[發明專利]一種基于肺音的肺間質纖維化的數字化檢測分析裝置

有效

• 申請號: 201410144327.6
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103932733B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 畢玉田;何慶華;洪新;尹軍;田逢春;馮正權;高丹丹;朱新建
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第三附屬醫院
• 主分類號: A61B7/04
• 分類號: A61B7/04
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及醫學信號分析領域，特別涉及一種基于肺音的肺間質纖維化的數字化檢測分析方法。

背景技術

肺間質纖維化是一種常見的肺部疾病，目前，醫生通常通過觀察胸部X光片或胸部CT片來評估肺纖維間質化的嚴重程度。由于X射線具有放射性，對患者的健康有較大影響，因此不易頻繁進行胸片及胸部CT檢查。且成本也較高。

醫生通過聽診肺間質纖維化患者的肺音，可以聽到與疾病相關的爆裂音，在一定程度了解患者的病情。聽診簡便易行，可隨時隨地操作，對患者的健康無影響，可以多次檢測分析，便于醫生及時掌握患者病情。然而其準確程度依賴醫生的個人經驗，客觀性較差。且人耳進行的聽診的缺點是存在非定量化和一定的主觀性，只能單個人聽診，前后對比只能是醫生的個體行為，難以進行量化分析。而聽診器性能的限制也會使肺音信號不能良好地傳輸，而人耳對聲音的靈敏度也因人而異，即使是受過專門訓練的?？漆t師，其主觀感覺和經驗也有一定的局限性，導致診斷結果受人為因素影響較大，從而造成診斷結果的準確性偏低。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于肺音的肺間質纖維化的數字化檢測分析方法，采用該檢測分析方法對肺間質纖維化患者的肺音進行量化分析，來評估患者的肺纖維間質化的嚴重程度，對患者的健康無影響，檢測更安全，可以多次檢測分析，分析更客觀，準確性高，且成本低，操作簡單，適合于監測跟蹤間質性肺炎患者的病情程度。

具體的技術方案是：

一種基于肺音的肺間質纖維化的數字化檢測分析方法，包括以下步驟：

1）選取采集到的一個時段內的數字化肺音信號，該數字化肺音信號的采樣頻率為f；

2）對步驟1）中的數字化肺音信號進行歸一化處理;

3）對步驟2）中歸一化處理后的數字化肺音信號，采用Mallat正交小波變換快速算法進行小波分解，選擇小波基函數和小波分解層數j，將肺音信號分解為頻段不同的各個小波分解分量信號，各小波分解分量信號由相應的小波分解系數進行小波重構得到；

4）分別計算步驟3）中的各小波分解分量信號的信號特征，根據肺間質纖維化爆裂音信號主要分布頻段，判斷出各小波分解分量信號中與爆裂音信號主要分布頻段對應的幾個小波分解分量信號，并將這幾個小波分解分量信號的信號特征求和，即得到表征肺間質纖維化程度的指標；肺間質纖維化爆裂音信號主要分布頻段為200Hz-1000Hz。

5）將表征肺間質纖維化程度的指標與參照指標進行比較，即可得出肺間質纖維化的嚴重程度。

步驟2）中對肺音信號進行歸一化處理采用的公式為：???????????????????????????????????????????????，其中是歸一化處理前肺音數據的第i個數據，是歸一化處理前肺音數據的最小值，是歸一化處理前肺音數據的最大值，是歸一化處理前肺音數據的第i個數據。

步驟1）所述的數字化肺音信號的采樣頻率f為8000～10000Hz，如果該數字化肺音信號的采樣頻率不在8000～10000Hz，可以對該肺音數據進行重采樣到采樣頻率為9000Hz。

步驟1）所述的數字化肺音信號的分析時段應包含2個或2個以上呼吸周期。

所述數字化肺音信號的時間長度為8s-12s。

步驟3）所述的小波分解層數j≥5,第n層小波分解分量信號對應的高頻頻段Dn為：f/～f/，n為1，2，3…j，f為信號采樣頻率。

步驟3）所述的小波基函數為dbN系列，3≤N≤5。

步驟4）所述的各小波分解分量信號的信號特征為標準差，若信號為，其標準差計算公式為：

其中，N是數組的個數，m是數組的均值，。

步驟4）所述的各小波分解分量信號的信號特征為能量，若信號為，其能量計算公式為：

其中，N是數組的個數，m是數組的均值，。

申請人通過采集肺間質纖維化患者的肺音，對肺音信號進行小波分析，為醫生提供一種肺音量化分析方法，本方法屬于安全的檢測方法，檢測方法簡單，成本低，便于重復多次檢測，便于醫生作治療前后的對比以及同一時間不同部位的對比，便于醫生及時掌握患者病情，對患者的健康無影響，且更具客觀性，準確性高，還具有數字化的特點。

附圖說明

圖1為本發明的檢測分析方法流程圖；

圖2(a)是患者A治療前的肺音及小波分解圖，圖2(b)是患者A治療半年后復查時的肺音及小波分解圖。

具體實施方式