一種胎心率的獲取方法及胎心儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種胎心率的獲取方法及胎心儀，涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，包括以下步驟：獲取多普勒超聲信號(hào)；將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)；對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲得低采樣率、低頻的音頻信號(hào)；對(duì)預(yù)處理過后的音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算；取自相關(guān)計(jì)算中的最大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值；判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系；及根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)一步得出胎心率。通過本發(fā)明消除了胎心率計(jì)算延遲的問題，能很好的解決胎心率減半和翻倍的問題，并且也能很好的滿足實(shí)時(shí)性的要求，更加有利于臨床診斷。
【專利說明】
一種胎心率的獲取方法及胎心儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體是指一種胎心率的獲取方法及胎心儀?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]胎心儀在臨床診斷中具有重要的作用，尤其是對(duì)圍產(chǎn)期的監(jiān)測(cè)，有助于提高胎兒分娩質(zhì)量，降低胎兒畸形率和死亡率。胎心率的指標(biāo)是胎兒極其重要的指標(biāo)，因此，胎心率獲取計(jì)算的準(zhǔn)確性非常重要。
[0003]目前胎心儀胎心率的計(jì)算方案一般采用硬件過零檢測(cè)，輸出脈沖波，計(jì)算兩個(gè)脈沖波周期間隔得到第一胎心率，對(duì)多普勒包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)處理，得到第二胎心率，然后修正后得到胎心率;另外一種方案是在時(shí)域進(jìn)行自相關(guān)處理，在頻域進(jìn)行FFT計(jì)算從而得到胎心率。
[0004]對(duì)于上述手段來講，采用硬件過零檢測(cè)輔助計(jì)算胎心率方法仍然存在胎心率減半或者翻倍的結(jié)果，另外，增加硬件成本;采用頻率FFT來輔助計(jì)算胎心率的辦法計(jì)算量復(fù)雜， 并且胎心率計(jì)算有延遲的情況，不能很好地滿足實(shí)時(shí)性的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出一種胎心率的獲取方法，通過該方法不存在胎心率計(jì)算延遲的問題，能很好的解決胎心率減半和翻倍的問題，并且也能很好的滿足實(shí)時(shí)性的要求，更加有利于臨床診斷。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:本發(fā)明提出一種胎心率的獲取方法，包括以下步驟:獲取多普勒超聲信號(hào)；將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)；對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲得低采樣率、低頻的音頻信號(hào)；對(duì)預(yù)處理過后的音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算；取自相關(guān)計(jì)算中的最大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值；判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系;及根據(jù)判斷結(jié)果，再對(duì)比第一主峰值和第二主峰值所對(duì)應(yīng)心率值相應(yīng)的最大乘積項(xiàng)，如果第一主峰值為第二主峰值的倍數(shù)，則用第一主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)除以第二主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)，得到峰值比率，如果比率大于預(yù)定的閾值，則第一主峰為所求的胎心率，否則第二主峰為所求的胎心率;如果第二主峰值為第一主峰值的倍數(shù)，則用第二主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)除以第一主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)，得到峰值比率，如果比率大于預(yù)定的閾值，則第二主峰為所求的胎心率，否則第一主峰為所求的胎心率。
[0006]本發(fā)明的另一方面提供了一種胎心儀，包括:多普勒超聲發(fā)射與接收模塊，發(fā)送并接收多普勒超聲信號(hào)；音頻轉(zhuǎn)換模塊，將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)；聲音播放模塊，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行播放；胎心率計(jì)算模塊，獲取胎心率;及胎心率顯示模塊，用于顯示所獲取的胎心率，其中，所述聲音播放模塊及胎心率計(jì)算模塊分別與音頻轉(zhuǎn)換模塊相連。
[0007]進(jìn)一步的，所述胎心率計(jì)算模塊包括:降采樣模塊，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行降采樣；低通濾波模塊，對(duì)降采樣之后的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；第一計(jì)算單元，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算，并取自相關(guān)計(jì)算中的最大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值；判斷單元，判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系；第二計(jì)算單兀，獲取胎心率。
