先天性心脏病心音信号分析方法研究

发布时间：2016-12-06 07:34

  本文关键词：先天性心脏病心音信号分析方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

《云南大学》 2015年

先天性心脏病心音信号分析方法研究

苗晟  

【摘要】：心音信号是一种人耳能够听到的生物医学信号,它含有大量的心脏活动信息,能够如实地反映心脏活动状态。国内外研究已经证实,通过对心脏的听诊能够对心脏类疾病进行辨识,尤其是先天性心脏病。随着电子技术的发展,研究人员希望通过信号处理的方法,对实测心音信号进行分析,提取有效的病理特征进行识别,在医生初诊时提供一些辅助信息。但由于心音是一种非平稳的随机信号,上述研究是一个很有挑战性的课题。 本文针对心音信号特点,从心音的产生机理及固有特性入手,结合先天性心脏病患者杂音的病理特征,分析对比了心音处理各阶段的不同算法,给出了一套完整的心音和杂音分析流程。该流程包括：首先对心音进行预处理,包括融合、去噪、分割定位三个步骤,通过心音预处理将心音分为可分割定位和不可分割定位两大类：对于可分割定位的心音,通过单通道部分重叠稀疏模型将其分离为心音占优路和杂音占优路,并提取了六类特征进行分类识别；对于不可分割定位的心音,直接给出无需分割定位的心音特征提取及聚类方法。最后,采用实际临床采集心音信号对上述流程进行验证,得出实验结果并给出分析结论。 论文的主要工作及创新点如下： ·在心音信号分割算法中提出基于模板匹配的分割方法,将心音的分割方法从一维映射到二维,使心音分割定位更加准确。同时,心音分割算法能够自动辨识心音分割定位是否成功,并将不可分割定位的心音信号提取出来单独进行处理,使得对心音的分析更加广泛实用； ·针对可分割定位的心音,为突出其杂音特征,文中提出了一种单通道部分重叠的稀疏模型,基于该模型的分离方法能够将可分割定位的心音分离为心音占优路和杂音占优路。文中详细介绍了该模型的假设条件、分离思想和分离算法,并给出分析实例; ·不同于一般的仿真数据分析,本文研究中采用的实验数据均为临床采集心音信号,所以本文的分析结果具有很强的针对性和实用性。还分析对比了术前术后的心音信号,房间隔膜缺损(ASD)和室间隔膜缺损(VSD)患者的心音信号,并给出了心音的快速分类方法。 通过对实测心音数据库中选取的220例心音信号进行分类识别结果表明：对比其他文献所述的心音信号分类识别方法,本文的算法流程对心音的处理更加全面,无论是否可分割定位的心音都能进行分析。相对于其它分析方法,本文的心音处理流程对实测心音的分类识别率更高,达到81.3%,该结果具有较高的实际参考价值。

【关键词】：
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R541.1;TN911.72
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 全海燕,王威廉;基于小波多分辨分析的第一第二心音提取[J];北京生物医学工程;2004年01期

2 陈萌辉;叶大田;陈江天;;基于信号包络及短时过零率的心音分段算法[J];北京生物医学工程;2007年01期

3 孙科学;成谢锋;;一种心音信号盲源分离方法[J];电子测量与仪器学报;2012年06期

4 许晓飞;林勇;严彬彬;;基于希尔伯特-黄变换的心音包络提取[J];航天医学与医学工程;2008年02期

5 胡玉良;王海滨;陈健;魏秀波;;心音在时频两域中解析方法的研究[J];西华大学学报(自然科学版);2009年05期

6 王晓亚;倒谱在语音的基音和共振峰提取中的应用[J];无线电工程;2004年01期

7 杜陈艳;张榆锋;杨平;石岩岩;杨皖君;;经验模态分解边缘效应抑制方法综述[J];仪器仪表学报;2009年01期

8 蒋立虹,段昌群,马志强,朱黎军,尹文洁,邹弘麟,李鹏,吴剑,韦杰,那竹惠,陈文敏;云南省部分地区3~18岁人群先天性心脏病患病率调查[J];中华流行病学杂志;2005年03期

