專利名稱：一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置以及實(shí)現(xiàn)該裝置的方法。
背景技術(shù)：
胎心率基線是反應(yīng)胎兒中樞神經(jīng)發(fā)育狀態(tài)，預(yù)示胎兒宮內(nèi)安危的重要指標(biāo)，也是醫(yī)護(hù)人員對(duì)胎兒監(jiān)護(hù)(以下簡(jiǎn)稱胎監(jiān))圖進(jìn)行分析時(shí)首個(gè)要確定的中間參數(shù)。一般認(rèn)為， 胎心率基線會(huì)隨孕周增加而逐漸下降，其正常范圍在110bpnTl60bpm之間?；€過(guò)高或過(guò)低都應(yīng)引起重視，必須立即找出異常的原因，判斷這種異常是否具有臨床意義，為采取干預(yù)措施提供依據(jù)。例如在妊娠期，基線若下降至IOObpm以下，應(yīng)考慮先天性心臟病；而在分娩期，基線異常是胎兒窘迫的警戒信號(hào)，此時(shí)應(yīng)盡快找出異常原因并采取一定的干預(yù)措施解除異常，以保證胎兒的安全。同時(shí)，胎心率基線還是醫(yī)護(hù)人員確定胎兒其他中間生理參數(shù)的基礎(chǔ)，比如加速、減速、變異等，只有在確定胎心率基線的基礎(chǔ)上才能確定這些中間參數(shù)。目前臨床上計(jì)算胎心率基線的方法主要是平均值法，通過(guò)胎監(jiān)模塊獲得10分鐘以上的有效胎心率數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理后，計(jì)算其平均值，并以此平均值在胎監(jiān)圖上畫出的直線作為胎心率基線。但這種方法只適合用于胎心率曲線比較平穩(wěn)，胎心率基線不出現(xiàn)變化的情況，而實(shí)際胎兒由于受胎動(dòng)、宮縮以及各種外部刺激的影響導(dǎo)致胎心率出現(xiàn)加速、減速等規(guī)律性變化，平均值法不能規(guī)避這些變化對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，造成計(jì)算出胎心率基線往往偏離實(shí)際值；同時(shí)胎心率基線可能會(huì)隨胎兒睡醒周期而發(fā)生變化，平均值法由于只在所有數(shù)據(jù)中求出一個(gè)值導(dǎo)致不能識(shí)別到胎心率基線的變化。因此，胎兒處于不同的狀態(tài)，胎心率基線也會(huì)隨之改變，現(xiàn)有的胎心率基線識(shí)別方法即不能規(guī)避胎心率規(guī)律性變化對(duì)結(jié)果的影響，又不能隨胎兒狀態(tài)的不同而變化，會(huì)造成計(jì)算出的胎心率基線偏離實(shí)際值或無(wú)法在胎監(jiān)圖上體現(xiàn)胎心率的規(guī)律性變化。總之，平均值法不能處理胎心率數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的干擾數(shù)據(jù)，導(dǎo)致計(jì)算出的胎心率基線是不準(zhǔn)確和不穩(wěn)定的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的胎心率基線識(shí)別方法準(zhǔn)確性和可變性差的不足， 提出一種胎心率動(dòng)態(tài)基線的自動(dòng)識(shí)別裝置和方法，從而得到胎心率動(dòng)態(tài)基線，使胎心率基線能根據(jù)胎兒狀態(tài)不同而發(fā)生相應(yīng)變化。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，主要包括
胎心率數(shù)據(jù)采集模塊，胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，主占優(yōu)峰值選取模塊，動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊和主控模塊，
所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊，與所述的主控模塊連接，用于在預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’(η)，并將胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)發(fā)送到所述的主控模塊；所述的胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，與所述的主控模塊連接，用于對(duì)所述的主控模塊發(fā)送的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理、有效數(shù)據(jù)率比較、均值濾波和插值處理，得到預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列B(m)，并將預(yù)處理過(guò)程中得到的相應(yīng)的結(jié)果發(fā)送到所述的主控模塊；
所述的主占優(yōu)峰值選取模塊，與所述的主控模塊連接，用于對(duì)所述的主控模塊發(fā)送的預(yù)處理過(guò)程中得到的相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換、分布排序和主占優(yōu)峰值的判斷進(jìn)而選取主占優(yōu)峰值，并將結(jié)果發(fā)送到所述的主控模塊；
所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊，與所述的主控模塊連接，用于根據(jù)所述的主控模塊發(fā)送的預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列B(m)和主占優(yōu)峰值，求出濾波起始點(diǎn)T，根據(jù)濾波起始點(diǎn)T，將所述序列B(m)進(jìn)行低通濾波和數(shù)據(jù)還原進(jìn)而得到動(dòng)態(tài)基線，并將結(jié)果發(fā)送到所述的主控模塊；
所述的主控模塊，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、主占優(yōu)峰值選取模塊、動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊、顯示與打印模塊連接，用于控制所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、主占優(yōu)峰值選取模塊、動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊、顯示與打印模塊的工作。作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置還包括，胎心信號(hào)采集與處理轉(zhuǎn)換模塊、采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊和參數(shù)預(yù)設(shè)模塊和顯示與打印模塊，
所述的胎心信號(hào)采集與處理轉(zhuǎn)換模塊，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于對(duì)超聲探頭接收到的胎心信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成胎心率數(shù)據(jù)，傳送到所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊；
所述的采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于判斷采集時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，若超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，則向所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出超時(shí)信號(hào)；
所述的參數(shù)預(yù)設(shè)模塊，與所述的采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、主占優(yōu)峰值選取模塊、動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊相連，用于對(duì)所述各個(gè)模塊的參數(shù)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定；
所述的顯示與打印模塊，與所述的主控模塊連接，用于根據(jù)所述的主控模塊發(fā)送的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別結(jié)果，在胎監(jiān)圖上進(jìn)行胎心率基線顯示，并打印出來(lái)；
作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊還進(jìn)一步包括 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)所述胎心率數(shù)據(jù)采集模塊采集得到的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到以脈沖間隔為單位記的胎心率數(shù)值新序列Η(η)；
錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)所述胎心率數(shù)值序列Η(η)根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理得到有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)；
比較單元，根據(jù)所述的序列V(η)和Η(η)計(jì)算出胎心的有效數(shù)據(jù)率L，并判斷其是否大于預(yù)設(shè)閾值U,如果L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U,則繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，否則終止數(shù)據(jù)預(yù)處理，重新進(jìn)行新的胎心率數(shù)據(jù)的采集；
均值濾波單元，用于對(duì)所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)進(jìn)行均值濾波處理得到序列 A(m)，同時(shí)建立所述兩個(gè)序列V (η)和A(m)的位置映射關(guān)系f ；
插值處理單元，對(duì)所述序列A(m)中無(wú)效數(shù)據(jù)部分采用線性插值方法進(jìn)行擬合，得到序列 B(m)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的主占優(yōu)峰值選取模塊還進(jìn)一步包括頻率分布單元，用于對(duì)所述有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)求出每個(gè)胎心率的頻率，得到頻率分布序列P’ (k)；
排序單元，用于對(duì)所述的序列P’ (k)按照胎心率值從小到大的順序進(jìn)行排序，得到分布序列P(k)；
主占優(yōu)峰值判斷單元，用于判斷所述序列P (k)中是否有滿足大于其前I個(gè)頻率值且大于其后J個(gè)頻率值的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為占優(yōu)峰值，如果沒有占優(yōu)峰值，則選取最大頻率所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值；如果有占優(yōu)峰值，則遍歷占優(yōu)峰值，選取首個(gè)使得掃過(guò)的面積超過(guò)頻率分布總面積S倍的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值，其中I、J、S為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊還進(jìn)一步包括
濾波起點(diǎn)獲取單元，用于根據(jù)所述的主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T，在所述序列B(m) 的前K個(gè)點(diǎn)中選取與所述的主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)閾值Q且距離所述的主占優(yōu)峰值最近的值，該值即為濾波起始點(diǎn)T，其中K、Q為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；
低通濾波單元，用于根據(jù)所述的濾波起始點(diǎn)T，采用低通濾波處理B(m)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)；
基線還原單元，用于根據(jù)所述的映射關(guān)系f，對(duì)所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列用復(fù)制的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，得到動(dòng)態(tài)基線序列B3 (η)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊還進(jìn)一步包括
基線校驗(yàn)單元，用于對(duì)所述低通濾波單元得到的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)進(jìn)行校驗(yàn)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)，所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)通過(guò)所述的基線還原單元，得到動(dòng)態(tài)基線序列。本發(fā)明，一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，主要包括，
步驟1，預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集，得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)； 步驟2，對(duì)采集到的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行預(yù)處理，得到在預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列；
步驟3，根據(jù)所述預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列的頻率分布，選取主占優(yōu)峰值；
步驟4，根據(jù)所述的主占優(yōu)峰值，求出濾波起始點(diǎn)，根據(jù)所述的濾波起始點(diǎn)將所述的預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列進(jìn)行低通濾波和數(shù)據(jù)還原，進(jìn)而得到動(dòng)態(tài)胎心率
基線；
作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，在所述步驟1之前還包括，對(duì)超聲探頭接收到的胎心信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成胎心率數(shù)據(jù)；在所述的步驟4之后還包括，將所述的動(dòng)態(tài)胎心率基線進(jìn)行顯示和打印。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的步驟2包括
步驟21，對(duì)所述的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到以脈沖間隔為單位記的胎心率數(shù)值新序列H (η)；
步驟22，對(duì)所述的胎心率數(shù)值序列Η(η)根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理得到有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)；
步驟23，根據(jù)所述的序列V(η)和Η(η)計(jì)算出胎心的有效數(shù)據(jù)率L，并判斷其是否大于預(yù)設(shè)閾值U，如果L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U，則繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，否則終止數(shù)據(jù)預(yù)處理， 重新回到所述步驟1中進(jìn)行新的胎心率數(shù)據(jù)的采集；
步驟M，如果所述L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U，則對(duì)所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)進(jìn)行均值濾波處理得到序列A(m)，同時(shí)建立所述兩個(gè)序列V(η)和A(m)的位置映射關(guān)系f ；
步驟25，對(duì)所述的序列A(m)中無(wú)效數(shù)據(jù)部分采用線性插值方法進(jìn)行擬合，得到序列 B(m)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的步驟3包括
步驟31，對(duì)所述的預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列，即所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V(n)，求出每個(gè)胎心率的頻率，得到頻率分布p’ (k)；
步驟32，對(duì)所述的序列p’ (k)按照胎心率值從小到大的順序進(jìn)行排序，得到分布序列 P(k)；
