【摘 要】
:
心音是临床上诊断心血管疾病的主要生理参数之一。传统的心音听诊广泛应用在心脏类疾病的早期筛查中,诊断结果主要凭借医师的主观意见,较容易出现误诊、漏诊等情况。本课题旨在研制出较好的心音采集设备对建立心音数据库提供帮助,并且设计出一种有效的心音识别算法对正、异常心音进行分类判别,辅助医生诊断,提高心脏类疾病的早期筛查率。本文设计并实现了一套心音采集、传输、存储与显示以及心音信号分析的系统,包括硬件部分和
论文部分内容阅读
心音是临床上诊断心血管疾病的主要生理参数之一。传统的心音听诊广泛应用在心脏类疾病的早期筛查中,诊断结果主要凭借医师的主观意见,较容易出现误诊、漏诊等情况。本课题旨在研制出较好的心音采集设备对建立心音数据库提供帮助,并且设计出一种有效的心音识别算法对正、异常心音进行分类判别,辅助医生诊断,提高心脏类疾病的早期筛查率。本文设计并实现了一套心音采集、传输、存储与显示以及心音信号分析的系统,包括硬件部分和软件部分。系统硬件部分:原始的心音信号最大幅值在40m V左右,采用医用听诊头结合驻极体麦克风作为心音传感器能不失真的提取出完整的心音信号,然后经信号调理电路将微弱信号放大、滤波等处理。采用STM32F103ZET6作为主控芯片,自带12位ADC控制器对心音信号进行2500Hz的AD采样,无线传输采用了具有超低功耗、低延迟的nRF52832为核心的蓝牙5.0模块,从UART接收数据后无线传输到PC端。PC端基于MATLAB平台设计了电子听诊界面,可实现心音波形的实时显示、数据的存储以及回放。心音去噪部分,针对心音信号是微弱、背景噪声强的非平稳随机低频信号,IIR低通数字滤波器可较好的滤除掉高频噪声,IIR带阻滤波器去除50Hz工频干扰,经实验对比在去噪效果相同时,采用切比雪夫Ⅰ型低通滤波器的阶数远小于巴特沃斯低通滤波器。针对噪声与信号重叠频段,利用小波去噪的时频局部性以及多分辨率特性,采用db6小波全局默认阈值去噪对信号5层分解去噪。心音包络提取对比了归一化香农能量与希尔伯特黄变换两种方法。对预处理后的信号,选取db6小波基将心音信号分解为小波包树。实验发现对信号进行小波包5层shannon熵分解得到32个频段时,分析正、异常心音信号能量谱图,选取分解后信号的前16个频段的节点能量值能反映出正、异常心音成分的变化,E1~E16可较好的反应正、异常心音信号之间的差异性。选取全连接神经网络作为分类器,将小波包分解得到的16个频段能量特征值作为分类器的输入。利用Physio Net数据库的心音数据以及本文自研设备采集的正常人的心音数据共470个样本用于全连接神经网络的训练与测试,优化分类器的参数。训练时,选取430个样本进行了6折交叉验证,得到6组模型的平均准确率为89.53%。测试时,将剩下的40个正、异常心音样本分别放入6组网络中测试,平均识别率为86.7%。本文的心音研究系统有助于心音数据库的建立,采用的FCNN算法在正常异常心音识别上也得到较好的效果,有望应用于心音的辅助诊断上。
其他文献
根据调查机构时代数据2016年的统计数据表明,我国盲人数量达到1731万,占全国总人口数量的1.26%,目前我国存在视力障碍的人数位居世界第一。由于盲人的视力障碍,他们摔倒或者迷路走丢的情况时有发生,而一旦发生摔倒之类的安全问题,很容易错过最佳的救助时间,对身体造成永久性的损害。在日常生活中,盲人手杖功能单一,这种手杖不能保证盲人的出行安全,同时盲人的监护人也不能实时的知道盲人状况和地理位置情况。
