)兩例病理心音,具體病例包括肥厚型心肌病和房室隔缺損,通過分析重構(gòu)出來的病理心音平均幅值圖可以比較清楚地定位病理瓣膜,也證明該重構(gòu)方法可用于重構(gòu)病理心音。本文提出的基于波疊加法的內(nèi)心音場重構(gòu)方法不僅能夠通過重構(gòu)正常心音并以重構(gòu)出來的平均幅值圖來反映出四個瓣膜的振動情況,也能夠?qū)Σ±硇囊暨M行重構(gòu),將導致產(chǎn)生病理心音的病理特征體現(xiàn)出來。這些研究結(jié)果對于今后的心臟溯源和心臟疾病病灶點的研究和應(yīng)用具有理論意義和實用價值。
【學位單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：R540.4;TN911.7
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 本課題的研究背景和意義
    1.2 本課題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 心音逆問題的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 聲場重構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點
第二章 心臟的結(jié)構(gòu)和聲場重構(gòu)的基本理論
    2.1 心臟的結(jié)構(gòu)及工作過程
        2.1.1 人類心臟的結(jié)構(gòu)
        2.1.2 心臟跳動的工作過程
    2.2 心音產(chǎn)生機理的分析
    2.3 心音的聲學特性
    2.4 聲場重構(gòu)的理論基礎(chǔ)
        2.4.1 聲場重構(gòu)的概念
        2.4.2 聲場重構(gòu)方法的分類
        2.4.3 波疊加法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于胸腔環(huán)境下內(nèi)心音場重構(gòu)的基本原則
    3.1 傳統(tǒng)聲場重構(gòu)的基本原則
    3.2 胸腔環(huán)境下內(nèi)心音場重構(gòu)的基本原則和假設(shè)
    3.3 在近場環(huán)境下的內(nèi)心音場重構(gòu)方法分析與選擇
        3.3.1 近場環(huán)境下模態(tài)分析法的重構(gòu)
        3.3.2 重構(gòu)結(jié)果及分析
        3.3.3 在近場環(huán)境下波疊加法的重構(gòu)
        3.3.4 重構(gòu)結(jié)果及分析
    3.4 滿足近場環(huán)境下的兩種重構(gòu)方法分析與選擇
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于波疊加法的內(nèi)心音場獲取方法
    4.1 外心音與內(nèi)心音的特性
        4.1.1 心音的特性及產(chǎn)生機制
        4.1.2 外心音和內(nèi)心音的關(guān)系
    4.2 內(nèi)心音的聲場重構(gòu)方法
        4.2.1 設(shè)計思想
        4.2.2 人體心臟-胸腔的聲場模型
        4.2.3 內(nèi)心音場的重構(gòu)
    4.3 實驗仿真
        4.3.1 心臟發(fā)聲源等效及測量面與重構(gòu)面的設(shè)置
        4.3.2 測量數(shù)據(jù)去噪
        4.3.3 心臟-胸腔實物仿真圖及相關(guān)聲學參數(shù)的確定
        4.3.4 內(nèi)心音場重構(gòu)結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 病理內(nèi)心音的聲場重構(gòu)
    5.1 病理內(nèi)心音及其分段研究概述
    5.2 心肌病患者（肥厚型）的內(nèi)心音重構(gòu)研究
        5.2.1 心肌病（肥厚型）的概述
        5.2.2 對應(yīng)內(nèi)病理心音的重構(gòu)仿真結(jié)果及分析
    5.3 房室隔缺損患者的內(nèi)心音重構(gòu)研究
        5.3.1 房室隔缺損的概述
        5.3.2 對應(yīng)病理心音的重構(gòu)仿真結(jié)果及分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄1攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2攻讀碩士學位期間申請的專利
附錄3攻讀碩士學位期間參加的科研項目
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2830416