基于多路心音的心脏杂音类型的识别方法技术

基于多路心音的心脏杂音类型的识别方法，包括同步采集并同步记录心电图和多路心音图，分别识别每个心动周期的心电特征，根据每个心电特征对应寻找每一路心音图的心音特征，标记所有心音图的M1,T1,A2,P2；在T1‑A2之间识别收缩期杂音及其传递方向。本发明专利技术具有初步判断心音传递方向和传递范围，适合家用监测心脏状态的优点。

Recognition method of heart murmurs based on multi-channel heart sounds

Recognition methods of heart murmur types based on multi-channel phonocardiogram include synchronous acquisition and recording of electrocardiogram and multi-channel phonocardiogram, respectively recognizing the electrocardiogram characteristics of each cardiac cycle, searching the phonocardiogram features of each channel corresponding to each ECG feature, marking M1, T1, A2, P2 of all phonocardiograms, and recognizing between T1 and A2. Do not systolic murmurs and their direction of transmission. The invention has the advantages of preliminary judging the direction and range of heart sound transmission, and is suitable for household monitoring of heart state.

【技术实现步骤摘要】
基于多路心音的心脏杂音类型的识别方法
本专利技术涉及一种心电图心音图的分析方法，特别是一种适于家用心电心音监测的心电心音分析方法。
技术介绍
在人体心脏，窦房结自动地、有节律地产生电流，电流按传导组织的顺序传送到心脏的各个部位，从而引起心肌细胞的收缩和舒张。由窦房结发出的兴奋按一定的途径和过程依次向心房和心室传递，引起整个心脏的兴奋。因此，心脏各部分兴奋过程中出现的电变化的方向、途径、次序和时间具有规律。这种生物电变化通过心脏周围的导电阻值和体液反映到体表，使身体各部位在每一个心动周期中都发生有规律的电变化。用引导电机置于肢体或躯体的指定部位记录出来的心脏电变化曲线成为心电图。心音图显示心音和心脏额外音、杂音图形。心音图对判定心脏杂音的形态和频率组成有很大作用，更能判定心音和杂音的时间，明确区分某些心音发生的顺序，鉴别心动周期中连贯的连续性杂音。右心房和右心室之间有三尖瓣，左心房和左心室之间有二尖瓣，右心室与肺动脉之间有肺动脉瓣，左心室与主动脉之间有主动脉瓣。右心房兴奋，三尖瓣打开，血流进入右心室，三尖瓣关闭，右心室兴奋，血流输入肺动脉。肺循环后的血液进入左心房，二尖瓣打开血液进入左心室，二尖瓣关闭，左心室兴奋，血流输入主动脉。S1的产生于二尖瓣(T1)和三尖瓣(M1)的闭合有关，S2的产生是主动脉瓣(A2)和肺动脉瓣(P2)的闭合引起。心电位变化时心脏变化的始动因素，最先表现出来，第一心音S1落后于心电图的R波，第二心音S2在心电复极波(T波)之后。心脏瓣膜听诊区通常有五个区，①二尖瓣区M:位于心尖搏动最强点，又称心尖区；②肺动脉瓣区P:在胸骨左缘第2肋间；③主动脉瓣区A:心底部右侧，位于胸骨右缘第2肋间；④主动脉瓣第二听诊区E:心底部左侧，在胸骨左缘第3肋间，又称Erb区，有利于诊断主动脉瓣关闭不全；⑤三尖瓣区T:在胸骨下端左缘，即胸骨左缘第4、5肋间。心音听诊顺序为：①二尖瓣区M开始—②肺动脉瓣区P—③主动脉瓣区A—④主动脉瓣第二听诊区E—⑤三尖瓣区T。或者是：⑤三尖瓣区开始-④主动脉瓣第二听诊区-③主动脉瓣区-②肺动脉瓣区-①二尖瓣区。正常的心脏，第一心音在心尖部最清楚，第二心音在心底部最清楚。对于有心脏杂音的情况，由于某些原因，血液在心脏和大血管内流动的过程中，发生湍流和旋涡，冲击附近组织，引起震动而产生心脏杂音。有的心脏杂音比较局限，有的比较广泛，不同的心脏疾患，有其特有的传导方向。多数情况下，杂音最响的部位常在胸骨上部右缘和颈部，而二尖瓣关闭不全的最响部位可能在心尖部。杂音最响的部位和传导范围，对判定杂音的来源有帮助。杂音的传递方向和范围对于心脏疾病类型的判断有帮助。但目前对于心音传递的方向和范围只能通过医生对患者不同的心脏听音位置逐一的听诊，完全依赖医生的听诊技巧和经验给出诊断结果。这种人工听诊方法无法同时获取患者各个心脏听诊区的心音，并且无法进行多路心音数据分析。本申请中关于心音图和心电图的术语解释：第一心音S1，M1是S1中第一个可以听到的成分，T1是S1中第二个可以听到的成分。正常情况下，T1紧跟M1，发生于三尖瓣闭合之后。正常情况下M1和T1之间间隔为0.02s。第二心音S2，S2的产生是主动脉瓣(A2)和肺动脉瓣(P2)的闭合引起，A2是S2的第一个组成成分，P2是S2的第二个组成成分，P2通常只能在心底部左部才能听到。正常情况下，A2和P2的间隔约为0.03S。第三心音S3，S3产生于S2之后，20岁之前发生的概率为84.4％；25岁以后的发生概率为46.6％，40岁以上很少听到S3。第四心音S4，S4发生于第一心音之前。