心音信号的混沌特性、重构和应用研究.pdf

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3、。尽我所知，除了文中特别加■标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。研究生签名：ｙ秦日期：雌乂Ｉ？南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可Ｗ采用影印、

4、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。今心研究生签名：节泰导师签名；曰期；仪Ｌ口ＩＩChaoticCharacteristics,ReconstructionandApplicationResearchinHeartSoundSignalsThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngin

5、eeringByZhiYanSupervisor:Prof.Xiefeng.ChengMay2015摘要心音信号是反映人体心脏健康与否的一种标志信号，其中蕴含着大量能够反映心脏状态及病理状况的有效信息。近几十年来，人们一直试图将心脏这一复杂的生理系统简化并抽象为一个理想的线性模型，并通过传统的时域、频域以及时频结合的方法对心音、心电信号进行分析，取得了一系列显著的研究成果。然而，心脏系统的本质是一个复杂的非线性动力学系统，传统的线性分析方法并不足以研究其非线性生命活动的本质。混沌运动是非线性系统中一种极为重要的运动方式，基于混沌理论的分析与研究能够较好地揭示非线性系统

6、内在随机性中所蕴含的固有特殊规律，故论文拟从该角度对心音信号进行研究，进而在本质上更加深入地探讨和揭示心音信号这一非平稳信号的内在动力学特征规律。论文的主要研究工作如下：1.对心音信号进行非线性建模，提出了一个近似心音信号波形的混沌系统，计算了该系统相应的混沌特征，并给出该系统的时域波形图及吸引子相图，最后通过相似系数结合相似相图的方法证明了该系统所产生的时域波形与真实的心音信号波形具有一定的相似性。为心音信号的非线性分析提供了一种思路与方法。2．使用课题组设计的肩带式心音采集装置采集了不同运动状态与不同年龄人群的心音信号，计算出合适的延迟时间与嵌入维数重构心音信号的

7、相空间，并进行混沌特征分析。得到结论(1)：运动前心音关联维数较大，运动过程中降低，运动静息后恢复。结论(2)：随着年龄的增加，心音信号的关联维数和Lyapunov指数均呈现下降趋势。以上结论与相关的心电信号混沌特征研究结论基本一致，与临床诊断相结合可以更深入地研究心脏状态变化的规律。3.在信号处理领域中，对时间序列的预测建模是一个重要和新颖的研究方向，论文介绍了基于混沌时间序列的Volterra级数预测理论并将其应用到心音信号时间序列短时预测领域，取得了较好的预测效果。此外，论文给出了一个心音信号波形长期预测的经验公式，可以对用户未来较长时间范围内