9 汤宝平;董绍江;马靖华;;基于独立分量分析的EMD模态混叠消除方法研究[J];仪器仪表学报;2012年07期

10 郭兴明;丁晓蓉;钟丽莎;雷鸣;翁渐;;小波包与混沌集成的心音特征提取及分类识别[J];仪器仪表学报;2012年09期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期

2 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期

3 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期

4 张晓东,张建新,韦岗;基于最小二乘法的汉语声调判决[J];安徽教育学院学报(自然科学版);1998年02期

5 段文亮 ,刘涤尘;发电厂暂态电磁环境的小波分析法[J];安全与电磁兼容;2005年04期

6 谢永乐;李西峰;;模拟集成电路参数型故障定位方法[J];半导体学报;2008年03期

7 田芬,李开成;MEM在铁路UM2000轨道电路信号接收中的应用[J];北方交通大学学报;2003年03期

8 宋一扬,李金平;基于ARM的实时语音识别系统在嵌入式系统中的应用[J];北方交通大学学报;2004年05期

9 宋娟;严翔;王维;王立德;;无线车载语音记录装置的设计与实现[J];北京交通大学学报;2011年05期

10 吴才成;测试系统中的数据融合技术[J];车辆与动力技术;2005年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 张利军;岳宏达;雷正林;;基于短时傅立叶变换的人工电子耳蜗言语处理器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

3 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年

4 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

5 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

6 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术（第九卷）[C];2011年

7 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年

8 李震宇;王秀波;;舰船噪声测量现场实时监测系统[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年

9 章林柯;何琳;江涌;;基于盲源分离的潜艇源识别信号去除干扰研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年

10 郭巧;张立伟;陆际联;;汉语语音信号的端点检测与切分[A];第九届全国信号处理学术年会（CCSP-99）论文集[C];1999年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年

2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年

5 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

6 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年

8 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年

9 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年

10 隋丹;通信信号盲检测技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年

2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年

3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年

4 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年

5 楼侃;基于DSP的语音信号环境噪声降噪处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年

6 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年

7 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年

8 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年

9 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年

10 靳志强;报告厅环境下语音增强方法研究[D];郑州大学;2010年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姚晓帅,郭兴明,陈剑,肖守中;基于数学形态学的心音包络提取与识别方法研究[J];北京生物医学工程;2004年03期

2 中国生;敖丽萍;赵奎;;基于小波包能量谱爆炸参量对爆破振动信号能量分布的影响[J];爆炸与冲击;2009年03期

3 李战明;郑蕾;;基于LabVIEW的心音信号采集与小波去噪系统的实验研究[J];电子测量技术;2010年03期

4 肖玉飞;刘祖润;李目;;基于小波包能量熵与SVM的模拟电路故障诊断[J];电子测量技术;2011年06期

5 张纯;杨俊安;叶丰;;基于小波分量奇异值分解的单通道盲分离算法[J];电子测量与仪器学报;2011年11期

6 刘琚,何振亚;盲源分离和盲反卷积[J];电子学报;2002年04期

7 成谢锋;陶冶薇;张少白;张学军;刘琚;;独立子波函数和小波分析在单路含噪信号盲分离中的应用研究:模型与关键技术[J];电子学报;2009年07期

8 欧世峰;高颖;赵晓晖;;自适应组合型盲源分离算法及其优化方案[J];电子与信息学报;2011年05期

9 朱冰莲;吕佶;;时频表达在心音研究中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);2006年05期

10 赵治栋,赵知劲,张嵩,潘敏,陈裕泉;心音自动分段算法研究[J];航天医学与医学工程;2004年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 万敏;独立分量分析的神经网络方法[D];电子科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 谢梅兰;心脏杂音分级量化研究及心脏能量分析[D];重庆大学;2010年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘娟;赵治栋;;基于心音信号谱分析的身份特征提取算法[J];杭州电子科技大学学报;2010年04期

