与心脏疾病有关的各种信息常常反映在心音中,心音的改变和杂音的出现,往往是器质性心脏病的最早体征。正常人的心音随着心脏搏动呈现周期性变化,但是,不同人、不同心脏病变所产生的心音是不同的,从这个意义上来说,心音是非平稳信号。为了全面了解心音的特征,本文首先研究了几种心音信号的分析方法及从不同的角度提取心音特征值。首先,对心音进行了功率谱分析。采用经典的Welch方法,根据采样频率,选择合适的窗函数和窗长度,计算一个心音的功率谱。正常人心音的Welch功率谱分布证实,正常心音信号的频率成份主要分布于300Hz以下,80~120Hz出现最大峰值,在200~250Hz之间出现第二个峰值。其次,利用短时傅立叶变换和小波变换两种分析方法对心音进行了时-频分析,对比了这两种分析方法各自的特点。并把它们应用于心音信号的分析中,分析结果表明它们各有其优缺点。最后,讨论了利用归一化平均香农能量分布,分析心音信号的时域分布特性。利用上述分析方法对典型的心脏瓣膜疾病的心音进行了分析,从时域、频域和能量等多个角度提取心音的特征,分析结果表明,联合Welch功率谱分析,小波分析和归一化平均香农能量分布三种分析方法能有效的区分不同的心音。本研究的另一个重要内容是心音分析系统的开发。分析系统接收来自硬件采集系统所采集的心音数据,由于各种干扰的存在,实际采集到的心音信号质量比较差,因此首先探讨了采样数据的软件去噪处理。根据实际需要,分别设计了高通、低通滤波器和50Hz陷波器进行滤波处理,然后利用小波域中的软硬阈值去噪方法消除白噪声干扰。经过该预处理之后,心音信号质量有显著提升,可用于进一步分析。本心音分析系统是基于Windows操作系统、以VC++6.0为平台进行开发的。它主要包含病人信息管理、数据采集、数据分析和分析报告四大功能模块。病人信息管理功能模块采用VC++开发语言提供的ODBC数据库开发技术实现,其数据库采用Microsoft 的Access数据库,完成数据库的以下操作:前一个记录、后一个记录、添加、查找、修改、删除、退出。数据采集模块利用VC++6.0提供的MSComm控件实现串口通信,完成数据的采集,同时对采集到的数据进行保存,以备处理。数据分析功能模块包括心音信号的Welch功率谱分析、小波分析和归一化平均香农能量分布三种分析方法,这些分析方法以Matlab语言编程实现,最后通过VC++和Matlab的混合编程,把这些分析方法集成到分析系统中来,同时,其分析结果以图的方式显示在计算机上,实现分析方法的可视化。分析报告模块显示病人基本信息、<WP=5>被检测的心音以及医生所作处的诊断结论等内容,支持按一定格式进行打印。以上四个功能模块有机的结合,共同组成了整个分析系统。本研究针对心音信号的临床研究提供了基本的分析方法和分析工具,为心音用于心脏疾病辅助诊断奠定了基础。