[發(fā)明專利]一種結(jié)合心音的超聲頻譜包絡(luò)峰識別的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010113860.8
• 申請日: 2010-02-25
• 公開（公告）號: CN101779966A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任春劍;方志強;馬揚喜
• 申請（專利權(quán)）人: 上海三埃弗電子有限公司
• 主分類號: A61B8/00
• 分類號: A61B8/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多普勒超聲頻譜的分析和計算方法，包括了多普勒頻譜的自動包絡(luò)、在心音指導(dǎo)下的準(zhǔn)確有效包絡(luò)峰的識別和提取、有效峰的心功能參數(shù)的計算，屬于醫(yī)學(xué)信號與圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超聲多普勒心排量檢測技術(shù)是監(jiān)測心輸出量的無創(chuàng)方法，這種方法與已有技術(shù)(Swan-Ganz導(dǎo)管、PiCCO連續(xù)心排量監(jiān)測)相比，具有直觀、準(zhǔn)確、無創(chuàng)、靈敏及重復(fù)性好等特點。采用相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)有設(shè)備包括心功能彩超、黑白超、小型便攜超聲檢測設(shè)備等。

超聲多普勒心排量檢測技術(shù)實時地以動態(tài)圖像顯示心排量的變化，具有直觀的效果。并且超聲多普勒是一項無創(chuàng)檢測技術(shù)，對人體副作用很小。超聲多普勒檢測技術(shù)已比較成熟，準(zhǔn)確度得到國際廣泛認可。其靈敏度也相當(dāng)高，可觀察到藥物作用對心排量的變化。

心音信號是人體最重要的生理信號之一，它含有關(guān)于心臟各個部分如心房、心室及各個瓣膜功能狀態(tài)的大量的生理病理信息，在評價心血管系統(tǒng)功能和疾病方面具有重要的實用價值。心音還可以用來做信號同步，例如國內(nèi)外部分動脈硬化檢測儀加入了心音信號，給人體四肢脈搏信號作參考。心音信號無論是自身的多項參數(shù)還是為超聲心功能信號作同步都具有重要意義。

目前還沒有一種方法將心音信號與超聲多普勒心排量檢測技術(shù)結(jié)合進行分析和計算的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種將心音信號與超聲多普勒心排量檢測技術(shù)結(jié)合來識別超聲頻譜包絡(luò)峰的方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種結(jié)合心音的超聲頻譜包絡(luò)峰識別的方法，其特征在于，步驟為：

步驟1、結(jié)合心音的超聲多普勒頻譜分析：

步驟1.1、在超聲探頭采集信號的同時采集心音信號，對于實時信號，每次從超聲硬件模塊得到一段新的IQ信號超聲數(shù)據(jù)，在計算機中計算多普勒頻譜，過程是先對IQ信號做傅立葉變換，然后計算幅值，得到一維的頻譜數(shù)組；

步驟1.2、對頻譜數(shù)組做包絡(luò)計算，得到當(dāng)前頻譜數(shù)組的包絡(luò)點，為了時間域上包絡(luò)的連貫性，需將當(dāng)前頻譜數(shù)組的包絡(luò)點結(jié)合時間域上前5個包絡(luò)點做平滑處理，得到新的平滑包絡(luò)點；

步驟1.3、在處理超聲數(shù)據(jù)的同時處理心音數(shù)據(jù)，在頻域上使用起始頻率約為180Hz的布萊克曼窗高通濾波器將采集到的心音數(shù)據(jù)做濾波，得到心音波形；

步驟1.4、對通過步驟1.2得到的至少50個平滑包絡(luò)點作為一個點集做波峰識別，通過值比較先找到點集中的最大值點，若最大值點前的所有點使用最小二乘法直線擬合后所得直線斜率大于1，最大值后的點使用最小二乘直線擬合所得直線斜率大于-1，則認為識別到波峰，如未識別到波峰則返回步驟1.2計算下一個時間域上的頻譜數(shù)組的平滑包絡(luò)點的點集，如識別到波峰，則進入下一步；

步驟1.5、對步驟1.4識別到的超聲頻譜的波峰和步驟1.3得到的心音波形的波峰做時間差計算，采用峰起點做時間差計算，或采用峰頂點做時間差計算，若最終得到的時間差小于0.2ms范圍，則認為該識別到的超聲頻譜的波峰是有效峰，否則認為是偽峰；

步驟2、計算參數(shù)

步驟2.1、計算血液流速：公式為：

v=fd·c2f·cosθ;]]>

其中，c是超聲在人體中的聲速，fd是超聲發(fā)射頻率和接收頻率的頻移，f是發(fā)射頻率，θ為探頭與血管的角度；

步驟2.2、計算心搏距離：心搏距離由步驟1.5得到的超聲頻譜的有效峰的積分面積(速度時間積分)得到，公式為：