2 李桥，邵庆余;心音信号分析方法述评[J];山东生物医学工程;1994年02期

3 吴延军，徐泾平，，赵艳，程敬之;心音信号处理与识别[J];中国医疗器械杂志;1996年05期

4 汪源源;利用小波变换分析心音信号[J];复旦学报(自然科学版);1997年03期

5 吴延军,赵艳,吕维雪;心音信号的聚类分析[J];生物医学工程学杂志;1998年03期

6 赵玲,李桥,邵庆余,朱兴雷,孟延,张玉华,刘毅,李新,周洪军;正常与异常心音信号比较研究[J];中国医学物理学杂志;2000年03期

7 张建,沈民奋,宋骥;三种时频分析方法在心音信号分析中的应用[J];汕头大学学报(自然科学版);2003年02期

8 张佃中,谭小红;心音信号噪声消除的小波变换方法[J];生物数学学报;2004年04期

9 周静;杨永明;何为;;心音信号的分析及其特征提取方法的研究[J];中国生物医学工程学报;2005年06期

10 单正娅;苏卫峰;韩东起;;基于小波分析的心音诊断方法研究[J];科技创新导报;2007年35期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 丁晓蓉;宋陆州;包鑫;郭兴明;;心音采集及其混沌动力学分析方法的初步研究[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年

2 骆懿;赵治栋;;一种便携式心音信号记录仪研究[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年

3 王佳;赵治栋;;嵌入式心音身份识别系统研究[A];浙江省电子学会2011学术年会论文集[C];2011年

4 赵卫强;赵治栋;;基于射频识别的心音身份认证系统研究[A];浙江省信号处理学会2012学术年会论文集[C];2012年

5 徐富强;王威廉;;基于LabVIEW的心音信号分析[A];2007'仪表，自动化及先进集成技术大会论文集（一）[C];2007年

6 徐昆良;全海燕;杜海涛;王威廉;;心音心电数据采集仪信号调理电路设计[A];第七届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2006年

7 罗保钦;曾庆宁;陈远贵;黄邦奉;胡斌;;基于LabVIEW的心音信号分析系统设计[A];2009全国虚拟仪器大会论文集（一）[C];2009年

8 全海燕;王威廉;;Hilbert-Huang变换及其在心音信号分析中的应用[A];第十一届全国信号处理学术年会（CCSP-2003）论文集[C];2003年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 陈历明;基于心音信号遥测的心肌变力性与变时性的研究[D];重庆大学;2004年

2 苗晟;先天性心脏病心音信号分析方法研究[D];云南大学;2015年

3 韦哲;心音时—频分析方法及虚拟动态心音分析系统的研究[D];兰州理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈国强;心音信号的提取和处理研究[D];西安电子科技大学;2009年

2 孙树平;基于自适应时频分析方法的心音信号分析研究[D];西华大学;2009年

3 马中武;基于心音信号分析的心脏病辅助诊断方法研究[D];兰州理工大学;2011年

4 丁晓蓉;基于混沌理论的心音信号非线性动力学分析[D];重庆大学;2012年

5 雷鸣;基于非线性分形理论的心音信号分析研究[D];重庆大学;2012年

6 卢德林;基于奇异谱去噪的心音信号混沌动力学分析[D];重庆大学;2013年

7 赵秀敏;心音信号的分析与分类方法研究[D];华东师范大学;2010年

8 屠志海;心音信号的分析方法研究[D];华东师范大学;2011年

9 韩阳;基于心音信号分析的心脏病诊断方法研究[D];兰州理工大学;2012年

10 袁志会;基于分形理论的心音信号特征分析与分类识别研究[D];重庆大学;2013年

  本文关键词：先天性心脏病心音信号分析方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：205959