[發(fā)明專利]一種基于胎心位置導向的胎心檢測方法

有效

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• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN112998752B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 黃海;姚劍;林曉強;陸旭;耿晨歌
• 申請（專利權）人: 浙江大學溫州研究院;浙江銘眾健康科技有限公司
• 主分類號: A61B8/02
• 分類號: A61B8/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種基于胎心位置導向的胎心檢測方法，包括如下步驟：

(1)利用超聲多普勒胎心儀的超聲探頭采集當前測點的胎心信號，所述超聲探頭上設有一個用于胎心信號采集的換能器H5以及四個用于方位檢測的換能器H1～H4，換能器H5位于探頭的中心位置，換能器H1～H4在探頭平面上分別位于換能器H5的正北、正東、正南、正西位置；

所述換能器H5的直徑為18～22mm，諧振頻率為2.5～3.8MHz；所述換能器H1～H4的直徑為8～10mm，諧振頻率為200～250KHz；

(2)對于換能器H1～H4所采集到的胎心信號，從中提取出可有效反映胎心距離信息的特征信息，包括周期性特征、變異系數(shù)特征、有效能量占比特征、功率譜熵特征，進而通過最優(yōu)加權法對這些特征進行融合；

(3)根據(jù)換能器H1～H4對應融合后的胎心信號特征值dis₁～dis₄，通過胎心位置導向算法引導用戶尋找到合適的胎心測量位置以采集優(yōu)質(zhì)的胎心信號，具體實現(xiàn)過程如下：

3.1以換能器H5為中心建立平面直角坐標系，確立胎心信號特征值dis₁～dis₄在坐標系中所對應的特征向量進而通過向量疊加的方式計算合成方位向量并確定向量在坐標系中與x軸正方向的夾角

3.2根據(jù)夾角確定胎心位置相對當前測點的方向，依此指引用戶移動探頭并采集下一測點的胎心信號，具體地：

當則胎心位置位于當前測點的正東方向；

當則胎心位置位于當前測點的東北方向；

當則胎心位置位于當前測點的正北方向；

當則胎心位置位于當前測點的西北方向；

當則胎心位置位于當前測點的正西方向；

當則胎心位置位于當前測點的西南方向；

當則胎心位置位于當前測點的正南方向；

當則胎心位置位于當前測點的東南方向；

3.3根據(jù)步驟(2)計算得到下一測點換能器H1～H4對應融合后的胎心信號特征值dis₁'～dis₄'，并確立胎心信號特征值dis₁'～dis₄'在坐標系中所對應的特征向量通過融合前后兩個測點的特征向量得到綜合特征向量并確定綜合特征向量在坐標系中與x軸正方向的夾角

3.4根據(jù)夾角確定胎心位置相對當前測點的方向，其定位標準與夾角一致，依此指引用戶移動探頭并采集下一測點的胎心信號，評估下一測點換能器H5所采集胎心信號的質(zhì)量：若質(zhì)量達標，則停止檢測；若質(zhì)量未達標，則返回執(zhí)行步驟3.3。

2.根據(jù)權利要求1所述的胎心檢測方法，其特征在于：所述換能器H1～H4與換能器H5之間設置了5～15°的傾斜角，使換能器H1～H4發(fā)射的超聲波往探頭外圍擴散，增加探頭聲場覆蓋面積。

3.根據(jù)權利要求1所述的胎心檢測方法，其特征在于：所述周期性特征的計算方法為：首先通過以下公式計算胎心信號的自相關函數(shù)；

其中：N₀為一段胎心信號的長度，n和m均為自然數(shù)，x(n)為胎心信號中第n個采樣點的信號值，x(n+m)為胎心信號中第n+m個采樣點的信號值，R_xx(m)為x(n)與x(n+m)的自相關函數(shù)值；

然后取上述自相關函數(shù)中的第二個峰值作為胎心信號的周期性特征。

4.根據(jù)權利要求1所述的胎心檢測方法，其特征在于：所述變異系數(shù)特征的計算方法為：首先采用一個固定大小的窗口對胎心信號進行滑動掃描，計算每個窗口內(nèi)胎心信號的標準差σ和均值μ，并根據(jù)公式C_v＝σ/μ計算每個窗口內(nèi)胎心信號的變異系數(shù)；然后統(tǒng)計變異系數(shù)大于給定閾值的窗口，并對這些窗口的變異系數(shù)取平均最終作為胎心信號的變異系數(shù)特征。

5.根據(jù)權利要求1所述的胎心檢測方法，其特征在于：所述有效能量占比特征的計算方法為：首先對胎心信號進行自相關以及傅里葉變換得到信號的功率譜，進而根據(jù)功率譜通過以下公式計算出胎心信號的有效能量占比特征P_val；

其中：E(f)為胎心信號功率譜中頻率f所對應的能量，E_sum為胎心信號功率譜的總能量。