[发明专利]一种心音监控预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用手机、计算机或其他具有运算功能的设备进行心音监控预警的方法，属于心音信号监控领域。

背景技术

所谓心音就是心脏在收缩或舒张时产生的声音，可分为第一心音(S1)、第二心音(S2)，此两种心音在正常情况下均可听到。第三心音(S3通常仅在儿童及青少年可听到)、第四心音(S4正常情况很少听到)。而心音是心脏及心血管系统机械运动状况的反映，它包含着心脏各个部分本身及相互之间作用的生理和病理信息。心音信号的识别与分类对心血管系统疾病的预警和诊断具有重要意义。

由于现场就医的局限性，很多心血管疾病或者潜在心血管疾病患者不能及时了解自身心血管系统的健康状况，因此往往造成病情延误。

此外在数字化医疗和远程医疗的发展背景下，医疗仪器小型化便携化集成化也成为新的技术需求，因而产生了一系列便携的心音检测装置，特别是利用智能手机或掌上电脑进行心音信号分析判断，不过此类方法均是通过专用的听诊麦克风采集患者心音信号，然后经过A/D转换为数字信号，再与存储在计算部件(如智能手机、计算机等)中的不同疾病不同症状的标准化数字心音信号样本进行比对，以此判断患者目前的健康状况。因此在现有技术方案中，有利用USB(如专利申请201110006997.8)或耳机接口(如专利申请201110046618.8、实用新型200420105880.0)连接到手机或计算机上的专用听诊麦克风(如电子心音传感器、压电传感器)进行心音信号采集的，也有将专用听诊麦克风系统直接固化在手机上的方案(如专利申请200580048617.X)。也就是说，若要按照这些技术方案利用手机进行心音检测，除了手机上要安装专门的软件外，还必须要配置专用的外设——听诊麦克风或心音传感器，有些还需要增设脉冲心音转换电路(如实用新型201020112685.6)、前置放大电路(如专利申请200910030954.6)、心率测试传感芯片(如实用新型200620089069.7)，影响了检测的普及和受众面。

本发明着重在于利用现代高科技手段帮助患者自助快速读取心音信号，进行识别分析，提供一种对心血管疾病或者潜在心血管疾病患者发病前的预警手段，并向医生提供对患者的心血管疾病的辅助诊断依据。

发明内容

本发明的目的是针对现场就医以及日常监测的局限性，采用手机、计算机或者其他具有运算功能和存储功能的设备以及连接手机、计算机或其他具有运算功能设备的声电转换(如手机话筒，包括但不限于话筒)外设，实时自助读取患者的心音，并通过安装在手机、计算机或者其他具有运算功能的设备中的软件进行识别、分析和判断，实现对心血管疾病的监控预警。也可以通过所采集的数据向医生提供对患者的辅助诊断依据。

为了实现上述目的，本发明需要通过声电转换(如手机话筒，包括但不限于话筒)外设获取患者的心音信号，并输入手机、计算机或者其他具有运算功能的设备进行存储、识别、和分析判断。

本发明通过利用基于希尔伯特-黄变换、信号复杂度评估、小波分析等理论方法编写一套心音监控预警软件，该软件的主要作用在于消除噪声，并从时域、频域、时-频域等角度对心音信号进行分析，提取特征参数，进而以图形图像或者声音向患者展示当前的心血管系统的健康状态。

本发明所述方法的具体步骤如下：

a.将声电转换外设与手机、计算机或者其他具有运算功能和存储功能的设备相连接，或采用手机自带的话筒作为获取心音信号的装置；

b.将声电转换外设的声音采集部件或是手机自带的话筒紧贴于人体上的心音信号采集点，声电转换外设将所采集的心音传送至相应的手机、计算机或者其他具有运算功能的设备内，所述设备录制和存储采集的心音信号；采集心音信号的过程至少持续15秒至1分钟；

所述人体上的心音信号采集点是以下五个听诊区之一，即：主动脉瓣听诊区、肺动脉瓣听诊区、心前区、二尖瓣听诊区、三尖瓣听诊区；

c.所述相应的手机、计算机或者其他具有运算功能的设备，利用EMD方法将声电转换外设的声音采集部件或是手机自带的话筒所采集的心音信号x(t)分解为有限个IMF，然后进行降噪滤波；分解所获得的IMF必须满足以下2个条件：①、其极点和过零点的数目应该相等或相近；②、在①所述任意一点，由局部极大值点定义的上包络和局部极小值点定义的下包络的平均值为零；

所述分解为有限个IMF信号的过程如下：根据心音信号x(t)的局部极大值与局部极小值确定上下包络的平均值m(t)，那么x(t)与m(t)的差h为：