步驟33，判斷所述序列P (k)中是否有滿足大于其前I個(gè)頻率值且大于其后J個(gè)頻率值的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為占優(yōu)峰值，如果沒有占優(yōu)峰值，則選取最大頻率所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值；如果有占優(yōu)峰值，則遍歷占優(yōu)峰值，選取首個(gè)使得掃過(guò)的面積超過(guò)頻率分布總面積S倍的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值，其中I、J、S為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的步驟4包括
步驟41，根據(jù)所述的主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T，在所述序列B (m)的前K個(gè)點(diǎn)中選取與所述主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)閾值Q且距離主占優(yōu)峰值最近的值，該值即為濾波起始點(diǎn) T，其中K、Q為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；
步驟42，將所述的序列B (m)、濾波起始點(diǎn)T進(jìn)行低通濾波，在濾波之前對(duì)序列B (m)中的每一個(gè)值做判斷，如果與所述主占優(yōu)峰值的絕對(duì)差值超過(guò)閾值M,則該值不參與濾波；否則進(jìn)行低通濾波得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)，其中M為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；
步驟43，根據(jù)所述的映射關(guān)系f，對(duì)所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列用復(fù)制的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，得到動(dòng)態(tài)基線序列B3 (η)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的步驟42進(jìn)一步包括，先將所述的序列 B(m)正向通過(guò)低通濾波器，得到序列BO (m)，然后將序列BO (m)反向通過(guò)低通濾波器，得到所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)。作為本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述的步驟42和步驟43之間還包括如下步驟， 對(duì)所述的序列Bl (m)進(jìn)行校驗(yàn)，將所述的序列Bl (m)與B (m)作差，得到序列C (m)，計(jì)算
所述序列C(m)中連續(xù)大于0的個(gè)數(shù)N，如果個(gè)數(shù)超過(guò)閾值R，則標(biāo)記C(m)中這N個(gè)數(shù)據(jù)的位置，同理標(biāo)記C(m)中連續(xù)小于0的個(gè)數(shù)超過(guò)閾值R的位置，將所述標(biāo)記的位置對(duì)應(yīng)到所述序列B(m)中的數(shù)據(jù)，將這些位置上的數(shù)據(jù)替換序列B(m)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)映射關(guān)系f求出這些位置對(duì)應(yīng)在所述序列V(n)上的位置，將V(n)上對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)替換所述步驟3中的序列V(n)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后再次執(zhí)行所述步驟3和步驟4中的41和42兩步， 得到的序列替換Bl (m)中這些位置上的數(shù)據(jù)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2(m)；如果如上所述的步驟中沒有標(biāo)記的位置，則預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2(m)即為Bl(m)，其中R為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，基于低通濾波的動(dòng)態(tài)基線自動(dòng)識(shí)別方法，可以有效地濾除胎心率數(shù)據(jù)中的干擾數(shù)據(jù)，規(guī)避胎心率的規(guī)律性變化對(duì)基線求解的影響，采用本方案，既適合胎兒處于睡眠期，胎心率基線不變化的情況；又適合胎兒處于覺醒期或胎兒躁動(dòng)時(shí)， 胎心率基線可能發(fā)生變化的情況，可以準(zhǔn)確地反應(yīng)胎兒在不同的狀態(tài)下的基線水平及其變化。


為了易于說(shuō)明，本發(fā)明由下述的較佳實(shí)施例及附圖作以詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明一種胎心率動(dòng)態(tài)基線的自動(dòng)識(shí)別方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖2是本發(fā)明一種胎心率動(dòng)態(tài)基線的自動(dòng)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖3是本發(fā)明一種胎心率動(dòng)態(tài)基線的自動(dòng)識(shí)別裝置的一個(gè)實(shí)施例的架構(gòu)框圖； 圖4是本發(fā)明一種胎心率動(dòng)態(tài)基線的自動(dòng)識(shí)別裝置的另一個(gè)實(shí)施例的架構(gòu)框圖； 圖5是原始采集的胎心率數(shù)據(jù)；
圖6為經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)效果圖； 圖7為經(jīng)過(guò)插值處理后的胎心率數(shù)據(jù)效果圖； 圖8為胎心率數(shù)據(jù)的頻率分布和主占優(yōu)峰值選取效果圖； 圖9為低通濾波處理后的胎心率數(shù)據(jù)效果圖； 圖10為基線校驗(yàn)后的胎心率數(shù)據(jù)效果圖； 圖11為還原后胎心率數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)基線效果圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。用于胎心率動(dòng)態(tài)基線識(shí)別的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)主要包括上位機(jī)和下位機(jī)，下位機(jī)主要是通過(guò)超聲探頭來(lái)獲取胎心信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)硬件濾波處理和自相關(guān)算法計(jì)算出胎心率；上位機(jī)主要是接受來(lái)自下位機(jī)的數(shù)據(jù)，然后顯示、存儲(chǔ)胎心率數(shù)據(jù)、描繪胎心率曲線、對(duì)胎心率數(shù)據(jù)的處理和動(dòng)態(tài)基線識(shí)別、顯示、打印，主要處理方法流程如圖1所示
101.預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集；
上位機(jī)采集η分鐘的胎心率數(shù)據(jù)，得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’(η)，圖5為上位機(jī)采集到的胎心率原始數(shù)據(jù)。其中，本實(shí)施例中設(shè)定需要至少采集十分鐘的數(shù)據(jù)，根據(jù)《胎兒電子監(jiān)護(hù)學(xué)》，一般而言，確定胎心率基線至少需要十分鐘的胎心率數(shù)據(jù)。102.對(duì)采集到的胎心率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
對(duì)胎心率數(shù)據(jù)序列依次進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理、有效數(shù)據(jù)率比較、均值濾波和插值處理，得到不同預(yù)處理過(guò)程所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)的胎心率數(shù)據(jù)序列。103.根據(jù)預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)的頻率分布，選取主占優(yōu)峰值；
對(duì)預(yù)處理步驟得到的有效胎心率數(shù)據(jù)序列進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換、分布排序和主占優(yōu)峰值的判斷進(jìn)而選取主占優(yōu)峰值。104.根據(jù)預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)和主占優(yōu)峰值，得到動(dòng)態(tài)胎心率基線；
