[發明專利]一種基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 201410530501.0
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104367344A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 謝勝利;于宣福;蔡坤;馮愛;王賽紅;堯永賢
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: A61B8/02
• 分類號: A61B8/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，包括：

S1.采集胎心音信號；

S2.對采集的信號進行濾波、歸一化處理，得到預處理信號；

S3.根據預處理信號計算香農包絡，繪制香農包絡曲線，具體步驟為：

S31.利用窗函數對預處理信號進行截取；

S32.基于截取的采樣點數，計算信號的平均香農能量；

S33.利用得到的平均香農能量，計算信號的香農包絡，繪制香農包絡曲線；

S4.根據香農包絡曲線計算胎兒瞬時心率，具體步驟為：

S41.對香農包絡曲線進行極大值檢測；

S42.對求得的極大值進行雙閾值檢測，得到曲線的峰值點；

S43.基于曲線的峰值點，利用差分法，計算胎兒瞬時心率。

2.根據權利要求1所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，所述S2中，對采集的信號進行濾波、歸一化處理，得到預處理信號，具體是：通過巴特沃斯低通濾波器對采集的信號進行濾波，然后求出信號絕對值的最大值，所有信號依次除以該最大值，得到預處理信號。

3.根據權利要求2所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，所述S31中，利用窗函數對預處理信號進行截取，具體是：設置窗函數的窗口長度為L秒，窗口的重疊長度為d秒，依據所設置的窗函數對預處理信號進行截取。

4.根據權利要求3所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，所述S32中，基于截取的采樣點數，計算信號的平均香農能量，具體是：根據平均香農能量定義，計算信號的平均香農能量，平均香農能量定義如下：

，其中，為預處理信號，N為窗函數對預處理信號截取的采樣點數，為第t段信號的平均香農能量。

5.根據權利要求4所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，所述S33中，利用得到的平均香農能量，計算信號的香農包絡，繪制香農包絡曲線，具體是：通過香農包絡定義，計算信號的香農包絡，繪制香農包絡曲線，香農包絡定義如下：

，其中，為第t段信號的平均香農能量，為的平均值，為的標準差，為第t段信號的香農包絡。

6.根據權利要求5所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，所述S42中，對求得的極大值進行雙閾值檢測，得到曲線的峰值點，具體是：利用第一閾值對求得的信號極大值進行檢測，求得曲線的峰值點，再對求得的曲線峰值點坐標進行差分，差分值與經驗值進行比較，利用第二閾值對差分值大的峰值點進行二次求峰值，得到曲線的所有峰值點；

第一閾值的定義如下：

，其中，為第一閾值的值，為0.1，為香農包絡曲線的所有極值點的幅值的平均值；

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的幅值的平均值。

7.根據權利要求6所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，其特征在于，所述S43中，基于曲線的峰值點，利用差分法，計算胎兒瞬時心率，具體是：將所求得曲線的所有峰值點坐標進行換算，然后依次進行前向差分，再根據瞬時心率公式，計算胎兒瞬時心率，瞬時心率公式如下：

，其中，為每兩相鄰香農包絡間的時間間隔，為瞬時心率。

8.根據權利要求7所述的基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測方法，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。

9.一種基于香農包絡的胎兒瞬時心率檢測裝置，其特征在于，包括：

數據采集單元，用于采集胎心音信號；

預處理單元，用于對采集的信號進行濾波、歸一化處理，得到預處理信號；

香農包絡繪制單元，用于根據預處理信號計算香農包絡，繪制香農包絡曲線，香農包絡繪制單元包括：

信號截取子單元，利用窗函數對預處理信號進行截取；

平均香農能量計算子單元，基于截取的采樣點數，計算信號的平均香農能量；

繪制子單元，利用得到的平均香農能量，計算信號的香農包絡，繪制香農包絡曲線；

瞬時心率計算單元，用于根據香農包絡曲線計算胎兒瞬時心率，瞬時心率計算單元包括：

極大值檢測子單元，對香農包絡曲線進行極大值檢測；

雙閾值檢測子單元，對求得的極大值進行雙閾值檢測，得到曲線的峰值點；

計算子單元，基于曲線的峰值點，利用差分法，計算胎兒瞬時心率；

顯示單元，用于顯示瞬時心率計算單元得到的胎兒瞬時心率；

打印單元，用于打印顯示單元顯示的胎兒瞬時心率。