大脑是人类中枢神经系统最高级的部分。近十几年,大脑功能状态的研究一直是人类探索自身奥秘的热门,随着脑科学、神经科学及信息科学的快速发展,使用脑电信号(Electroencephalography,EEG)数据进行大脑情绪状态的研究已经形成较为活跃的领域,其中非植入式电极凭借着方便、无创的优势受到了研究者的青睐,不仅如此,采用脑电特征进行情绪研究更能反映情绪的产生和调节过程。与此同时,人工智能的发展
微生物是导致食品出现腐败问题和污染问题的重要因素,严格控制食品中的微生物数量以及种类,可在一定程度上保障食品质量。食品微生物检测标准较高,对检测过程及结果精准度提出了较为严格的要求。鉴于此,文章主要结合食品微生物检验工作展开研究,先分析了食品微生物检验的重要意义,提出了有效控制食品微生物检验质量的有效路径,仅供参考。
脑胶质瘤是常见的原发性颅脑肿瘤,具有高度侵袭性和渗透性,发病率和死亡率极高。并且由于肿瘤组织和正常组织之间的难区分性,导致脑胶质瘤难以通过手术彻底切除,放疗和化疗效果差、复发率高、治愈率低且治疗费用昂贵。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)是一种非侵入性成像模式,具有多参数成像、任意方位成像、软组织分辨率高、流空效应等特点,特别适用于临床颅脑部病变检查,是肿瘤
卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)是一种经典的人工神经网络模型,是深度学习领域中表现能力优越的人工神经网络之一,在计算机视觉领域得到广泛的应用,如图像分类、目标识别、图像分割、语义识别等,卷积神经网络的发展极大的促进了人工智能等现代科技的研发和推广,具有深远意义。卷积神经网络模型的良好表现力,很大程度上依赖于网络模型的深层次结构,有利于提取更多的特征信
医用超声设备是生活中常用的、不可或缺的诊断和治疗工具。学生要想深入的了解医用超声设备,需掌握其结构组成、成像原理、成像特点以及基本的临床应用等。因为关于医用超声设备的知识涵盖范围较广,理解起来比较困难,所以传统的教学方式有一定的局限性。新型超声教学方式的出现,在提高教学质量上取得了明显的成效,但大多数仅限于临床应用方面。随着虚拟现实(VR)技术应用在教学上的推广,本文提出将VR技术应用到超声设备教
睡眠是健康之本,是人类生命活动的一个重要方面,睡眠时间占据人一生的三分之一,可见睡眠对身体健康至关重要。随着存在睡眠障碍的人群数量不断增多,睡眠监测对临床医学和改善睡眠质量具有重要意义。临床医学上一般使用多导睡眠监测仪(Polysomnography,PSG)对患者进行睡眠监测,但此类仪器必须在医院睡眠室由专业医师指导使用,虽然睡眠监测精确度高,但不是消费级别的产品,无法进入普通家庭。此外,市场上
肺部是人体与外界环境交换空气的主要场所,气道则是运输气体的重要组织。由于气道长期暴露在外界环境中,时刻接触各种污染,导致近年来人们呼吸道疾病的患病率不断上升,所以需要气道分割以辅助诊断。但胸腔气道结构呈树形,细支气管直径小,其灰度与肺实质相近且管壁较薄,使得人工手动分割困难且效率低,给医务人员带来很大的工作负担。基于胸腔CT的气道自动分割在各种炎症性肺部气管疾病的评估、慢性阻塞性肺炎的分析诊断、肺
统计表明,在中国各种癌症患者中,肺癌的发病率和致死率都是最高的。但是如果肺癌在早期能被诊断发现,并进行积极治疗,其五年存活率非常高,越晚发现,五年存活率越低。早期肺癌的临床表现为直径在3-20mm左右的肺结节,一般可采用CT成像进行检查。因此,对胸部CT图像中的肺结节进行检查具有重要的临床意义,可以提高国民健康水平。在实际临床检查中,医生需要审阅大量的临床影像,依赖于其经验水平和主观性,同时容易造