[发明专利]用于心音图信号的信号处理设备和方法

说明书

技术领域

本发明的领域涉及用于心音图信号的自动评估的信号处理设备。本发明的领域还涉及用于心音图信号的自动评估的信号处理设备的操作方法。此外，本发明的领域还涉及一种计算机程序产品，包括使处理器能够执行用于处理心音图信号的信号处理设备操作方法的指令。

背景技术

心音检查提供了良好且得到很好证明的方式以在身体检查期间评价患者心脏的物理状态。在其经典形式中，心音检查仅需要听诊器和富有解释其听到的声音的经验的医生。通过将听诊器放在患者胸部上的不同位置，可能滤出心音的不同成分。于是，可以将心音分入其成分，因为完整的心音是通过分布于心脏中和心脏周围的几个声源产生的。心脏瓣膜产生最易觉察的声音。心音的另一个来源是血液的紊流，产生所谓的心杂音。

基本心音的频率位于人耳朵的灵敏度低的低频区域中。在非平稳心音信号的短周期持续时间之内发生间隔紧集的心脏事件使得难以分析心音。已经使用了计算机辅助的数字信号处理方法来克服这些局限。

已经报告了若干种方法用于采集和分析心音和心音图信号，心音图信号可以被理解为某种其他格式的心音表示，例如记录在纸上、磁带上或以数字格式由数据处理系统存储。将心音表示为心音图信号（PCG）的很多其他种类也是可能的，并应当被术语心音图涵盖。

用于自动评估心音图信号的一些技术遵循黑盒子法，其中输入是PCG信号连同辅助心电图（ECG）信号。输出完全基于PCG信号以及任选的ECG信号的统计处理。在Malarvini等人的如下文章中给出了心音自动分析的范例：“Heart sound segmentation algorithm based on instantaneous energy of electrocardiogram”，2003年发表于“Computers in Cardiology”，第327-330页。在1987年，Lehner和Rangayyan撰写了他们的文章“A three channelmicrocomputer  system  for  segmentation  and  characterization  of the phonocardiogram”，发表于“IEEE Transactions on Biomedical Engineering”，34。早至1962年，Gerbarg等人就在“Circulation Research”11,第569-576页发表了他们的文章“Analysis of phonocardiogram by a digital computer”。在已知技术中，在使用辅助ECG信号时，ECG信号通常仅辅助对PCG信号的分段。

在一些情况下，消除了对辅助信号的需要，或者使用不同的辅助信号，但分析仍然纯粹基于PCG信号的内容。可以在以下文章中找到范例：

Liang H.等人（1997）：“A heart sound segmentation algorithm using wavelet decomposition and reconstruction”，Engineering in Medicine and Biology society，4，第1630-1633页。

Gamero L.G.和Watrous R.（2003）：“Detection of the first and second heart sound using probabilistic models”，Engineering in Medicine and Biology society，25th Intl.Conf.，第2877-2880页。

Omran S.和Tayel M.（2004）：“A heart sound segmentation and feature extraction algorithm using wavelets”，First Intl.symposium on control，communication and signal processing，第235-238页。

Sharif Z.等人（2000）：“Analysis and classification of heart sounds and murmurs based on the instantaneous energy and frequency estimations”，TENCON 2000Proceedings，2，第130-134页。