[0008]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明不增加硬件進(jìn)行過零檢測(cè)，也不用頻率FFT來輔助計(jì)算解決胎心率翻倍和減半的問題，因此不存在胎心率計(jì)算延遲的問題，就能很好的解決胎心率減半和翻倍的問題，并且也能很好的滿足實(shí)時(shí)性的要求，更加有利于臨床診斷?！靖綀D說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種胎心率的獲取方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一種胎心率的獲取方法中步驟S300中的流程圖；圖3為本發(fā)明胎心儀的結(jié)構(gòu)方框圖；圖4為胎心率計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0010]其中，1-多普勒超聲發(fā)射與接收模塊，2-音頻轉(zhuǎn)換模塊，3-聲音播放模塊，4-胎心率計(jì)算模塊，5-胎心率顯示模塊，41-降采樣模塊快，42-低通濾波模塊，43-第一計(jì)算單元， 44-判斷單元，45-第二計(jì)算單元?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012]正如【背景技術(shù)】所介紹，為了解決目前胎心儀中出現(xiàn)的胎心率減半或翻倍等不準(zhǔn)確等問題，本發(fā)明提供了一種獲取胎心率的方法，通過該方法不存在胎心率計(jì)算延遲的問題， 能很好的解決胎心率減半和翻倍的問題，并且也能很好的滿足實(shí)時(shí)性的要求，更加有利于臨床診斷。
[0013]如圖1所示，為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式胎心率的獲取方法的流程圖，在該圖中， 胎心率的獲取方法包括步驟S100至S700,在步驟S100中，獲取多普勒超聲信號(hào)。現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)胎心率的監(jiān)測(cè)大都依據(jù)超聲多普勒技術(shù)，再在后期對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行處理而最終獲得胎心率。隨后，在步驟S200中，將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào);在步驟S300中，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲得低采樣率、低頻的音頻信號(hào);在步驟S400中，對(duì)預(yù)處理過后的音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算;在步驟S500中，取自相關(guān)計(jì)算中的最大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值;在步驟S600中，判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系;及在步驟S700中，根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行一步進(jìn)行計(jì)算獲取胎心率。
[0014]其中，當(dāng)步驟S600中的判斷結(jié)果是第一主峰值與第二主峰值之間存在呈倍數(shù)關(guān)系，那么步驟S700中的進(jìn)一步計(jì)算為，對(duì)比第一主峰值和第二主峰值所對(duì)應(yīng)心率值相應(yīng)的最大乘積項(xiàng)，如果第一主峰值為第二主峰值的倍數(shù)，則用第一主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)除以第二主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)，得到峰值比率，如果比率大于預(yù)定的閾值， 則第一主峰為所求的胎心率，否則第二主峰為所求的胎心率;如果第二主峰值為第一主峰值的倍數(shù)，則用第二主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)除以第一主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)，得到峰值比率，如果比率大于預(yù)定的閾值，則第二主峰為所求的胎心率，否則第一主峰為所求的胎心率。
[0015]由此，就獲取了所需要的正確的胎心率。
[0016]在本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】中，如圖2所示，上述步驟S300包括以下兩個(gè)子步驟，即 S310,對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行降采樣，以及步驟S320,對(duì)降采樣之后的信號(hào)進(jìn)行低通濾波。
[0017]如圖3所示，為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式胎心儀的方框圖，該胎心儀包括多普勒超聲發(fā)射與接收模塊1、音頻轉(zhuǎn)換模塊2、聲音播放模塊3、胎心率計(jì)算模塊4及胎心率顯示模塊 5,其中多普勒超聲發(fā)射與接收模塊1、音頻轉(zhuǎn)換模塊2、胎心率計(jì)算模塊4及胎心率顯示模塊 5依次連接，聲音播放模塊3及胎心率計(jì)算模塊4分別與音頻轉(zhuǎn)換模塊3相連。上述多普勒超聲發(fā)射與接收模塊1用于發(fā)送并接收多普勒超聲信號(hào);音頻轉(zhuǎn)換模塊2將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào);聲音播放模塊3對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行播放;胎心率計(jì)算模塊4用于獲取胎心率;胎心率顯示模塊5用于顯示所獲取的胎心率。[〇〇18]如圖4所示，在本發(fā)明的一【具體實(shí)施方式】中，上述胎心率計(jì)算模塊4包括依次連接的降采樣模塊41、低通濾波模塊42、第一計(jì)算單元43、判斷單元44及第二計(jì)算單元45,其中降采樣模塊41對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行降采樣;低通濾波模塊42,對(duì)降采樣之后的信號(hào)進(jìn)行低通濾波;第一計(jì)算單元43，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算，并取自相關(guān)計(jì)算中的最大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值;判斷單元44，判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系;第二計(jì)算單元45,獲取胎心率。下面將具體說明該胎心儀是如何監(jiān)測(cè)并獲取正確無誤的胎心率的。
