一种心音信号解析方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种心音信号解析方法，通过对获取到的心音信号进行预处理得到包络心音信号，然后对该包络信号进行量化编码、分段处理以获取心音信号的心音像矩阵，根据心音像矩阵构建RGB颜色空间的心音像图，并从心音像图中提取可反映心脏生理信息以及病理信息的特征参量，通过这些特征参量以及心音像图的色彩变化对待测者的心脏状况进行评价。通过色彩的明亮表征心音的强弱，以色彩的变化来表征心音信号的变化，方便简洁、直观易懂；还有效的消除了脉冲式噪声的影响，提高了整个心音解析的准确度。此外，本发明专利技术实施例还提供了相应的实现装置以及系统，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置和系统具有相应的优点。

Heart sound signal analytic method, device and system

The embodiment of the invention discloses a heart sound signal analysis method, preprocessto obtain the heart sound envelope of heart sound signal through access to the heart, and then the envelope signal of audio and video matrix encoding, segmentation processing to obtain the heart sound signal, according to the heart heart to construct the RGB matrix of audio and video audio and video color space, and extract reflect the cardiac physiological information and characteristic parameters of pathological information from the heart of audio and video in the picture, by these characteristic parameters and heart audio-visual figure color towards changes in measuring heart condition evaluation. The bright color of the strength of the characterization of heart sounds, to change color to characterize changes of heart sound signal, convenient and simple, intuitive and easy to understand; it can effectively eliminate the influence of noise, improves the accuracy of the analysis of heart sounds. In addition, the embodiment of the invention also provides the corresponding realization device and system, further makes the method more practical, and the device and the system have corresponding advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种心音信号解析方法、装置及系统
本专利技术实施例涉及医疗器械制备
，特别是涉及一种心音信号解析方法、装置及系统。
技术介绍
随着现代生活的快节奏以及压力越来越大，心血管疾病呈现年轻化趋势，早期的检查对心血管疾病的预防以及控制具有很大的价值。但是，由于人类没有足够的时间与精力定期接受医院医疗体检，导致心血管病无法早期检测，无法得到有效的控制与预防，增大了由心血管病引发的死亡机率。心音为心肌收缩、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，包含着心脏的大量生理信息和病理信息，可作为评估心脏状况的诊断参数。心音可在胸壁一定部位用听诊器或传感器获取，也可通过换能器等记录心音的机械振动，获取到的振动信息称为心音图。现有技术中根据心音信号获取到的心音图为一维的波形图，这种一维波形图对于一般无医学基础知识，或者没有心血管病医疗经验的人无法准确的了解波形图对应的生理信息或者病理信息，也就无法在早期准确的判断是否有心血管疾病。故，如何将心音诊断的结果以浅显易懂、直观简洁的方式进行呈现，让更多人的人在不用接收专业医疗培训或去医院体检，便可通过心音信号反应的生理信息以及病理信息，自我判断当前心脏的状况，从而实现早期检测心血管疾病，并有效的进行控制与预防的目的，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种心音信号解析方法、装置及系统，将心音诊断结果以直观易懂、简洁方便的形式进行呈现，可以让非医疗专员人员了解当前心音信号反映的生理信息以及病理信息。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：本专利技术实施例一方面提供了一种心音信号解析方法，包括：获取待测者的心音信号，并对所述心音信号进行预处理，以获取所述心音信号的包络信号；对心音包络信号进行量化编码，得到心音编码信号，将所述心音编码信号根据预设数据长度进行分段，根据各段所述心音编码信号以及相应的元素生成心音像矩阵；将所述心音像矩阵中各元素作为RGB元素，构建心音像图，根据所述心音像图提取心音的特征参量，所述特征参量包括心音直线、心音直线相关参数以及心动周期差异性；根据所述特征参量以及所述心音像图的色彩变化，对所述待测者的心脏状况进行评价。可选的，所述根据所述心音像图提取心音的特征参量，所述特征参量包括心音直线、心音直线相关参数以及心动周期差异性包括：在所述心音像图中确定第一心音对应的第一心音色段，以及第二心音对应的第二心音色段；在各所述第一心音色段确定相应的第一心音峰值点、以及在各所述第二心音色段确定相应的第二心音峰值点；将各个峰值点进行相连并进行直线拟合，以获取第一心音直线以及第二心音直线。可选的，所述根据所述特征参量以及所述心音像图的色彩变化，对所述待测者的心脏状况进行评价为：判断所述第一心音色段、所述第二心音色段、舒张期心音色段以及收缩期心音色段的长度以及颜色变化是否满足预设正常条件；计算所述心音直线斜率，并根据所述心音直线斜率以及所述心音信号的采样率计算心动周期，根据所述心动周期计算所述心音直线对应的心率参数，以用于判断所述待测者的心率是否正常；根据各心音色段的长度以及颜色变化在所述心音像图中判断心杂音的位置以及类型，所述心杂音类型为递增型、递减型、递增递减型以及持续型；根据各所述心音色段的长度以及颜色变化、所述心率参数、所述心杂音的位置以及类型对所述待测者的心脏状况进行评价。