通過(guò)根據(jù)主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)，根據(jù)濾波起始點(diǎn)和預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列，并根據(jù)映射關(guān)系將其還原得到動(dòng)態(tài)基線序列；此外，還可以在得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列后通過(guò)校驗(yàn)，使得得到的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列更加精準(zhǔn)，并根據(jù)映射關(guān)系將其還原得到動(dòng)態(tài)基線序列。105.將動(dòng)態(tài)胎心率基線進(jìn)行顯示和打印；
將得到的動(dòng)態(tài)基線序列送入顯示打印模塊，在胎監(jiān)圖上畫出胎心率基線進(jìn)行顯示，并可打印出來(lái)。本發(fā)明一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法的另一個(gè)實(shí)施方式，請(qǐng)參見圖2，具體描述如下
100.采集并處理胎心信號(hào)得到胎心率數(shù)據(jù)；
超聲探頭接收到的胎心信號(hào)在下位機(jī)經(jīng)過(guò)硬件濾波處理和自相關(guān)算法計(jì)算出胎心率后上傳到上位機(jī)，上位機(jī)的處理包括對(duì)胎心率數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和描繪成胎心率曲線以及相關(guān)數(shù)據(jù)處理等等。其中硬件濾波為了去除采集到的信號(hào)受到的頻率干擾而自相關(guān)算法是具有能使周期信號(hào)得到加強(qiáng)而隨機(jī)噪聲被減弱的特性，是計(jì)算胎心率的常用技術(shù)。101.預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集；
上位機(jī)采集η分鐘的胎心率數(shù)據(jù)，得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’(η)，圖5為上位機(jī)采集到的胎心率原始數(shù)據(jù)。其中，本實(shí)施例中設(shè)定需要至少采集十分鐘的數(shù)據(jù)，根據(jù)《胎兒電子監(jiān)護(hù)學(xué)》，一般而言，確定胎心率基線至少需要十分鐘的胎心率數(shù)據(jù)。1021.對(duì)胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到新序列Η(η)；
對(duì)胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，得到序列Η(η)，從下位機(jī)得到的數(shù)據(jù)是以每分鐘多少跳(bpm，beats per min)為單位記的胎心率值，為了使數(shù)據(jù)處理更加精確，上位機(jī)要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以脈沖間隔(兩次心跳的間隔時(shí)間，單位ms)為單位記的胎心率值。1022.對(duì)序列H (η)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理得到有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)；
此步根據(jù)預(yù)設(shè)信號(hào)質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)可以有效的濾除胎心序列中因胎心信號(hào)質(zhì)量差而產(chǎn)生的無(wú)效、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，剩下的是有效數(shù)據(jù)。圖6為經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列。1023.根據(jù)V(n)和H(n)計(jì)算出胎心的有效數(shù)據(jù)率L，并判斷其是否大于預(yù)設(shè)閾值 U；
根據(jù)V(n)和H(n)判斷胎心的有效數(shù)據(jù)率L，如果L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U，則繼續(xù)進(jìn)行本發(fā)明求解基線的下一個(gè)步驟；否則終止求解基線，并且終止整個(gè)流程，放棄此段數(shù)據(jù)， 重新回到步驟101進(jìn)行新的胎心率數(shù)據(jù)的采集。1024.采用均值濾波處理V (η)得到新序列A (m)；
對(duì)序列V(n)采用均值濾波器(均值濾波器中可采用特定點(diǎn)數(shù)的滑動(dòng)平均或者特定點(diǎn)數(shù)的分段平均等方式)處理，得到序列A (m)，同時(shí)建立V — A的位置映射關(guān)系f，其中f是一個(gè)多對(duì)一的映射關(guān)系，描述濾波前后的數(shù)據(jù)序列下標(biāo)位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，本實(shí)施例中f(m)等于η除以預(yù)設(shè)閾值的結(jié)果的整數(shù)部分。1025.采用線性插值法處理A(m)得到新序列B(m)；
對(duì)序列A (m)中無(wú)效數(shù)據(jù)部分采用線性插值方法進(jìn)行擬合，得到序列B (m)，線性插值是利用兩點(diǎn)成線原理求解直線上其他點(diǎn)的簡(jiǎn)單的插值方法。圖7為經(jīng)過(guò)插值處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列。如上的1021、1022、1023、1024、1025步驟為本實(shí)施例中對(duì)胎心率數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理
的步驟。
此外，對(duì)胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟，并不局限于如上步驟，還可以采用業(yè)界悉知的直接對(duì)以每分鐘多少跳(bpm，beats per min)為單位記的胎心率值去除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)和/或滑動(dòng)平均和/或插值擬合的方法等等。1031.對(duì)序列V(n)求其頻率分布P’ (k)；
對(duì)有效胎心率數(shù)據(jù)序列V(η)求每個(gè)胎心率的頻率，得到頻率分布P’(k)。1032.對(duì)ρ’ (k)按照胎心率值從小到大的順序進(jìn)行排序，得到分布序列P (k)； 1033.根據(jù)頻率分布求出主占優(yōu)峰值；
判斷p(k)中是否有占優(yōu)峰值，占優(yōu)峰值是指P(k)中滿足大于其前I個(gè)頻率值且大于其后J個(gè)頻率值的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值，如果沒有占優(yōu)峰值，則選取最大頻率所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值；如果有占優(yōu)峰值，則遍歷占優(yōu)峰值，選取首個(gè)使得掃過(guò)的面積超過(guò)頻率分布總面積S倍的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值(其中I、J和S可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)先設(shè)定)。圖8為胎心率數(shù)據(jù)的頻率分布和主占優(yōu)峰值選取效果圖，圖中箭頭所指的值即為選取到的主占優(yōu)峰值。此外，對(duì)主占優(yōu)峰值的選取方式很多，并不局限于如上步驟，還可以直接根據(jù)最大頻率值選取、也可以根據(jù)序列P(k)中首個(gè)滿足與最大頻率值之比超過(guò)設(shè)定閾值的頻率值且在其之前的所有頻率值的累加和超過(guò)預(yù)設(shè)閾值的規(guī)則來(lái)選取該滿足條件的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占峰值等等。1041.根據(jù)主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T ；
根據(jù)主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T，在序列B (m)的前K個(gè)點(diǎn)中選取與主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)閾值Q且距離主占優(yōu)峰值最近的值，該值即為濾波起始點(diǎn)T (其中K、Q可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)先設(shè)定)；
