基于最大Lyapunov指数的心音信号混沌特性分析

摘要

目的 寻求无创伤的且能自适应信号变化的方法区分正常和异常的心音信号,为临床诊断提供更简捷的参考方法.方法 本文以心音信号非线性时间序列最大Lyapunov指数为主线,根据心音信号不同阶段特性的统一性,提出了对信号分阶段进行研究的方法.首先对7种具有代表性的正常和异常心音信号的S1、S2心音分别分3阶段进行相空间重构,然后结合各阶段求得的相空间重构参数计算对应的最大Lyapunov指数,最后对正常、异常心音信号最大Lyapunov指数均值进行比较分析.结果 正常S1心音信号的最大Lyapunov指数均值0.1450,远大于异常S1心音信号,正常S2心音信号的最大Lyapunov指数均值也比异常S2心音信号大很多.结论 心音信号中确实存在混沌现象,且正常(健康)心脏运动到S1和S2阶段的混沌程度要比异常(病态)时高.