心音信号的测量与处理
摘要:本文阐述了心音信号的产生机制及成分,分析了心音信号的采集和预处理,最后对近年来心音信号的识别和分类进行了简要的说明。
关键字:心音;心音信号;心音的识别
中图分类号:R4文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2010.09.020
文章编号:1672-0407(2010)09-044-03收稿日期:2010-08-17
一、引言
心音是指由心肌收缩、心脏瓣膜关闭和血液撞击心室壁、大动脉壁等引起的振动所产生的声音,是心脏及心血管系统机械运动状况的反映,其中包含着心脏各个部分如心房、心室、大血管、心血管及各个瓣膜功能状态的大量的生理和病理信息。心音信号作为人体最重要的生理信号之一,对其进行定量化、系统化的分析,在基础研究和临床诊断上都有十分重要的意义。
二、心音信号的产生机制及其成分
心脏的瓣膜和大血管在血流冲击下形成的湍流与涡流及其对心脏瓣膜、心房、室壁的作用所产生的振动,再加上心肌在周期性的心电活动作用下其刚性的迅速增加和减少形成的振动,经过心胸传到系统到达体表形成了体表心音,这就是对心音的发生机理的归纳[1]。心音听诊是心脏疾病无创性检测的重要方法,具有心电图、超声心电图不可取代的优势。
正常人的心音随心脏波动呈现周期的变化,临床上可分为第一心音、第二心音、第三心音、第四心音。第一心音和第二心音通常很容易被监听到,在某些情况下可监测到第三心音或第四心音。第一心音发生在心脏收缩期开始,音调低沉,持续时间较长,是由心室肌的收缩,房室瓣突然关闭以及随后射血入主动脉等引起的振动而产生的;第二心音发生在心脏舒张期的开始,频率较高,持续时间较短,是由半月瓣关闭,瓣膜互相撞击以及大动脉中血液减速和室内压迅速下降引起的振动而产生的;第三心音发生在第二心音后0.1～0.2秒,频率低,它的产生与血液快速流入心室使心室和瓣膜发生振动有关,通常仅在儿童能听到,因为较易传导到体表;第四心音是由于心房收缩时血流急速进入心室,振动心室壁而引起的,振幅低[2]。
三、心音信号的采集和预处理
一般的心音处理系统硬件部分大都是由心音传感器、心音信号预处理和计算机显示或存储等部分组成,其框图如图1所示。下面将详细分析心音信号的采集和预处理。
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