可选的，所述根据心动周期计算所述心音直线对应的心率参数，以用于判断所述待测者的心率是否正常包括：当所述心率参数小于60时，所述待测者心动过缓；当所述心率参数处于60-100时，所述待测者心动正常；当所述心率参数大于100时，所述待测者心动过速。可选的，所述将所述心音编码信号根据预设数据长度进行分段为：将所述心音编码信号以2s的数据长度进行分段。可选的，所述对心音包络信号进行量化编码，得到心音编码信号为：对所述心音包络信号进行量化级数为64的量化编码，得到所述心音编码信号。可选的，所述并对所述心音信号进行预处理为：对所述心音信号进行高通滤波处理；将滤波处理后的心音信号降采样至预设传输模式下的抽样频率；对降采样的心音信号进行归一化处理，得到归一化的抽样心音信号；对所述抽样心音信号进行基于单自由度的包络提取。本专利技术实施例另一方面提供了一种心音信号解析装置，包括：心音信号预处理模块，用于获取待测者的心音信号，并对所述心音信号进行预处理，以获取所述心音信号的包络信号；心音像矩阵生成模块，用于对心音包络信号进行量化编码，得到心音编码信号，将所述心音编码信号根据预设数据长度进行分段，根据各段所述心音编码信号以及相应的元素生成心音像矩阵；提取特征参量模块，用于将所述心音像矩阵中各元素作为RGB元素，构建心音像图，根据所述心音像图提取心音的特征参量，所述特征参量包括心音直线、心音直线相关参数以及心动周期差异性；评价模块，用于根据所述特征参量以及所述心音像图的色彩变化，对所述待测者的心脏状况进行评价。本专利技术实施例还提供了一种心音信号解析系统，包括心音信号采集模块、显示器以及如上所述的心音信号解析装置。所述心音信号采集模块用于采集待测者的心音信号；所述显示器用于显示心音像图，并显示所述待测者的心脏评价结果。可选的，还包括：人机交互模块，用于接收用户在所述心音像图选取的心音色段以及心杂音位置。本专利技术实施例提供了一种心音信号解析方法，通过对获取到的心音信号进行预处理得到包络心音信号，然后对该包络信号进行量化编码、分段处理以获取心音信号的心音像矩阵，根据心音像矩阵构建RGB颜色空间的心音像图，并从心音像图中提取可反映心脏生理信息以及病理信息的特征参量，通过这些特征参量以及心音像图的色彩变化对待测者的心脏状况进行评价。本申请提供的技术方案的优点在于，根据人眼对色彩变化的敏感特点，将经过处理的待测心音信号进行量化编码，构建心音像图，通过色彩的明亮表征心音的强弱，以色彩的变化来表征心音信号的变化，方便简洁、直观易懂；此外，由于人体心音之间的差异以及采集数据时外界噪声的干扰，会造成对同一被测者的心音分析结果不同，通过将心动周期差异性作为特征参量，有效的消除了脉冲式噪声的影响，将心音信号进行量化，也有利于消除外界噪声的干扰，有利于提高整个心音解析的准确度；在已有的诊断指标基础上，通过心音像图求取新的特征参量作为诊断的指标，有利于提高整个心音信号解析的准确性，有利于获取更深层次的生理信息以及病理信息。此外，本专利技术实施例还针对心音信号解析方法提供了相应的实现装置与系统，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置以及系统具有相应的优点。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种心音信号解析方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的经过降噪以及归一化处理的心音包络信号示意图；图3为本专利技术实施例提供的心音编码信号进行分段以及成像的示意图；图4为本专利技术实施例提供的标准正常心音的心音像图；图5为本专利技术实施例提供的标准正常心音的心音像图的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心音信号解析方法，其特征在于，包括：获取待测者的心音信号，并对所述心音信号进行预处理，以获取所述心音信号的包络信号；对心音包络信号进行量化编码，得到心音编码信号，将所述心音编码信号根据预设数据长度进行分段，根据各段所述心音编码信号以及相应的元素生成心音像矩阵；将所述心音像矩阵中各元素作为RGB元素，构建心音像图，根据所述心音像图提取心音的特征参量，所述特征参量包括心音直线、心音直线相关参数以及心动周期差异性；根据所述特征参量以及所述心音像图的色彩变化，对所述待测者的心脏状况进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种心音信号解析方法，其特征在于，包括：获取待测者的心音信号，并对所述心音信号进行预处理，以获取所述心音信号的包络信号；对心音包络信号进行量化编码，得到心音编码信号，将所述心音编码信号根据预设数据长度进行分段，根据各段所述心音编码信号以及相应的元素生成心音像矩阵；将所述心音像矩阵中各元素作为RGB元素，构建心音像图，根据所述心音像图提取心音的特征参量，所述特征参量包括心音直线、心音直线相关参数以及心动周期差异性；根据所述特征参量以及所述心音像图的色彩变化，对所述待测者的心脏状况进行评价。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心音像图提取心音的特征参量，所述特征参量包括心音直线、心音直线相关参数以及心动周期差异性包括：在所述心音像图中确定第一心音对应的第一心音色段，以及第二心音对应的第二心音色段；在各所述第一心音色段确定相应的第一心音峰值点、以及在各所述第二心音色段确定相应的第二心音峰值点；将各个峰值点进行相连并进行直线拟合，以获取第一心音直线以及第二心音直线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征参量以及所述心音像图的色彩变化，对所述待测者的心脏状况进行评价为：判断所述第一心音色段、所述第二心音色段、舒张期心音色段以及收缩期心音色段的长度以及颜色变化是否满足预设正常条件；计算心音直线斜率，并根据所述心音直线斜率以及所述心音信号的采样率计算心动周期，根据所述心动周期计算所述心音直线对应的心率参数，以用于判断所述待测者的心率是否正常；根据各心音色段的长度以及颜色变化在所述心音像图中判断心杂音的位置以及类型，所述心杂音类型为递增型、递减型、递增递减型以及持续型；根据各所述心音色段的长度以及颜色变化、所述心率参数、所述心杂音的位置以及类型对所述待测者的心脏状况进行评价。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述心动周期计算所述心音直线对应的心率参数，以用于判断所述待测者的心率是否正...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘栋博，王海滨，刘雪敬，房玉，唐自祥，王维博，刘忠明，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51