此外，對(duì)濾波起始點(diǎn)的選取方式很多，并不局限于如上步驟，還可以直接將主占優(yōu)峰值選取為濾波起始點(diǎn)、也可以選取為序列B(m)中滿足與主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)設(shè)定閾值的所有值的平均值等等。1042.根據(jù)濾波起始點(diǎn)T，采用低通濾波處理B (m)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)； 將序列B (m)、濾波起始點(diǎn)T輸入到一個(gè)低通濾波器中，相對(duì)于胎心率數(shù)據(jù)，它的基線是
一個(gè)低頻信號(hào)，需要通過(guò)低通濾波得到，在濾波之前要對(duì)序列B (m)中的每一個(gè)值做判斷， 如果與主占優(yōu)峰值的絕對(duì)差值超過(guò)閾值M，則該值不能參與濾波；否則要參與濾波計(jì)算。采用雙向?yàn)V波技術(shù)，這樣可以消除相位偏移，先將序列B(m)正向通過(guò)低通濾波器，得到序列 BO (m)，然后將序列BO (m)反向通過(guò)低通濾波器，通過(guò)這一步的濾波可以得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl(m)。圖9中的基線曲線為經(jīng)過(guò)首次低通濾波處理后得到的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列(其中閾值M可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)先設(shè)定)。到此步驟為止再執(zhí)行如下的1044步驟已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明對(duì)胎心率基線自動(dòng)的識(shí)別，另外，本實(shí)施例中還可以增加如下1043步驟進(jìn)一步校驗(yàn)和優(yōu)化對(duì)胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別。1043.對(duì)Bl (m)進(jìn)行校驗(yàn)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)；
將序列Bl (m)與B(m)作差，得到序列C(m)。計(jì)算序列C(m)中連續(xù)大于0的個(gè)數(shù)N，如果個(gè)數(shù)超過(guò)閾值R，則標(biāo)記C(m)中這N個(gè)數(shù)據(jù)的位置；同理標(biāo)記C(m)中連續(xù)小于0的個(gè)數(shù)超過(guò)閾值R的位置(其中R可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)先設(shè)定)；
將如上所述中標(biāo)記的位置對(duì)應(yīng)到序列B(m)中的數(shù)據(jù)，將這些位置上的數(shù)據(jù)替換為序列B(m)，同時(shí)根據(jù)映射關(guān)系f求出這些位置對(duì)應(yīng)在V(n)上的位置，將V(n)上對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)替換為步驟103中的序列V (η)，然后再次執(zhí)行步驟103和步驟104中的1041和1042兩步，得到的序列替換Bl (m)中這些位置上的數(shù)據(jù)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2(m)；如果如上所述的步驟中沒有標(biāo)記的位置，則預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2(m)即為Bl(m)。圖10中的基線曲線為經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后得到的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列。1044.對(duì)B2 (m)進(jìn)行還原，得到動(dòng)態(tài)基線序列B3 (η)；
根據(jù)映射關(guān)系f，將序列B2(m)用復(fù)制的方法做數(shù)據(jù)還原，相當(dāng)于m個(gè)數(shù)據(jù)中的每一個(gè)數(shù)據(jù)復(fù)制并總體還原為η個(gè)數(shù)據(jù)，得到能與胎心率序列h’ (η)對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)基線序列Β3(η)。 圖11中的基線曲線為經(jīng)過(guò)還原后得到的動(dòng)態(tài)基線序列。105.得到動(dòng)態(tài)基線并進(jìn)行顯示和打印；
將得到的動(dòng)態(tài)基線序列Β3(η)送入顯示打印模塊，在胎監(jiān)圖上畫出胎心率基線進(jìn)行顯示，并可打印出來(lái)。本發(fā)明一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別的裝置，如圖3所示，主要包括
胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301，與主控模塊306連接，用于在預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集并得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’(η)，并將胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)發(fā)送到主控模塊306;
胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302，與主控模塊306連接，用于對(duì)主控模塊發(fā)送的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)依次進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理、有效數(shù)據(jù)率比較、均值濾波和插值處理，得到預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列B (m)，并將預(yù)處理過(guò)程中得到的相應(yīng)的結(jié)果發(fā)送到主控模塊 306 ；
主占優(yōu)峰值選取模塊303，與主控模塊306連接，用于對(duì)主控模塊發(fā)送的預(yù)處理過(guò)程中得到的結(jié)果進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換、分布排序和主占優(yōu)峰值的判斷進(jìn)而選取主占優(yōu)峰值，并將結(jié)果發(fā)送到主控模塊306 ；
動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊304，與主控模塊306連接，用于根據(jù)主控模塊306發(fā)送的預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列B (m)和主占優(yōu)峰值，求出濾波起始點(diǎn)T，根據(jù)濾波起始點(diǎn)T，將所述序列 B(m)進(jìn)行低通濾波和數(shù)據(jù)還原進(jìn)而得到動(dòng)態(tài)基線，并將結(jié)果發(fā)送到主控模塊306 ；
顯示與打印模塊305，與主控模塊306連接，用于將主控模塊306發(fā)送的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別結(jié)果，在胎監(jiān)圖上畫出胎心率基線進(jìn)行顯示，并可打印出來(lái)。主控模塊306，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301，胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302，主占優(yōu)峰值選取模塊303，動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊304，顯示與打印模塊305連接，用于控制胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301，胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302，主占優(yōu)峰值選取模塊303，動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊304，顯示與打印模塊305的工作；
本具體實(shí)施方式
中的主控模塊306可以為公知結(jié)構(gòu)的可編程的微處理器件。為了更詳細(xì)的了解本發(fā)明，下面以另一個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別的裝置進(jìn)行描述，請(qǐng)參看圖4，具體為
所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別的裝置還包括