从心动周期来看，S1～S2对应心脏的收缩期，S2～下一周期的S1对应心脏的舒张期。心电图中，一个心动周期包含P波，QRS波和T波，第一心音S1落后于P波，第二心音落后于T波，QT间期指的是Q波来临时刻到T波结束时刻的间期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够同时监控心电、和多路心音信号，初步判断心音传递方向和传递范围的多路心音分析的方法。一种多路心音的分析方法，包括以下步骤：步骤1：同步采集并同步记录心电图和多路心音图，每路心音图与各自的听诊区对应，心音图按照听诊区顺序排列，心电图和所有心音图使用同一个时间轴，心电监测时同时获得心率；步骤2：通过心率获得心动周期，分别识别每个心动周期的心电特征，使用心电特征标记时间轴，心电特征至少包括R波和T波；步骤3：根据心电特征对应寻找每一路心音图的心音特征，心音特征包括S1和S2；步骤4：根据S1出现的时刻，和/或S1的强度，和/或S2的时刻，和/或S2的强度识别心脏是否有病变或病变趋势。心电图的心电特征至少包括R波和T波，正常来说，心电R波之后应出现第一心音S1，心电T波之后应出现第二心音S2。心电特征R波的确定方法为：1)、获取使用者的心率，计算出每次心脏跳动的平均时间t，以t作为心动周期的时长；2)、在心电图中获取一段时间长度为t的心电图形作为当前心电图形，对当前心电图形采样，并获得每个采样点的幅值，寻找当前心电图形的最大幅值点，该最大幅值点作为当前R波，记录R波时刻。心电特征T波的确定方法为：3.1)、从当前R波向后截取长度为t的心电图作为当前心电图形，对当前心电图形进行采样，获取每个采样点的幅值，识别当前心电图形中的所有波峰，波峰指的是该点幅值大于其前后相邻的采样点；3.2)、寻找幅值最大的波峰，判断该波峰与当前R波的时间间隔TR1是否小于该波峰与当前心电图形结束时刻的时间间隔TR2，若是，则将该幅值最大的波峰作为T波，并标记T波时刻。作为优选的方案，心电特征还包含P波，P波的确定方法为：从当前R波向后截取长度为t的心电图形，截取从T波之后的图形作为当前分析图形，对当前分析图形进行采样，获取每个采样点的幅值，识别当前心电图形中的所有波峰，波峰指的是该点幅值大于其前后相邻的采样点；寻找幅值最大的波峰，判断该波峰与当前T波的时间间隔TP1是否大于该波峰与当前心电图形结束时刻的时间间隔TP2，若是，则将该幅值最大的波峰作为P波，以前一个P波到后一个P波作为一个心动周期。根据心电特征定位识别第一心音S1及其强度、第二心音S2及其强度心音听诊区至少包括心尖部(M区)，心底部左侧(P区)，心底部右侧(A区)和左胸骨边缘(T区)。获取S1的强度的方案为：在每一个心动周期内分别进行以下操作：获取当前心动周期的心电图的R波和T波，分别对每个心音图，截取RT间期的图形作为当前心音图形，对当前心音图形进行采样，获得每个采样点的幅值，寻找到最大幅值的采样点；获取最大幅值采样点与R波的间期TR和最大幅值采样点与T波的间期TT，判断是否TR<TT，若是，则将最大幅值的采样点作为当前心音图的当前心动周期的S1，最大幅值作为S1的强度；若否，则提高采样频率，重复本步骤；以MS1表示M区的S1强度，以PS1表示P区的S1强度，AS1表示A区的S1强度，TS1表示T区的S1强度。获取S2的强度的方案为：在每一个心动周期内分别进行以下操作：获取当前心动周期的心电图的T波到下一个心动周期的P波之间的TP间期，分别对每个心音图，截取TP间期的图形作为当前心音图形，对当前心音图形进行采样，获得每个采样点的幅值，寻找到最大幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多路心音的心脏杂音类型的识别方法，包括以下步骤：步骤1：同步采集并同步记录心电图和多路心音图，每路心音图与各自的听诊区对应，心音图按照听诊区顺序排列，心电图和所有心音图使用同一个时间轴，心电监测时同时获得心率；步骤2：通过心率获得心动周期，分别识别每个心动周期的心电特征，使用心电特征标记时间轴，心电特征至少包括R波和T波；步骤3：根据每个心电特征对应寻找每一路心音图的心音特征，心电R波定位第一心音S1，S1包含M1，T1，心电T波定位第二心音S2，S2包含A2，P2；步骤3.1：分别对于心电图中每个心动周期获取R波，获取M区心音图上与当前R波对应的S1，获取S1的最大值出现时刻tS1，tS1作为M1对应的时刻，以tS1标记所有心音图的M1；步骤3.2：获取T区心音图上tS1标记的S1，获得tS1之后出现的第一个明显峰值，明显峰值指的是跟tS1时刻的幅值相近，可根据T1幅值数据统计获得，以tS1之后第一个明显峰值出现时刻tT1作为T1对应的时刻，以tT1标记所有心音图的T1；步骤3.3：获取A区心音图上与当前T波对应的S2，获取S2的最大值出现时刻tS2，tS2作为A2对应的时刻，以tS2标记所有心音图的A2；步骤3.4：获取P区心音图上tS2标记的S2，获得tS2之后出现的第一个明显峰值，明显峰值指的是跟tS2时刻的幅值相近，可根据P2幅值数据统计获得，以TS2之后第一个明显峰值出现时刻出现tP2作为P2对应的时刻，以tP2标记所有心音图的P2；步骤4：在T1‑A2之间识别收缩期杂音及其传递方向：步骤4.1：依次获取每个心音图在当前心动周期的T1‑A2之间的D1图形；步骤4.2：针对D1图形，若有且只有一个听诊区心音图的D1图形具有明显幅值的脉冲信号，则输出该听诊区具有收缩期杂音；若有多个听诊区心音图的D1图形具有明显幅值的脉冲信号，则获取每个D1图形的幅值，将每个听诊区按D1图形的幅值从大到小排列，心音听诊区的排序为杂音的传递方向，幅值最大的听诊区所对应的瓣膜则可能是病变的原始位置。...

