[發(fā)明專利]一種電聲門圖同步的超聲喉動態(tài)鏡系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310676227.3
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103690195A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬明習(xí);唐姍姍;張聰;張媛媛;王素品
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: A61B8/12
• 分類號: A61B8/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)儀器與設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種電聲門圖同步的超聲喉動態(tài)鏡系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

人體聲帶高速、復(fù)雜、多維振動產(chǎn)生了嗓音源，它是人體內(nèi)振動速度最快的小器官，也是最易產(chǎn)生損傷的發(fā)聲器官。然而目前對在體聲帶是如何通過調(diào)節(jié)自身組織力學(xué)特性從而改變發(fā)聲模式、以及病變損傷是如何造成聲帶的組織力學(xué)特性改變而導(dǎo)致病理語音產(chǎn)生等問題的研究仍然處于起步階段。

根據(jù)聲帶的解剖結(jié)構(gòu)及其分層振動模型，聲帶分為兩層：體層和被覆層，聲帶的振動其實是這具有不同組織力學(xué)特性的兩層組織振動的綜合效應(yīng)。目前對聲帶振動進(jìn)行的研究大部分都是集中在被覆層，因為被覆層的振動能夠容易地通過喉內(nèi)窺鏡和高速攝像機(jī)進(jìn)行觀察和記錄。然而，各種光學(xué)攝影喉鏡都無法對聲帶體層振動進(jìn)行成像。

近年來，在頭頸區(qū)的臨床和研究工作中，醫(yī)用超聲逐漸成為了一種重要工具。作為無侵入的成像設(shè)備，超聲能夠在最小程度影響發(fā)聲的條件下對聲帶體層進(jìn)行動態(tài)成像。然而，臨床的醫(yī)用超聲成像幀率過低，無法滿足振動聲帶對成像速度的要求；而且，無論臨床使用的低幀率超聲或應(yīng)用于研究的高幀率超聲，其對聲帶振動的采樣都是隨機(jī)的，即無法控制超聲采樣時刻在聲帶振動相位上的落點。從而造成了無法對聲帶振動的特定相位進(jìn)行有目的的重點研究、以及對聲帶振動的量化研究無法在同一的標(biāo)準(zhǔn)下開展等問題。

電聲門圖(EGG)作為一種能夠反映發(fā)聲過程中聲帶接觸面積的周期性變化的研究方法而在被普遍應(yīng)用于聲帶的臨床檢查和科學(xué)研究中。由EGG和微分電聲門圖(DEGG)中提取的特征點對應(yīng)于聲帶振動中具有特殊意義的生理動作時刻點。此外，EGG的高時間分辨率和易于提取記錄等特點使其能夠識別聲帶運動的相位變化。然而，EGG信號反映的是聲帶整體運動的綜合效應(yīng)，無法揭示特定區(qū)域(如聲帶體層)的量化振動特性。

基于以上在聲帶振動研究中所存在的問題和現(xiàn)有方法的局限性，提出一種能夠?qū)β晭囟ㄕ駝酉辔贿M(jìn)行選擇并定位采集的超聲成像檢測系統(tǒng)和方法是非常必要的。然而目前并無相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種電聲門圖同步的超聲喉動態(tài)鏡系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)及其控制方法可以對聲帶特定振動相位進(jìn)行選擇并定位采集。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的電聲門圖同步的超聲喉動態(tài)鏡系統(tǒng)包括DEGG信號獲取模塊、特征點檢測模塊、觸發(fā)信號輸出模塊、鍵盤輸入模塊、單片機(jī)、顯示器及用于檢測聲帶振動的動態(tài)成像裝置，DEGG信號獲取模塊包括微分電路及用于將人體聲帶振動轉(zhuǎn)換為電導(dǎo)變化的電聲門圖儀，觸發(fā)信號輸出模塊包括觸發(fā)前延時電路、觸發(fā)電路及用于控制觸發(fā)前延時電路的延時時間的控制電路，電聲門圖儀的輸出端與微分電路的輸入端相連接，微分電路的輸出端與特征點檢測模塊的輸入端相連接，特征點檢測模塊的輸出端與觸發(fā)前延時電路的輸入端及控制電路的輸入端相連接，觸發(fā)前延時電路的輸出端與觸發(fā)電路的輸入端相連接，觸發(fā)電路的輸出端與動態(tài)成像裝置的控制端相連接，控制電路的輸出端與觸發(fā)前延時電路的控制端相連接，鍵盤輸入模塊的輸出端通過單片機(jī)與特征點檢測模塊的控制端、控制電路的控制端及顯示器的輸入端相連接；

當(dāng)動態(tài)成像裝置的工作幀率為高幀率時，觸發(fā)前延時電路的輸出端直接與觸發(fā)電路的輸入端相連接；當(dāng)動態(tài)成像裝置的工作幀率為低幀率時，觸發(fā)前延時電路的輸出端通過錯位延時電路與觸發(fā)電路的輸入端相連接。

所述DEGG信號獲取模塊還包括前置放大電路及低通濾波電路，電聲門圖儀的輸出端與前置放大電路的輸入端相連接，前置放大電路的輸出端與低通濾波電路的輸入端相連接，低通濾波電路的輸出端與微分電路的輸入端相連接。

所述特征點檢測模塊包括峰值檢測電路及過零檢測電路，微分電路的輸出端與觸發(fā)前延時電路的輸入端通過峰值檢測電路或過零檢測電路相連接，鍵盤輸入模塊通過單片機(jī)來選擇切換到峰值檢測電路或過零檢測電路。

所述控制電路包括靜默時間延時電路及靜默周期計數(shù)電路，觸發(fā)前延時電路的控制端與靜默時間延時電路輸出端或靜默周期計數(shù)電路的輸出端相連接，靜默時間延時電路的控制端及靜默周期計數(shù)電路的控制端與鍵盤輸入模塊的輸出端通過單片機(jī)相連接，靜默時間延時電路的輸入端及靜默周期計數(shù)電路的輸入端均與特征點檢測模塊的輸出端相連接，鍵盤輸入模塊通過單片機(jī)使靜默時間延時電路與靜默周期計數(shù)電路中的一個正常工作，同時鍵盤輸入模塊通過單片機(jī)來調(diào)整靜默時間延時電路與靜默周期計數(shù)電路的靜默時間或周期。

所述高幀率為大于或等于800Hz的幀率；