胎心信號(hào)采集與處理轉(zhuǎn)換模塊308，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301相連接，是一個(gè)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、處理和轉(zhuǎn)換的超聲探頭裝置，用于將超聲探頭接收到的胎心信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成胎心率數(shù)據(jù)，本實(shí)施例中對(duì)采集的胎心信號(hào)經(jīng)過(guò)硬件濾波處理和自相關(guān)算法計(jì)算出胎心率數(shù)據(jù)，傳送到所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301 ；采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊309，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301相連接，用于判斷采集時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，若超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，則向所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊301發(fā)出超時(shí)信號(hào)； 參數(shù)預(yù)設(shè)模塊307，與所述的采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊309、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302，主占優(yōu)峰值選取模塊303，動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊304相連，用于對(duì)所述各個(gè)模塊的參數(shù)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定；
所述的胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊302還進(jìn)一步包括
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元310，用于對(duì)所述胎心率數(shù)據(jù)采集模塊采集得到的胎心率數(shù)據(jù)序列 h’ (η)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到以脈沖間隔為單位記的胎心率數(shù)值新序列Η(η)；
錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理單元311，用于對(duì)胎心率數(shù)值序列Η(η)根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理得到有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)；
比較單元312，根據(jù)V(n)和H(n)計(jì)算出胎心的有效數(shù)據(jù)率L，并判斷其是否大于預(yù)設(shè)閾值U,如果L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U,則繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；否則終止數(shù)據(jù)預(yù)處理，重新進(jìn)行新的胎心率數(shù)據(jù)的采集；
均值濾波單元313，用于對(duì)所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V(n)進(jìn)行均值濾波處理得到序列A(m)，同時(shí)建立兩個(gè)序列的位置映射關(guān)系f ；
插值處理單元314，對(duì)序列A(m)中無(wú)效數(shù)據(jù)部分采用線性插值方法進(jìn)行擬合，得到序列 B(m)。所述的主占優(yōu)峰值選取模塊303還進(jìn)一步包括
頻率分布單元，用于對(duì)有效胎心率數(shù)據(jù)序列V(n)求每個(gè)胎心率的頻率，得到頻率分布 P， (k)；
排序單元，用于對(duì)P’(k)按照胎心率值從小到大的順序進(jìn)行排序，得到分布序列P (k)； 主占優(yōu)峰值判斷單元，用于判斷P(k)中是否有滿足大于其前I個(gè)頻率值且大于其后 J個(gè)頻率值的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為占優(yōu)峰值，如果沒有占優(yōu)峰值，則選取最大頻率所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值；如果有占優(yōu)峰值，則遍歷占優(yōu)峰值，選取首個(gè)使得掃過(guò)的面積超過(guò)頻率分布總面積S倍的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值，其中I、J、S 為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊304還進(jìn)一步包括
濾波起點(diǎn)獲取單元318，用于根據(jù)主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T，在所述序列B (m)的前 K個(gè)點(diǎn)中選取與主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)閾值Q且距離主占優(yōu)峰值最近的值，該值即為濾波起始點(diǎn)T，其中K、Q為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；
低通濾波單元319，用于根據(jù)濾波起始點(diǎn)T，采用低通濾波處理B (m)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)；
基線校驗(yàn)單元320，用于對(duì)所述低通濾波單元得到的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)進(jìn)行校驗(yàn)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)，所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)通過(guò)所述的基線還原單元， 得到動(dòng)態(tài)基線序列；
基線還原單元321，用于根據(jù)所述的映射關(guān)系f，對(duì)所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列用復(fù)制的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，得到動(dòng)態(tài)基線序列B3 (η)；
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，包括，胎心率數(shù)據(jù)采集模塊，胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，主占優(yōu)峰值選取模塊，動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊和主控模塊，所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊，與所述的主控模塊連接，用于在預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集，進(jìn)而得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)，并將所述的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)發(fā)送到所述的主控模塊；所述的胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，與所述的主控模塊連接，用于對(duì)所述的主控模塊發(fā)送的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列B(m)，并將預(yù)處理過(guò)程中得到的相應(yīng)的結(jié)果發(fā)送到所述的主控模塊；所述的主占優(yōu)峰值選取模塊，與所述的主控模塊連接，用于根據(jù)對(duì)所述的主控模塊發(fā)送的預(yù)處理過(guò)程中得到的相應(yīng)結(jié)果的頻率分布，選取主占優(yōu)峰值，并將結(jié)果發(fā)送到所述的主控模塊；所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊，與所述的主控模塊連接，用于根據(jù)所述的主控模塊發(fā)送的主占優(yōu)峰值，求出濾波起始點(diǎn)T，根據(jù)濾波起始點(diǎn)T，將所述預(yù)處理后的胎心率數(shù)據(jù)序列 