基于matlab的心音信号处理

《基于matlab的心音信号处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于MATLAB的心音信号处理目录1.概述21.1心音信号及MATLAB简介21.2设计目的51.3设计任务52.设计流程52.1设计方案选择52.1.1预处理方法的选择52.1.2时域分析72.1.3频域分析72.2MATLAB仿真结果及分析82.2.1预处理的结果及分析92.2.2时域分析的结果及分析122.2.3频域分析的结果及分析133.总结164.设计心得与体会17基于MATLAB的心音信号处理1.概述1.1心音信号及MATLAB简介心音信号是指在心动周期中，心肌收缩、心脏瓣膜启闭，心室壁、大动脉瓣等被血流冲撞，引起机械振动发出的声音。产生的声音信号通过周围组织传导到

2、胸壁，可以通过听诊器来听诊，也可以利用传感器将心音信号转换为电信号，进行心音信号的显示和存储。心音作为人体的一种重要的心脏、心血管生理信号，体现着和心脏等生理情况相关的信息，能够反映心脏等的生理和病理信息。心音对于有关心脏疾病和心血管疾病的诊断具有重要的诊断价值，是评估一个人心脏功能情况的重要依据[6]。心音的频率一般在5-600HZ左右，杂音频率可达1500HZ左右，但是人的听觉系统能够接受的声音频率为16HZ-20KHZ,而且仅对频率在1000~5000HZ频率的声音最为敏感。心脏听诊的不足可以用心音图弥补。心音图可以直观的显示正常和异常心音的各段持续的时间，进一步提高心脏

3、疾病诊断的准确性。16基于MATLAB的心音信号处理图1.正常的心音信号的时域图正常心音按出现时间先后可以分为四个部分。第一心音（S1)、第二心音（S2)是最常见的，此外，还有第三心音（S3)、第四心音（S4)。临床上一般听到的是第一心音和第二心音，一些儿童、青少年以听到第三心音，有些老年人也可以听到第四心音。第一心音（S1)产生的原因是房室瓣关闭、血流急速冲击房室瓣，主动脉壁和肺动脉壁被心室喷射出的血液撞击，引起振动。一般在心尖搏动处最强，持续时间一般为0.1-0.12s。在音调方面，比较低沉。第二心音（S2)在T波的末端出现。主要产生原因是主动脉瓣关闭和肺动脉瓣关闭。持续时

4、间一般为0.08s，相对较短[4]。第三心音（S3)主要是血流流向心室时，血流速度过急，在心室内又突然减速引起室壁的振动而产生。一般在第二心音后的0.1-0.2s后产生。在儿童、青少年的心脏上可以听到生理性的第三心音。第四心音是由于心房收缩后，血流流进心室的速度很快，心室壁振动而引起。心脏听诊是诊断心脏和心血管疾病不可或缺的方法，该方法简便、有效。16基于MATLAB的心音信号处理MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。Matlab是

5、一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点[5]。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用

6、的是图形用户界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统，极大的方便了用户的使用。16基于MATLAB的心音信号处理简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过u编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。在MATLAB环境进行信号处理可以方便的调用MATLAB提供的函数，运

7、用简单的语句就可以实现极为复杂的运算，加快了信号处理的进程，MATLAB还提供GUI的功能，便于用户设计友好的交付界面。1.2设计目的1.掌握医学信号处理的整个过程2.学会使用MATLAB进行信号处理3.学会分析信号及信号处理后得到的结果4.完成对心音信号的处理及分析1.3设计任务根据心音信号的噪声特性及时频特性，选用合适信号处理方法，运用MATLAB完成对心音信号的预处理获得干净的心音信号，并进行时域分析、频域分析，获得其相应的病理信息，并利用MATLAB提供GUI，设计显示界面。2.设计