基于心音信号时域特征的心率计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于心音信号时域特征的心率计算方法，它包括以下步骤：步骤1，获取心音信号；步骤2，提取局部最大值点；步骤3，提取满足心率特征的点；步骤4，计算心率，本方法省掉包络提取和合并心音分裂过程，直接从心音时域特征出发确定心音分段，并利用中位数法减小误差。进而使得计算心率的时间成本更。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子信息医学
，具体涉及一种基于心音信号时域特征的心率计算方法。
技术介绍
心音指由心肌收缩、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。它可在胸壁一定部位用听诊器听取，也可用换能器等仪器记录心音的机械振动。一个心跳周期的心音可分为第一心音(S1)第二心音(S2)(正常情况下均可听到)，第三心音(S3通常仅在儿童及青少年可听到)，第四心音(S4正常情况很少听到)。对于包含多个连续心跳周期的心音信号，则可通过定位各个心跳周期内的S1、S2来计算心率值。比如利用相邻两个S1(或S2)的时间间隔可以计算出一个瞬时心率值，而多个瞬时心率的均值就是这段时间内的平均心率值。因此，定位心音信号中S1、S2的位置成为基于心音信号计算心率的关键。现有心率计算技术通常依赖于信号包络提取、设置香农阈值、合并心音分裂来确定心音分段。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种基于心音信号时域特征的心率计算方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于心音信号时域特征的心率计算方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1，获取心音信号；步骤2，将心音信号等分为N段，分别提取每一段内的最大值点，再从这N个中选取幅度最大的M个点；步骤3，按照时间顺序将M个点排序，如果某连续三个点即第一点A、第二点B、第三点C满足如下条件：A到B的时间间隔小于B到C的时间间隔，并且A到C的时间间隔内得出的心率值R在范围[30，240]内，则保留该R值，其中R＝(d*60)/f，d表示AC时间间隔，f表示心音信号采样频率；步骤4，将步骤3中得到的所有心率值R按照大小排序，取排序后序列中的中位数以及与该中位数左右相邻的两个数，并得出中位数及其左右两个邻值的平均值，该平均值即为心率。更进一步的技术方案是，所述步骤3中，按照时间顺序将M个点排序，如果某连续三个点即第一点A、第二点B、第三点C不满足如下条件：A到B的时间间隔小于B到C的时间间隔，并且A到C的时间间隔内得出的心率值R在范围[30，240]内，则心率值R＝(d*60)/f，d表示M个点中相邻两点之间的时间间隔，f表示心音信号采样频率，再保留在范围[30，240]内的心率值R。更进一步的技术方案是，所述步骤4中如果排序后序列中的中位数没有与其左邻或右邻的数，则计算平均值时，不将该左邻或右邻的数计入。本方法主要基于如下三个时域特征，第一，一个心跳周期的心音信号，通常其S1、S2所在位置的信号幅值最大，第二，S2与前一个S1的时间间隔小于S2与后一个S1的时间间隔。第三，心率值通常位于30至240之间。然后结合以上三个时域特征，则可较好定位出一段心音信号中多个S1、S2的位置，从而
计算出心率值。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本方法省掉包络提取和合并心音分裂过程，直接从心音时域特征出发确定心音分段，并利用中位数法减小误差。进而使得计算心率的时间成本更小。具体实施方式一种基于心音信号时域特征的心率计算方法，它包括以下步骤：步骤1，获取心音信号利用电子听诊器采集心音信号，采集时间为6秒；步骤2，提取局部最大值点将6秒长心音信号等分为48段，分别提取每一段内的最大值点，再从这48个点钟选取幅值最大的12个点；步骤3，提取满足心率特征的点按照时间顺序将12个点排序，如果某连续三个点即第一点A、第二点B、第三点C满足如下条件：A到B的时间间隔小于B到C的时间间隔，并且A到C的时间间隔内得出的心率值R在范围[30，240]内，则保留该R值，其中R＝(d*60)/f，d表示AC时间间隔，f表示心音信号采样频率；步骤4，计算心率将步骤3中得到的所有心率值R按照大小排序，取排序后序列中的中位数以及与该中位数左右相邻的两个数，并得出中位数及其左右两个邻值的平均值，该平均值即为心率；步骤3中，按照时间顺序将M个点排序，如果某连续三个点即第一点A、第二点B、第三点C不满足如下条件：A到B的时间间隔小于B到C的时间间隔，
并且A到C的时间间隔内得出的心率值R在范围[30，240]内，则心率值R＝(d*60)/f，d表示M个点中相邻两点之间的时间间隔，f表示心音信号采样频率，再保留在范围[30，240]内的心率值R；步骤4中如果排序后序列中的中位数没有与其左邻或右邻的数，则计算平均值时，不将该左邻或右邻的数计入。以上具体实施方式对本专利技术的实质进行详细说明，但并不能对本专利技术的保护范围进行限制，显而易见地，在本专利技术的启示下，本
普通技术人员还可以进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本专利技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于心音信号时域特征的心率计算方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1，获取心音信号；步骤2，将心音信号等分为N段，分别提取每一段内的最大值点，再从这N个中选取幅度最大的M个点；步骤3，按照时间顺序将M个点排序，如果某连续三个点即第一点A、第二点B、第三点C满足如下条件：A到B的时间间隔小于B到C的时间间隔，并且A到C的时间间隔内得出的心率值R在范围[30，240]内，则保留该R值，其中R＝(d*60)/f，d表示AC时间间隔，f表示心音信号采样频率；步骤4，将步骤3中得到的所有心率值R按照大小排序，取排序后序列中的中位数以及与该中位数左右相邻的两个数，并得出中位数及其左右两个邻值的平均值，该平均值即为心率。

【技术特征摘要】
1.一种基于心音信号时域特征的心率计算方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1，获取心音信号；步骤2，将心音信号等分为N段，分别提取每一段内的最大值点，再从这N个中选取幅度最大的M个点；步骤3，按照时间顺序将M个点排序，如果某连续三个点即第一点A、第二点B、第三点C满足如下条件：A到B的时间间隔小于B到C的时间间隔，并且A到C的时间间隔内得出的心率值R在范围[30，240]内，则保留该R值，其中R＝(d*60)/f，d表示AC时间间隔，f表示心音信号采样频率；步骤4，将步骤3中得到的所有心率值R按照大小排序，取排序后序列中的中位数以及与该中位数左右相邻的两个数，并得出中位数及其左右两个邻值的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杨，张雅勤，刘传银，彭晶，万潇，梁庆真，
申请(专利权)人：四川长虹电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51