基于心音分析的心脏病自动分类系统及其心音分段方法

摘要

一种基于心音分析的心脏病自动分类系统，包括：心音传感器，它用于将被测者的心音振动信号转换成电信号的形式输出；具有多媒体功能的计算机，它通过数据采集卡与所述心音传感器连接，将心音传感器输出的被测者的心音信号录制并存储于存储单元中；以及，安装于所述计算机内的心音分段程序、心音特征提取程序和分类器。本系统通过心音传感器将心音振动信号转变为电信号，通过声卡或其他带AD转换的数据采集卡转变为数字信号记录并存储在计算机中，运行在计算机上的分段、特征提取及模式识别程序，完成对心音信号的自动分类。该系统体积小，成本低，分段准确，抗干扰能力强，方便在低等级医院及社区医疗中普及。

主权项

1. 一种基于心音分析的心脏病自动分类系统，其特征在于包括：心音传感器，它用于将被测者的心音振动信号转换成电信号的形式输出；具有多媒体功能的计算机，它通过数据采集卡与所述心音传感器连接，将心音传感器输出的被测者的心音信号录制并存储于存储单元中；以及，安装于所述计算机内的：心音分段程序，计算机的CPU运行该心音分段程序，访问存储单元中的心音信号，将一个心动周期的心音信号分为第一心音、收缩期、第二心音和舒张期四段；该心音分段程序包括：心音信号包络计算模块，该模块利用香农能量获取所述心音信号的包络；确定心音段模块，该模块在所述心音信号的包络中寻找能量在一定幅度以上的所有连续心音段，并确定其粗糙边界，然后根据正常心音中第一心音和第二心音时间间隔的统计结果，去除多余的心音段，合并分裂的心音段；判断模块，该模块以心音段的数目、所有第一心音或所有第二心音的最大能量是否接近为判据，检查确定心音段模块所确定的心音段是否为真正的第一心音或第二心音，若是则分段成功，否则，调整统计参数，重新运行确定心音段模块；以及，确定精确边界模块，该模块通过统计第一心音段和/或第二心音段边界处的信号的短时过零率，来区分心音信号和心杂音信号，从而确定第一心音段的精确边界和/或第二心音段的精确边界；心音特征提取程序，计算机的CPU运行该心音特征提取程序提取所述一个心动周期的心音信号的心音特征；分类器，计算机的CPU运行该分类器将提取到的心音特征与计算机存储单元中的心脏病分类标准比较，将分类结果输出到打印机或显示屏。