[發(fā)明專利]一種在線胎兒心電信號提取裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910269112.X
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN111772627B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭雪梅;廖立娟;鐘偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/344;A61B5/00;A61B5/352
• 代理公司: 北京市萬慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 謝敏楠

1.一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，包括：

采集模塊，用于采集孕婦腹部信號；

窗口信號分割模塊，用于分割所述孕婦腹部信號得到現(xiàn)窗口信號，通過所述現(xiàn)窗口信號尋找孕婦腹部信號中的母體心電信號的R波位置；

信號段分割模塊，用于根據(jù)母體心電信號的R波位置，將所述現(xiàn)窗口信號進(jìn)行分段得到若干信號段；

母體心電信號模板構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述現(xiàn)窗口信號中的信號段，重構(gòu)屬于現(xiàn)窗口信號的母體心電信號模板；

胎兒心電成分計(jì)算模塊，用于根據(jù)現(xiàn)窗口信號的母體心電信號模板，計(jì)算得到下一個(gè)窗口信號中的胎兒心電成分，

其中，所述窗口信號分割模塊通過現(xiàn)窗口信號的一階差分序列，提取出現(xiàn)窗口信號中的尖峰，以尖峰幅值作為聚類變量，使用聚類算法提取出母親心電信號R波尖峰的位置；

所述窗口信號分割模塊確定分開的聚類的數(shù)量，選定每個(gè)聚類的聚類中心，計(jì)算R波尖峰到各個(gè)聚類中心的歐式距離，根據(jù)每個(gè)R波尖峰到各個(gè)聚類中心的歐式距離，獲取每個(gè)R波尖峰對應(yīng)的聚類中心，計(jì)算R波尖峰到各自對應(yīng)的聚類中心的歐式距離的總和，再選取另外的新的聚類中心；

比較R波尖峰到新的對應(yīng)的聚類中心跟舊的對應(yīng)的聚類中心的歐式距離總和，選取較小的一個(gè)；

最終得到R波尖峰到各自對應(yīng)的聚類中心的歐式距離總和最近的聚類中心，再選取出x值最大的聚類中心及其對應(yīng)的R波尖峰定義為母親心電信號R波尖峰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，分割所述孕婦腹部信號得到現(xiàn)窗口信號中的，前m個(gè)現(xiàn)窗口信號為第一窗口信號，第m個(gè)后面的現(xiàn)窗口信號為第二窗口信號；所述第一窗口信號長度為T1，所述第二窗口信號長度為T2，所述T1T2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，還包括篩選模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值篩選信號段；

篩選模塊選取符合“b≤T_RR≤a”的信號段，其中，將符合“b≤T_RR≤a”的n個(gè)時(shí)間段按照時(shí)間長度進(jìn)行排列，排列好的信號段為Xi，i＝1～n，而T_RR為信號段的時(shí)間長度，a為X(n–([n/10]取整))的時(shí)間長度，b為X([n/10]取整)的時(shí)間長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，母體心電信號模板構(gòu)建模塊根據(jù)現(xiàn)窗口信號中的各個(gè)信號段的時(shí)間長度獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間長度；將各個(gè)信號段的時(shí)間長度延伸或壓縮至標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間長度；根據(jù)延伸或壓縮后的信號段得到母體心電信號模板；

和/或，母體心電信號模板構(gòu)建模塊將同一時(shí)間點(diǎn)上的延伸或壓縮后的信號段求取平均后，將平均值組成母體心電信號模板。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，母體心電信號模板構(gòu)建模塊將信號段按照時(shí)間長度大小排列，選擇位于最中間的那個(gè)信號段長度為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，當(dāng)信號段的數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，母體心電信號模板構(gòu)建模塊取排序?yàn)榈趥€(gè)的信號段的時(shí)間長度為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間長度；當(dāng)信號段的數(shù)量為偶數(shù)時(shí)，母體心電信號模板構(gòu)建模塊取排序?yàn)榈趥€(gè)的信號段的時(shí)間長度為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間長度；其中，n為現(xiàn)窗口信號中的信號段的數(shù)量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，胎兒心電成分計(jì)算模塊通過現(xiàn)窗口信號的母體心電信號模板組成屬于現(xiàn)窗口信號的母體心電模擬信號；將下一個(gè)窗口信號減去現(xiàn)窗口信號的母體心電模擬信號，得到下一個(gè)窗口信號的胎兒心電成分。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種胎兒心電信號提取裝置，其特征在于，胎兒心電成分計(jì)算模塊在通過現(xiàn)窗口信號的母體心電信號模板組成屬于現(xiàn)窗口信號的母體心電模擬信號時(shí)，胎兒心電成分計(jì)算模塊通過將現(xiàn)窗口信號的母體心電信號模板拼合形成與下一個(gè)窗口信號的時(shí)間長度一致的母體心電模擬信號。