[發明專利]一種手持式語音播報心音檢測裝置

有效

• 申請號: 201610023950.5
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105662455B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 成謝鋒;鄒舒
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: A61B7/00
• 分類號: A61B7/00;A61B5/024
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

1.一種手持式語音播報心音檢測裝置，采用手持式的便攜結構，對采集的心音進行心音綜合指數分析，并以語音播報的形式將分析結果告知用戶；其特征在于：裝置包括心音傳感器(1)、手持柄(3)以及電源開關(4)、啟動鍵(5)、短信發送鍵(6)、語音播報口(2)；

裝置內設有語音播報器、短信發送模塊、采集器、存儲器和微處理器MCU，所述語音播報口相連于所述語音播報器，所述短信發送鍵相連于所述短信發送模塊，心音通過所述采集器的放大、濾波、數字化ADC進入所述微處理器MCU，所述微處理器MCU通過心率和心音綜合指數計算方法得出結果，再通過所述語音播報器將結果通過所述語音播報口播報反饋回用戶，如果結果判斷為異常心音，則將異常心音存儲到所述存儲器中，并通過所述短信發送模塊將本次的檢測報告發送到指定手機；

所述心音傳感器(1)由圓形采集頭加上具有放大、濾波功能的電路組成；所述語音播報口(2)下放置著以語音合成芯片為核心的語音播報模塊；所述手持柄(3)由圓柱形的塑料材料制成，內部裝著所述微處理器MCU、語音播報?？?、短信發送模塊、存儲器；所述心音傳感器(1)為圓形，位于裝置的最前端，便于貼在胸腔位置采集心音；所述手持柄(3)位于所述心音傳感器(1)后面，所述手持柄(3)為圓柱形，便于手握；所述語音播報口(2)位于所述手持柄(3)的靠近采集頭位置，以便在使用時不被手指遮?。凰鲭娫撮_關(4)、啟動鍵(5)、短信發送鍵(6)位于所述手持柄(3)的尾部或底端，便于在手持時使用大拇指進行按鍵操作；

所述語音播報模塊能過和微處理器MCU通過串口通信，以既定的通信協議幀結構把需要播報的結果或提示音按字節發送，通過解碼數模轉換后揚聲器播放；

所述心音綜合指數的計算方法，具體步驟為：

步驟1:將心音信號ADC后的數字心音信號a(n)進行半降序排列，從而得到前50％數據是有序的序列b(m)m＝0，1,2,......N，n＝0，1,2,......N；然后計算閾值L：L＝b([αT₀])；其中T₀為采集時間，α為比例系數，本裝置取α＝0.3s^-1，[]代表取整運算；

步驟2:以K₀為預設峰值跨度，以a(0)為起點，在跨度內找到尋找最大值，如果該最大值大于閾值L，則該最大值為峰值，否則向后移動半個跨度，如此循環，直至尋找到第一個和第二個峰值a(x)、a(y)；K₀＝C·f_s其中為f_s采樣頻率，C＝0.5s；計算心率次/分鐘，f_s為采樣頻率，η為單位換算系數，當f_s單位是赫茲，Q單位為1時，η＝60；

步驟3：重復步驟2尋找全部峰值并計算出實測峰值跨度序列{K′_i}，i＝1，2，......M，M為峰值的數目減1；

步驟4：計算心率齊整偏差：i＝1，2，......M且i≠j；其中Max()為最大值函數，獲取指定序列的最大值；{|K′_i-K′_j|}指由K′_i和K′_j相減后取絕對值所得的序列；

步驟5：對信號a(n)作FFT變換，并計算其在頻域上的能量譜密度；

步驟6：計算能量譜集中指標ε＝E₁/E₂；E₁是能量譜密度在0～200Hz上的積分，E₂是能量譜密度在0～700Hz上的積分，由于心音的頻譜主要集中在700Hz以下，此處為了節省計算資源，使用E₂代表總能量；

步驟7:計算心率指數z₁：當心率每分鐘在50～60或100～110次時，心率指數為0.6；當心率每分鐘在60～70或90～100次時，心率指數為0.8；當心率每分鐘在70～90次時，心率指數為1.0；同時滿足心率在50至110次每分鐘范圍內，心率超出此范圍時，該心率指標已經不正常，沒有量化的意義，不再計算該指標；

步驟8:計算心率齊整指標z₂：ΔT是步驟4中的心率齊整偏差，T為心音周期，使用T＝60/v，v是心率，要求心率偏差不能超過20％，所以μ取0.2，超過則為心率不齊，不再計算該指標；

步驟9:計算頻域能量譜分布指標z₃：ε為能量譜集中指標，正常心音的能量集中在第一心音(40Hz～60Hz)和第二心音(60Hz～100Hz)，所以要求至少80％的能量集中在0～200Hz的范圍內，所以取φ＝0.8，否則心音不正常，不再量化計算該指標；

步驟10：計算心音綜合指數Z＝100·∑η_iz_i，i＝1，2，3；且滿足條件50<v<110、ΔT≤μT₀、ε≥φ，因為心率會隨著人的年齡、情緒、運動狀態因素變化而變化，為了減少這些不穩定因素對心音綜合指數的影響，取系數{η_i}為{0.3，0.3，0.4}；如果v、ΔT、ε任何一個超出以上步驟所述范圍，則心音綜合指數的量化值已不具有衡量的意義，因而沒有計算的必要性，此時Z＝0。