B(m)進(jìn)行低通濾波和數(shù)據(jù)還原進(jìn)而得到動(dòng)態(tài)胎心率基線，并將結(jié)果發(fā)送到所述的主控模塊；所述的主控模塊，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、主占優(yōu)峰值選取模塊、動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊、顯示與打印模塊連接，用于控制所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、主占優(yōu)峰值選取模塊、動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述的胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置還包括，胎心信號(hào)采集與處理轉(zhuǎn)換模塊、采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊、參數(shù)預(yù)設(shè)模塊和顯示與打印模塊，所述的胎心信號(hào)采集與處理轉(zhuǎn)換模塊，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于對(duì)超聲探頭接收到的胎心信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成胎心率數(shù)據(jù)，傳送到所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊；所述的采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊，與所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊相連接，用于判斷采集時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，若超過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)，則向所述的胎心率數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)出超時(shí)信號(hào)；所述的參數(shù)預(yù)設(shè)模塊，與所述的采集時(shí)長(zhǎng)判斷模塊、胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、主占優(yōu)峰值選取模塊、動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊相連，用于對(duì)所述各個(gè)模塊的參數(shù)進(jìn)行預(yù)先設(shè)定；所述的顯示與打印模塊，與所述的主控模塊連接，用于根據(jù)所述的主控模塊發(fā)送的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別結(jié)果，在胎監(jiān)圖上進(jìn)行胎心率基線顯示，并打印出來(lái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述的胎心率數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊還進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)所述胎心率數(shù)據(jù)采集模塊采集得到的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到以脈沖間隔為單位記的胎心率數(shù)值新序列H (η)；錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理單元，用于對(duì)所述胎心率數(shù)值序列Η(η)根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理得到有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)；比較單元，根據(jù)所述的序列V(η)和Η(η)計(jì)算出胎心的有效數(shù)據(jù)率L，并判斷其是否大于預(yù)設(shè)閾值U,如果L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U,則繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，否則終止數(shù)據(jù)預(yù)處理，重新進(jìn)行新的胎心率數(shù)據(jù)的采集；均值濾波單元，用于對(duì)所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)進(jìn)行均值濾波處理得到序列 A(m)，同時(shí)建立所述兩個(gè)序列V (η)和A(m)的位置映射關(guān)系f ；插值處理單元，對(duì)所述序列A (m)中無(wú)效數(shù)據(jù)部分采用線性插值方法進(jìn)行擬合，得到序列 B(m)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述的主占優(yōu)峰值選取模塊還進(jìn)一步包括頻率分布單元，用于對(duì)所述有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)求出每個(gè)胎心率的頻率，得到頻率分布序列P’ (k)；排序單元，用于對(duì)所述的序列P’ (k)按照胎心率值從小到大的順序進(jìn)行排序，得到分布序列P(k)；主占優(yōu)峰值判斷單元，用于判斷所述序列P(k)中是否有滿足大于其前I個(gè)頻率值且大于其后J個(gè)頻率值的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為占優(yōu)峰值，如果沒有占優(yōu)峰值，則選取最大頻率所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值；如果有占優(yōu)峰值，則遍歷占優(yōu)峰值，選取首個(gè)使得掃過(guò)的面積超過(guò)頻率分布總面積S倍的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值，其中I、J、S為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊還進(jìn)一步包括濾波起點(diǎn)獲取單元，用于根據(jù)所述的主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T，在所述序列B(m) 的前K個(gè)點(diǎn)中選取與所述的主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)閾值Q且距離所述的主占優(yōu)峰值最近的值，該值即為濾波起始點(diǎn)T，其中K、Q為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；低通濾波單元，用于根據(jù)所述的濾波起始點(diǎn)T，采用低通濾波處理B (m)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)；基線還原單元，用于根據(jù)所述的映射關(guān)系f，對(duì)所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列用復(fù)制的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，得到動(dòng)態(tài)基線序列B3 (η)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于，所述的動(dòng)態(tài)基線識(shí)別模塊還進(jìn)一步包括基線校驗(yàn)單元，用于對(duì)所述低通濾波單元得到的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)進(jìn)行校驗(yàn)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)，所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2 (m)通過(guò)所述的基線還原單元，得到動(dòng)態(tài)基線序列。
