(完整版)基于MATLAB的心音信号的采集和分析本科毕业设计

本科毕业论文

题目基于MATLAB的心音信号的采集和分析

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作者

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指导教师

20 15 年 5 月

教务处编

原创性声明

本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。

学位论文作者签名：日期：

指导教师签名:日期：

目录

前言 (1)

1. 概述 (2)

1．1MATLAB的应用背景简介 (2)

1．2心音信号的基础理论 (3)

1．3MATLAB环境采集和分析心音信号的可行性 (4)

2. 心音信号的采集与预处理 (6)

2.1心音信号的采集 (6)

2.2心音信号样本采集图 (7)

2.3心音信号的预处理 (8)

2.3.1 时域加窗频域滤波 (8)

2.3.2小波软阈值滤波 (8)

3. 心音信号的分析 (10)

3.1心音信号的时域分析 (10)

3.1.1希尔伯特变化提取包络 (10)

3.1.2小波分析求时域分布 ....................... 错误！未定义书签。

3.2心音信号的频域分析........................... 错误！未定义书签。

3.2.1 频域分析................................. 错误！未定义书签。

3.2.2 小波分解................................. 错误！未定义书签。结论.................................... 错误！未定义书签。

参考文献................................ 错误！未定义书签。附录. (12)

代码1 FFT变换 (12)

代码2 SFFT变换 (12)

代码3小波分解及软阈值滤波 (12)

致谢 (14)

摘要

随着现代物质生活水平的提高，心血管疾病的死亡率居于各类疾病死亡率之首，严重威胁着人们的身体健康，心音信号的采集和处理是心血管疾病无创诊断的基础和前提。本文提出了采用基于MATLAB软件的心音信号的小波去噪的解决方法，首先对MATLAB软件的特点和心音信号的基础理论进行了简要的介绍，从理论和MATLAB仿真两方面进行了分析，然后介绍了在对心音信号进行AD 转换之前对信号进行预处理的必要性，并提出一种基于希尔伯特变换的心音包络提取方法。最后通过对心音信号在时域和频域上的分析，利用小波去噪的方法滤除了信号的噪声，最终达到了预期的效果，对某些心血管疾病的发生和防治具有十分重要的意义。

关键词: MATLAB；心音信号；滤波；时域；频域

Abstract

With the improvement of modern material life level. The mortality in all kinds of disease mortality of cardiovascular disease. Cardiovascular disease serious threat to people's and processing is the precondition and foundation of noninvasive diagnosis of cardiovascular disease.An analysis method is proposed for the wavelet denoise of MATLAB software in this paper. In this paper, we give a brief introduction of the characteristics of the MATLAB software and the basic theory of . And then introduced the necessity of signal preprocessing before the . This study put forward a method based on the Hilbert transform.The results we obtained is that the noise of the signal is filtered using the method of wavelet denoising through to the time and frequency domain analysis. The result achieved anticipates result. It occurrence and prevention in patients with cardiovascular disease.

Key words：MATLAB;Heart sound signals；The filter；The time domain；Frequency domain

基于MATLAB的心音信号的采集和分析

前言

听诊器自1816年诞生以来，便在心脏病学的历史中起到了非常重要的作用。迄今为止，听诊器仍然是心脏检查的基本工具。然而，传统的听诊器不仅对医生的要求很高而且有一个很严重的缺点是不能储备心音听诊的大量病例资料，心音信号是一种重要的生理信号，含有关于心脏各个部分如心房、心室、心血管、大血管及各个瓣膜功能状态的大量病理信息，是心脏及大血管机械运动状况的反映，也是评估心脏功能状态的一种基本方法，具有非线性、非平稳的特点。对诊断心血管疾病具有重要的临床应用价值，而且无论图像技术发展到如何水平，听诊始终是心脏疾病检测的重要一环。到目前为止，在国内，心音信号采集和分析系统仍相当不成熟，基本上是停留在理论研究的水平，少有实用意义上的心音信号分析诊断方面的电子医疗产品。

心音来自于人体的内部，由于呼吸情况、病人移动、心尖搏动以及其他环境因素极易引起噪声，舒张期或收缩期存在杂音，而且心音信号本身比较微弱，导致心音信号不容易被模仿或复制，从而心音信号有很强的独特性，若个体不同则心音信号的表现形式则不同。同时，微弱的心音信号通过电子线路放大、滤波等预处理后可以清晰而重复的描述心音的适时相应长度，可以产生平直的频率响应。将采集到的心音信号预处理后转换为电信号并进行显示、分析和存储能够反映心脏和心血管等的生理和病理信息，对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[1]。