一种基于心音的心脏发声场溯源方法与流程

技术特征：

1.一种基于心音的心脏发声场溯源方法，其特征在于：

设由心脏发声腔合成的一个周期的内心音信号描述为：

再经胸腔回声模型V辐射模型R和多路心音传感器模型B所级联为H(Z)的人体心音传输系统所获得的外心音信号描述为：

其中Gu(n)是系统的归一化冲击响应及其增益系数的乘积；G控制心音的音量大小；则有为：

这里H(Z)相当于一个短时稳定的时变滤波器，它的参数aj是由产生心音的人体器官所决定，实际上是随时间缓慢变化的，但在一个相对稳定短时间内，稳定不变；

设心脏发声腔可等效为若干个点声源，每个点源向外发送单一频率的心音声波，那么在胸腔表面任意一点的外心音声场表示为该点所产生的声压的叠加：

其中，Tr是心音传感器的表面积，rT是心脏发声腔点声源的位置，r是rT到(x,y,z)的距离，c是声速，ds是心脏发声腔点声源的面积；人体心音传输系统H(Z)对心音能量的损失用传播衰减因子D表示；

内心音声场zs面与外心音场z面上的声场变换关系，根据Helmholtz方程，外心音声场上在t时刻任意一点声压强可表示为：

根据富氏变化的卷积定理，上述二式的卷积的富氏变化等于该二式富氏变化的乘积，再根据二维富氏变化关系，得到外心音场z面上和内心音声场zs面上富氏变化关系，并进行反变换，可获得外心音场z面上和内心音声场zs面上的逆变换方程：

其中

2.根据权利要求1所述的基于心音的心脏发声场溯源方法，其特征在于：为了求解逆变换，需要设定求解域，剖分好网格，进行有限元求解；按照实际心脏的大小尺寸，在内心音声场zs平面式上内心音声场预估模型的边长设计为一个150mm×100mm的长方形，模体几何元胞定义为10mm的正方形，模体划分为15×10的网格；

对一个周期的心音信号ST按帧分割，然后求每一帧时间tk内所对应的内心音声场在zs平面式上的平均声强分布。

3.根据权利要求1所述的基于心音的心脏发声场溯源方法，其特征在于：将逆变换方程进行离散化，并且考虑每一个心音传感器获得的声压对每一处内心音场的重构都有贡献，采用直接反投影重建方法，有内心音声场在zs平面式上的平均声强分布为：

其中，为心音第k帧的内心音声场在网格r处的平均声强，为心音第k帧的外心音声场在网格rd处的平均声强，b(rd)为多路心音传感器模型B的响应函数，为人体胸腔对心音信号的传输系数，包括了胸腔回声模型V和辐射模型R的影响。

4.根据权利要求1所述的基于心音的心脏发声场溯源方法，其特征在于：当心音传感器的直径为20mm时，心脏内心音声强分布用16个网格描述，有在第k帧时的平均声强为：