7.—種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，包括步驟1，預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集，得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)；步驟2，對(duì)采集到的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行預(yù)處理，得到在預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列；步驟3，根據(jù)所述預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列的頻率分布，選取主占優(yōu)峰值；步驟4，根據(jù)所述的主占優(yōu)峰值，求出濾波起始點(diǎn)，根據(jù)所述的濾波起始點(diǎn)將所述的預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列進(jìn)行低通濾波和數(shù)據(jù)還原，進(jìn)而得到動(dòng)態(tài)胎心率基線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，在所述步驟1之前還包括，對(duì)超聲探頭接收到的胎心信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成胎心率數(shù)據(jù)；在所述的步驟 4之后還包括，將所述的動(dòng)態(tài)胎心率基線進(jìn)行顯示和打印。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的步驟2包括步驟21，對(duì)所述的胎心率數(shù)據(jù)序列h’ (η)進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到以脈沖間隔為單位記的胎心率數(shù)值新序列H (η)；步驟22，對(duì)所述的胎心率數(shù)值序列Η(η)根據(jù)預(yù)設(shè)的信號(hào)質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行錯(cuò)誤數(shù)據(jù)處理得到有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)；步驟23，根據(jù)所述的序列V(η)和Η(η)計(jì)算出胎心的有效數(shù)據(jù)率L，并判斷其是否大于預(yù)設(shè)閾值U,如果L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U,則繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，否則終止數(shù)據(jù)預(yù)處理， 重新回到所述步驟1中進(jìn)行新的胎心率數(shù)據(jù)的采集；步驟Μ，如果所述L大于預(yù)先設(shè)定的閾值U,則對(duì)所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V (η)進(jìn)行均值濾波處理得到序列A(m)，同時(shí)建立所述兩個(gè)序列V(η)和A(m)的位置映射關(guān)系f ；步驟25，對(duì)所述的序列A(m)中無(wú)效數(shù)據(jù)部分采用線性插值方法進(jìn)行擬合，得到序列 B(m)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的步驟 3包括步驟31，對(duì)所述的預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列，即所述的有效胎心率數(shù)據(jù)序列V(n)，求出每個(gè)胎心率的頻率，得到頻率分布p’ (k)；步驟32，對(duì)所述的序列p’ (k)按照胎心率值從小到大的順序進(jìn)行排序，得到分布序列 P(k)；步驟33，判斷所述序列P (k)中是否有滿足大于其前I個(gè)頻率值且大于其后J個(gè)頻率值的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為占優(yōu)峰值，如果沒有占優(yōu)峰值，則選取最大頻率所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值；如果有占優(yōu)峰值，則遍歷占優(yōu)峰值，選取首個(gè)使得掃過(guò)的面積超過(guò)頻率分布總面積S倍的頻率值所對(duì)應(yīng)的胎心率值作為主占優(yōu)峰值，其中I、J、S為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的步驟4包括步驟41，根據(jù)所述的主占優(yōu)峰值求出濾波起始點(diǎn)T，在所述序列B (m)的前K個(gè)點(diǎn)中選取與所述主占優(yōu)峰值距離不超過(guò)閾值Q且距離主占優(yōu)峰值最近的值，該值即為濾波起始點(diǎn) T，其中K、Q為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；步驟42，將所述的序列B(m)、濾波起始點(diǎn)T進(jìn)行低通濾波，在濾波之前對(duì)序列B(m)中的每一個(gè)值做判斷，如果與所述主占優(yōu)峰值的絕對(duì)差值超過(guò)閾值M,則該值不參與濾波；否則進(jìn)行低通濾波得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)，其中M為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)；步驟43，根據(jù)所述的映射關(guān)系f，對(duì)所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列用復(fù)制的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)還原，得到動(dòng)態(tài)基線序列B3 (η)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的步驟42進(jìn)一步包括，先將所述的序列B (m)正向通過(guò)低通濾波器，得到序列BO (m)，然后將序列 BO (m)反向通過(guò)低通濾波器，得到所述的預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列Bl (m)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述的步驟42和步驟43之間還包括如下步驟，對(duì)所述的序列Bl (m)進(jìn)行校驗(yàn)，將所述的序列Bl (m)與B (m)作差，得到序列C (m)，計(jì)算所述序列C(m)中連續(xù)大于0的個(gè)數(shù)N，如果個(gè)數(shù)超過(guò)閾值R，則標(biāo)記C(m)中這N個(gè)數(shù)據(jù)的位置，同理標(biāo)記C (m)中連續(xù)小于0的個(gè)數(shù)超過(guò)閾值R的位置，將所述標(biāo)記的位置對(duì)應(yīng)到所述序列B(m)中的數(shù)據(jù)，將這些位置上的數(shù)據(jù)替換為序列B(m)，同時(shí)根據(jù)映射關(guān)系f求出這些位置對(duì)應(yīng)在所述序列V(η)上的位置，將V(n)上對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)替換為所述步驟3中的序列V (η)，然后再次執(zhí)行所述步驟3和步驟4中的41和42兩步，得到的序列替換Bl (m)中這些位置上的數(shù)據(jù)，得到預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2(m)；如果如上所述的步驟中沒有標(biāo)記的位置， 則預(yù)動(dòng)態(tài)基線序列B2(m)即為Bl (m)，其中R為預(yù)先設(shè)定的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種胎心率基線的自動(dòng)識(shí)別裝置以及實(shí)現(xiàn)該裝置的方法，本發(fā)明包括預(yù)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)的采集，得到胎心率數(shù)據(jù)序列h’(n)，對(duì)采集到的胎心率數(shù)據(jù)序列h’(n)進(jìn)行預(yù)處理，得到在預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列，根據(jù)所述預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列的頻率分布，選取主占優(yōu)峰值，根據(jù)所述預(yù)處理過(guò)程中所對(duì)應(yīng)的相應(yīng)胎心率數(shù)據(jù)序列和主占優(yōu)峰值，進(jìn)行動(dòng)態(tài)基線識(shí)別，得到動(dòng)態(tài)基線并進(jìn)行顯示和打印。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案可以有效地規(guī)避胎心率的規(guī)律性變化對(duì)基線求解的影響，準(zhǔn)確地反應(yīng)胎兒在不同的狀態(tài)下的基線水平及其變化。
文檔編號(hào)A61B5/024GK102302363SQ20111017803
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者曾永華, 陳吳筍, 陳德偉, 饒箭 申請(qǐng)人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司