[0019]多普勒超聲發(fā)射與接收模塊1發(fā)射出的超聲信號(hào)經(jīng)過音頻轉(zhuǎn)換模塊2的轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)，音頻信號(hào)再經(jīng)過降采樣模塊41以及低通濾波模塊42的作用將變成低采樣率、低頻的音頻信號(hào)。在本實(shí)施例中，音頻信號(hào)的采樣率為44.lKHz，由于直接進(jìn)行后面的處理的話，計(jì)算量相當(dāng)大，因此必須進(jìn)行降采樣，心率計(jì)算范圍為每分鐘50次至240次，降采樣處理后采樣率為1000Hz左右，比如將降采樣率設(shè)定為25,那么降采樣后采樣率為1764Hz;低通濾波通帶頻率范圍0-256HZ。
[0020]對(duì)低通濾波后的信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算，這主要由第一計(jì)算單元43來完成，根據(jù)上述所定的心率計(jì)算范圍為50至240次，那么自相關(guān)計(jì)算后得到每個(gè)心率對(duì)應(yīng)的自相關(guān)值，分別用a50，a51，……，a240表示;再對(duì)低通濾波后的信號(hào)同時(shí)進(jìn)行乘積項(xiàng)計(jì)算。得到每個(gè)心率的最大乘積項(xiàng)，分別用m50，m51，.，m240來表示。[0021 ]對(duì)自相關(guān)得到的結(jié)果a50至a240計(jì)算，得到兩個(gè)峰值，并取最大峰值為第一峰值，也是主峰值，第二大峰值為第二峰值，也是次峰值。這里分別用axl和ax2代替第一峰值對(duì)應(yīng)的心率和第二峰值對(duì)應(yīng)的心率。接下來判斷單元44將會(huì)判斷axl和ax2之間的是否呈倍數(shù)關(guān)系。如果呈倍數(shù)關(guān)系，則可以斷定axl和ax2其中一個(gè)為所求胎心率。[〇〇22]隨后，第二計(jì)算單元45將會(huì)得出最終所需要的胎心率，具體為，如果axl為ax2的倍數(shù)，則把a(bǔ)xl心率的最大乘積項(xiàng)除以ax2,得到一個(gè)比率值，如果比率值大于閾值，則確定axl 為所求胎心率，否則ax2為所求胎心率。如果ax2為axl的倍數(shù)，則把a(bǔ)x2心率的最大乘積項(xiàng)除以axl心率的最大乘積項(xiàng)，得到一個(gè)比率值，如果比率值大于閾值，則確定ax2為所求胎心率，否則axl為所求胎心率。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種胎心率的獲取方法，其特征在于，包括以下步驟:獲取多普勒超聲信號(hào)；將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)；對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，獲得低采樣率、低頻的音頻信號(hào)；對(duì)預(yù)處理過后的音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算；取自相關(guān)計(jì)算中的最大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值；判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系;及根據(jù)判斷結(jié)果，再對(duì)比第一主峰值和第二主峰值所對(duì)應(yīng)心率值相應(yīng)的最大乘積項(xiàng)，如 果第一主峰值為第二主峰值的倍數(shù)，則用第一主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)除以第二主 峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)，得到峰值比率，如果比率大于預(yù)定的閾值，則第一主峰為所 求的胎心率，否則第二主峰為所求的胎心率;如果第二主峰值為第一主峰值的倍數(shù)，則用第 二主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)除以第一主峰對(duì)應(yīng)的心率值的最大乘積項(xiàng)，得到峰值比 率，如果比率大于預(yù)定的閾值，則第二主峰為所求的胎心率，否則第一主峰為所求的胎心 率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種胎心率的獲取方法，其特征在于，所述對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行預(yù) 處理，獲得低采樣率、低頻的音頻信號(hào)包括:對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行降采樣；對(duì)降采樣之后的信號(hào)進(jìn)行低通濾波。3.—種胎心儀，其特征在于，包括:多普勒超聲發(fā)射與接收模塊，發(fā)送并接收多普勒超聲信號(hào)；音頻轉(zhuǎn)換模塊，將多普勒超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻信號(hào)；聲音播放模塊，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行播放；胎心率計(jì)算模塊，獲取胎心率;及 胎心率顯示模塊，用于顯示所獲取的胎心率，其中，所述聲音播放模塊及胎心率計(jì)算模塊分別與音頻轉(zhuǎn)換模塊相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種胎心儀，其特征在于，所述胎心率計(jì)算模塊包括:降采樣模塊，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行降采樣；低通濾波模塊，對(duì)降采樣之后的信號(hào)進(jìn)行低通濾波；第一計(jì)算單元，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算以及乘積項(xiàng)計(jì)算，并取自相關(guān)計(jì)算中的最 大值為第一主峰值，第二大值為第二主峰值；判斷單元，判斷第一主峰值與第二主峰值是否呈倍數(shù)關(guān)系；第二計(jì)算單兀，獲取胎心率。
【文檔編號(hào)】A61B8/02GK105962973SQ201610579621
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月22日
【發(fā)明人】田應(yīng)忠, 唐丹
【申請(qǐng)人】深圳掌康科技有限公司, 武漢默聯(lián)股份有限公司