【信号处理】心音肠鸣音

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肠鸣音特点

间断性、突发性，每次持续几十-几百毫秒，50-1500Hz,强度mV

种类

正常：160Hz-260Hz,没有350Hz以上成分，50-200ms
气过水声：频率范围较低，60-200Hz，持续时间较长，100ms左右
高调音：频域可能有一个/多个谱峰，最大峰300-600Hz
金属音：通常有三个以上谱峰，最大峰600-1000Hz,其他峰300-1000Hz。（亢进型）

选取信号

日本学者研究发现 1 至 2 分钟是最佳的肠鸣音信号段长度。
(1) 信号的长度不超过 60 秒；
(2) 采样频率为 44100Hz；
(3) 无严重的破音；
// (4) 信号中无直流分量；
(5) 对信号进行幅度归一化；
(6) 无限幅失真。
因为肠鸣音信号是非周期、非平稳的信号，所以本文着重提取肠鸣音信号的瞬时特征。

背景

人工听诊肠鸣音的方法是：记录单位时间肠鸣音出现次数，并凭经验判断音调的高低。缺点：结果不可重现、主观性强、漏诊率高和准确性无法保证。
瓶颈：肠鸣音的波形结构不规律，常用的医学信号处理知识无法应用在肠鸣音中。

区分
肠梗阻病人的肠鸣音频次增加，强度增强，音调提高，明显区别于正常状态的肠鸣音

如何长期监测
可以用传感器做成腹带或者是听诊器阵列，实现易携带,长期监测看有无肠鸣音信号，通过提取包络，然后定位分析。短时监测就是提取信号肠鸣音时域和频域特征

滤波降噪

自适应滤波

小波变换

小波

包络变换

归一化香农能量包络

希尔伯特包络

程序解释

包络差分

特征提取

统计特征（时域特征）

信号的统计特征敏感度较低，不能从某一个特征孤立地判断。

幅度均方根、幅度绝对值
波形指标：表示信号的波形特征，其敏感性较差，但是稳定性较好。
波峰指标：表示曲线的平坦性，其稳定性和敏感性适中。
峭度

谱分析特征

谱质心，可以理解为频率信号成分的重心。
谱宽度，谱宽度表示谱能量的集中范围， 是频率和谱中心的距离的体现。描述的是某一帧内谱频率的变化波动。

对于一些较小的频率波动，该特征都有及时的反馈。与谱质心特征相比， 谱宽度特征要比谱质心特征敏感，反应谱频率的变化更及时。不过谱质
心的稳定性要更高。
谱宽度更敏感，谱质心更稳定。

倒谱特征

线性预测倒谱系数：根据采样点之间的相关性， 是通过线性预测分析得到未来的采样点值
Mel倒谱系数：MFCC考虑了人的听觉特性，即人耳对不同的频率的声音敏感程度不同。 MFCC 是基于人的听觉机理提出的一种特征。 MFCC 是以短时傅里叶变换为基础，得到的各个语音频在不同美尔频率中能量的大小。 Mel 倒谱系数表示的是一个短时的功率谱。
啊啊啊来不及了，每天都想发疯
肠鸣音信号中大部分信息集中在低频部分， MFCC 将其从频率转换到 Mel域，强调了低频部分的信息。

信号分割和端点检测

短时能量端点检测

我肝不动了啊啊啊啊

HSMM

SVM

Viterbi

检测结果

肠鸣音

肠梗阻患者较为常见的类型是机械型肠梗阻，表现为亢进型