[发明专利]一种获取心音信号源成分的方法

权利要求书

1.一种获取心音信号源成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过多通道同步采集n路心音信号；

(2)对n路心音信号进行去噪和分段处理；

(3)构建心音信号在胸腔内部传递过程的数学模型；

(4)基于四阶累积量算法获取心音信号源成分。

2.根据权利要求1所述的获取心音信号源成分的方法，其特征在于，步骤(1)所述的n路心音信号主要包括主动脉瓣心音信号、肺动脉瓣心音信号、二尖瓣心音信号、三尖瓣心音信号。

3.根据权利要求1所述的获取心音信号源成分的方法，其特征在于，步骤(2)所述的分段处理主要分为心音S₁和心音S₂两段。

4.根据权利要求3所述的获取心音信号源成分的方法，其特征在于，所述心音S₁分为心肌收缩、心脏瓣膜关闭、血液撞击心室壁及血液撞击大动脉壁4个源成分。

5.根据权利要求3所述的获取心音信号源成分的方法，其特征在于，所述心音S₂分为主动脉瓣关闭和肺动脉瓣关闭2个源成分。

6.根据权利要求1所述的获取心音信号源成分的方法，其特征在于，步骤(3)所述的数学模型由以下公式获得：

其中，a_ij为心音在胸腔内部的传递过程中的混叠系数，w_ij为心音在胸腔内部的传递过程中的回声系数；

写成矩阵形式为：

Y＝AX+WY

即：

Y＝(I-W)^-1AX＝BX

其中,B＝(I-W)^-1。

7.根据权利要求1所述的获取心音信号源成分的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下步骤：

(41)将观测信号Y进行球化处理，计算球化矩阵W：

令C＝YY^T＝UΛU^T，C为Y的协方差阵，有：

其中，球化矩阵

(42)计算Z的四维累计量矩阵Q_Z(M)：

设M为任意4×4矩阵，则：

(43)求“混合—球化”矩阵：

令V＝WB，则有：

VV^T＝V^TV＝I₄

其中V＝[v₁,v₂,v₃,v₄]，v_m＝[v_m1,v_m2,v_m3,v_m4]^T，

则有：

Q_z(M)＝λM

即：

[Q_z(M)]_ij＝λM_ij

式中λ＝k₄(x_m)是心音源成分的峰度，M称为Q_z(M)的特征矩阵

Q_z(M)是对角阵，即满足：

Q_ij＝Q_ji

而

Q_z(m)＝k₄(x_m)M

(44)求解估计矩阵，获得心音信号的源成分：

用V阵对Q_z(M)作二次型处理将得到对角阵Λ(M)，则可以求得矩阵B的估计矩阵即：

则估计系统C为:

则：