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随着生活水平的提高,心血管疾病的发病率成上升趋势并已成为严重威胁人类健康的疾病之一。如先天性心脏病(congenital heart diseases,CHD)就是严重危害青少年身心健康的一种心脏疾病。心音是心脏房室瓣活动的机械振动所致,它包含了大量有关心血管状况的生理病理信息,具有心电不可替代的诊断信息,尤其是对先天性心脏病的初诊具有极高的诊断价值。因此,对心音信号的分析研究越来越受到重视和关注。随着计算机技术、数字技术和信号处理技术的发展,多种不同的分析方法被用于分析心音信号,取得了一定成效。但由于心音信号是一种时变的、非平稳的、由多种成份组成的复杂信号,因此如何开发出一种快速有效、准确率高、运算简单、适用于实时分析场合的方法成为我们今后的任务。
本文介绍了将虚拟仪器技术应用于先天性心脏病(室间隔缺损,VSD)患者与正常人的心音信号的采集和分析。利用LabVIEW采集和存储心音信号,短时傅立叶变换(STFT)对心音信号时频分析.在独立成分分析(ICA)的分析结果中提取心音信号特征,并用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)方法根据特征可以较好地识别分类VSD患者与正常人的心音信号。本文所用的100例心音数据(其中正常人心音50例,VSD患者心音50例)来源于由云南大学数字信号处理组王威廉教授所带领的研究小组于2005年3月以来采于昆明医学院第一附属医院心内科的心音数据。
本文论述分以下几个部分,第1章简单介绍了对先天性心脏病心音信号进行研究的目的和意义、国内外先天性心脏病心音研究的发展状况和作者所做的工作;第2章简单介绍了心音的产生原理及心音的特点;第3章介绍了分析识别方法;第4章介绍了支持向量机:第5章介绍了虚拟仪器和LabVIEW;第6章介绍了心音分析系统;第7章是试验结果与分析讨论。本文所述方法均是在Microsoft Windows XP平台下用LabVIEW 8.2和Matlab6.5编程实现。