【技术特征摘要】
1.基于多路心音的心脏杂音类型的识别方法，包括以下步骤：步骤1：同步采集并同步记录心电图和多路心音图，每路心音图与各自的听诊区对应，心音图按照听诊区顺序排列，心电图和所有心音图使用同一个时间轴，心电监测时同时获得心率；步骤2：通过心率获得心动周期，分别识别每个心动周期的心电特征，使用心电特征标记时间轴，心电特征至少包括R波和T波；步骤3：根据每个心电特征对应寻找每一路心音图的心音特征，心电R波定位第一心音S1，S1包含M1，T1，心电T波定位第二心音S2，S2包含A2，P2；步骤3.1：分别对于心电图中每个心动周期获取R波，获取M区心音图上与当前R波对应的S1，获取S1的最大值出现时刻tS1，tS1作为M1对应的时刻，以tS1标记所有心音图的M1；步骤3.2：获取T区心音图上tS1标记的S1，获得tS1之后出现的第一个明显峰值，明显峰值指的是跟tS1时刻的幅值相近，可根据T1幅值数据统计获得，以tS1之后第一个明显峰值出现时刻tT1作为T1对应的时刻，以tT1标记所有心音图的T1；步骤3.3：获取A区心音图上与当前T波对应的S2，获取S2的最大值出现时刻tS2，tS2作为A2对应的时刻，以tS2标记所有心音图的A2；步骤3.4：获取P区心音图上tS2标记的S2，获得tS2之后出现的第一个明显峰值，明显峰值指的是跟tS2时刻的幅值相近，可根据P2幅值数据统计获得，以TS2之后第一个明显峰值出现时刻出现tP2作为P2对应的时刻，以tP2标记所有心音图的P2；步骤4：在T1-A2之间识别收缩期杂音及其传递方向：步骤4.1：依次获取每个心音图在当前心动周期的T1-A2之间的D1图形；步骤4.2：针对D1图形，若有且只有一个听诊区心音图的D1图形具有明显幅值的脉冲信号，则输出该听诊区具有收缩期杂音；若有多个听诊区心音图的D1图形具有明显幅值的脉冲信号，则获取每个D1图形的幅值，将每个听诊区按D1图形的幅值从大到小排列，心音听诊区的排序为杂音的传递方向，幅值最大的听诊区所对应的瓣膜则可能是病变的原始位置。2.如权利要求1所述的基于多路心音的心脏杂音类型的识别方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：边俊杰，邹文初，邹旭辉，
申请(专利权)人：河南善仁医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41