[发明专利]一种基于多路心音的冠状动脉狭窄可视化量化方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于多路心音的冠状动脉狭窄可视化量化方法及设备,适用于心音图心电图的分析领域。包括同步采集和记录心电信号以及多路心音信号，保存为音频文件；使用R波和心音特点，分割心跳周期信号数据为S1、收缩期、S2、舒张期；分别计算心跳周期各段和总心跳周期的特征值；采用多模型预测加决策规则进行狭窄程度风险预测；采用不同颜色和高度的柱状图形式表现冠状动脉狭窄风险程度。本发明通过提取多种特征，全方位反应心跳周期特性，通过多机器学习模型以及使用决策规则，提高了模型预测准确率。本发明以能量频谱图和柱状图的形式直观反映出冠状动脉的健康状况。

技术领域

本发明涉及心音图心电图的分析领域，具体地说涉及一种基于多路心音的冠状动脉狭窄可视化量化方法及设备。

背景技术

正常心脏在舒缩活动中产生的心音频率为1～800Hz。人听觉比较敏感的是其中40～400Hz的频带，20Hz以下的振动人耳听不见。

每一心动周期可产生四个心音，一般均能听到的是第一和第二心音。

1.第一心音发生在心缩期，标志心室收缩期的开始。其音调较低(40～60赫兹)，持续时间较长(0.1～0.12秒)，较响。

2.第二心音发生在心舒期，标志着心室舒张期的开始，它分为主动脉音和肺动脉音两个成分。它是由主动脉瓣和肺动脉瓣迅速关闭，血流冲击，使主动脉和肺动脉壁根部以及心室内壁振动而产生。其音调较高(60～100赫兹)，持续时间较短(0.08秒)，响度较弱。其强弱可反映主动脉压和肺动脉压的高低，动脉压升高，则第二心音亢进。

3.第三心音发生在第二心音之后，持续较短(0.04～0.05秒)，音调较低。它是在心室舒张早期，随着房室瓣的开放，心房的血液快速流入心室，引起心室壁和腱索的振动而产生。可在大部分儿童及约半数的青年人听到，不一定表示异常。

4.第四心音发生在第一心音前的低频振动，持续约0.04秒。是由于心房收缩，血流快速充盈心室所引起的振动，又称心房音。大多数健康成年人可在心音图上记录到低小的第四心音，一般听诊很难发现。

心肌需要持续供给富氧血。冠状动脉(在主动脉刚离开心脏时与其分开)负责运输这种血液。冠状动脉疾病使一条或多条这种动脉缩窄，从而阻塞血流，导致胸痛(心绞痛)或心脏病发作(也称为心肌梗死或MI)。

冠状动脉疾病几乎都是由于胆固醇和其他脂质沉积(称为动脉粥样硬化或动脉粥样硬化性斑块)在冠状动脉管壁形成。这个过程叫做动脉粥样硬化。

冠状动脉局部狭窄区域血流动力学数学物理模型表明：如果在动脉的某一部位出现狭窄，则必将对血液的流动产生影响，血液流经狭窄后再扩张的部分可发生分离并产生漩涡或者湍流。在心脏收缩期因心脏收缩压迫冠脉几乎没有血流，因而检测舒张期血流流过冠脉的一些物理参数能为冠脉状态是否良好提供有力证据。有关实验表明，冠状动脉在25％发生狭窄时，舒张期便能出现高频心音，这对早期诊断很有意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可展示冠状动脉正常或狭窄情况的基于多路心音的冠状动脉狭窄可视化量化方法及设备。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于多路心音的冠状动脉狭窄可视化量化方法，包括：

步骤1：同步采集和记录心电信号及多路心音信号，同时将心电信号及多路心音信号存储为音频文件；

步骤2：读取音频文件，依据心电通道数据，计算R波位置，划分心动周期和计算心率，得到不同的心动周期信号数据；

步骤3：根据心动周期划分标准将各心动周期信号划分为S1、收缩期、S2及舒张期四部分；

步骤4：分别计算S1、收缩期、S2及舒张期四部分的特征值和总心动周期的特征值；