[發(fā)明專利]一種基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410530501.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104367344A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝勝利;于宣福;蔡坤;馮愛;王賽紅;堯永賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B8/02
• 分類號(hào): A61B8/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

S1.采集胎心音信號(hào)；

S2.對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波、歸一化處理，得到預(yù)處理信號(hào)；

S3.根據(jù)預(yù)處理信號(hào)計(jì)算香農(nóng)包絡(luò)，繪制香農(nóng)包絡(luò)曲線，具體步驟為：

S31.利用窗函數(shù)對(duì)預(yù)處理信號(hào)進(jìn)行截取；

S32.基于截取的采樣點(diǎn)數(shù)，計(jì)算信號(hào)的平均香農(nóng)能量；

S33.利用得到的平均香農(nóng)能量，計(jì)算信號(hào)的香農(nóng)包絡(luò)，繪制香農(nóng)包絡(luò)曲線；

S4.根據(jù)香農(nóng)包絡(luò)曲線計(jì)算胎兒瞬時(shí)心率，具體步驟為：

S41.對(duì)香農(nóng)包絡(luò)曲線進(jìn)行極大值檢測(cè)；

S42.對(duì)求得的極大值進(jìn)行雙閾值檢測(cè)，得到曲線的峰值點(diǎn)；

S43.基于曲線的峰值點(diǎn)，利用差分法，計(jì)算胎兒瞬時(shí)心率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S2中，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波、歸一化處理，得到預(yù)處理信號(hào)，具體是：通過巴特沃斯低通濾波器對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波，然后求出信號(hào)絕對(duì)值的最大值，所有信號(hào)依次除以該最大值，得到預(yù)處理信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S31中，利用窗函數(shù)對(duì)預(yù)處理信號(hào)進(jìn)行截取，具體是：設(shè)置窗函數(shù)的窗口長度為L秒，窗口的重疊長度為d秒，依據(jù)所設(shè)置的窗函數(shù)對(duì)預(yù)處理信號(hào)進(jìn)行截取。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S32中，基于截取的采樣點(diǎn)數(shù)，計(jì)算信號(hào)的平均香農(nóng)能量，具體是：根據(jù)平均香農(nóng)能量定義，計(jì)算信號(hào)的平均香農(nóng)能量，平均香農(nóng)能量定義如下：

，其中，為預(yù)處理信號(hào)，N為窗函數(shù)對(duì)預(yù)處理信號(hào)截取的采樣點(diǎn)數(shù)，為第t段信號(hào)的平均香農(nóng)能量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S33中，利用得到的平均香農(nóng)能量，計(jì)算信號(hào)的香農(nóng)包絡(luò)，繪制香農(nóng)包絡(luò)曲線，具體是：通過香農(nóng)包絡(luò)定義，計(jì)算信號(hào)的香農(nóng)包絡(luò)，繪制香農(nóng)包絡(luò)曲線，香農(nóng)包絡(luò)定義如下：

，其中，為第t段信號(hào)的平均香農(nóng)能量，為的平均值，為的標(biāo)準(zhǔn)差，為第t段信號(hào)的香農(nóng)包絡(luò)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S42中，對(duì)求得的極大值進(jìn)行雙閾值檢測(cè)，得到曲線的峰值點(diǎn)，具體是：利用第一閾值對(duì)求得的信號(hào)極大值進(jìn)行檢測(cè)，求得曲線的峰值點(diǎn)，再對(duì)求得的曲線峰值點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行差分，差分值與經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行比較，利用第二閾值對(duì)差分值大的峰值點(diǎn)進(jìn)行二次求峰值，得到曲線的所有峰值點(diǎn)；

第一閾值的定義如下：

，其中，為第一閾值的值，為0.1，為香農(nóng)包絡(luò)曲線的所有極值點(diǎn)的幅值的平均值；

第二閾值的定義如下：

，其中，為第二閾值的值，為0.001，為二次求峰值部分所有極值點(diǎn)的幅值的平均值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S43中，基于曲線的峰值點(diǎn)，利用差分法，計(jì)算胎兒瞬時(shí)心率，具體是：將所求得曲線的所有峰值點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行換算，然后依次進(jìn)行前向差分，再根據(jù)瞬時(shí)心率公式，計(jì)算胎兒瞬時(shí)心率，瞬時(shí)心率公式如下：

，其中，為每兩相鄰香農(nóng)包絡(luò)間的時(shí)間間隔，為瞬時(shí)心率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)方法，其特征在于，所述S2中，巴特沃斯低通濾波器的截止頻率fc=882Hz。

9.一種基于香農(nóng)包絡(luò)的胎兒瞬時(shí)心率檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)采集單元，用于采集胎心音信號(hào)；

預(yù)處理單元，用于對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波、歸一化處理，得到預(yù)處理信號(hào)；

香農(nóng)包絡(luò)繪制單元，用于根據(jù)預(yù)處理信號(hào)計(jì)算香農(nóng)包絡(luò)，繪制香農(nóng)包絡(luò)曲線，香農(nóng)包絡(luò)繪制單元包括：

信號(hào)截取子單元，利用窗函數(shù)對(duì)預(yù)處理信號(hào)進(jìn)行截取；

平均香農(nóng)能量計(jì)算子單元，基于截取的采樣點(diǎn)數(shù)，計(jì)算信號(hào)的平均香農(nóng)能量；

繪制子單元，利用得到的平均香農(nóng)能量，計(jì)算信號(hào)的香農(nóng)包絡(luò)，繪制香農(nóng)包絡(luò)曲線；

瞬時(shí)心率計(jì)算單元，用于根據(jù)香農(nóng)包絡(luò)曲線計(jì)算胎兒瞬時(shí)心率，瞬時(shí)心率計(jì)算單元包括：

極大值檢測(cè)子單元，對(duì)香農(nóng)包絡(luò)曲線進(jìn)行極大值檢測(cè)；

雙閾值檢測(cè)子單元，對(duì)求得的極大值進(jìn)行雙閾值檢測(cè)，得到曲線的峰值點(diǎn)；

計(jì)算子單元，基于曲線的峰值點(diǎn)，利用差分法，計(jì)算胎兒瞬時(shí)心率；

顯示單元，用于顯示瞬時(shí)心率計(jì)算單元得到的胎兒瞬時(shí)心率；

打印單元，用于打印顯示單元顯示的胎兒瞬時(shí)心率。