心音特征智能分析在心血管功能評估和疾病診斷中的應用

陳燕 蔡寧

100853 北京,中國人民解放軍總醫院第一醫學中心麻醉科

心音是人體重要的生理信號,含有能反映心血管功能狀態的生理或病理信息,心音的頻率與心臟各組織物理性質及心臟血流動力學變化有密切關系。近年來,隨著可視化、數字化心音監測和計算機輔助心音分析技術的發展,可以獲得心音定量的特征參數,利用神經網絡深度學習提取心音信號中的病理信息,對不同信息特征進行心音分類,可以輔助診斷心血管疾病。人工智能(artificial intelligence,AI)技術的應用有助于心音分析的精準化和自動化,使心音信號特征提取與融合分析在心臟血流動力學監測、心力衰竭(簡稱“心衰”)分型診斷、先天性或風濕性心臟病分類、冠狀動脈疾病檢測、情感識別等領域成為研究熱點[1-4]。本文就心音監測與分析技術的發展、心音特征分析在心血管功能評估和疾病早期診斷中的應用進行綜述。

1 心音監測與分析技術的發展

基于智能手機的心音監測系統和包含心音心電信號同步監測的產品,如智能數字聽診器系統、EKO等已開始應用于臨床[5-7]。孫柯等[8]設計了基于全可編程片上系統的異構實時心音心電采集系統,實現了可視化心音心電信號實時并行采集。Li等[9]采用可穿戴的心音心電同步傳感器,通過模數轉換器(analog-to-digital converter,ADC)將心音、心電變成數字信號并傳入微處理器中,同時微處理器將所采集的數據通過低功耗藍牙模塊傳輸到智能手機,實時繪制心音心電信號的波形并存儲信號數據。……