窄带模拟噪声消除制造技术

本发明专利技术题为：“窄带模拟噪声消除”。本发明专利技术公开了一种方法，该方法包括接收包含特定噪声频率处的噪声的输入模拟信号，并且使该输入模拟信号数字化以形成数字化信号。该方法还包括从数字化信号恢复噪声的第一幅值和第一相位，以及生成该特定噪声频率处的模拟校正信号。该模拟校正信号具有等于第一幅值的第二幅值和与第一相位相反的第二相位。该方法还包括对输入模拟信号与模拟校正信号求和以生成输出模拟信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术整体涉及噪声消除，并且具体地涉及窄带噪声(诸如线路拾取)的消除。
技术介绍
线路拾取是在被该拾取影响的信号相对较小时可为尤其麻烦的噪声类型。例如，信号(诸如ECG(心电图)信号)相比于由采集信号的引线拾取的线路噪声可通常为相对较小的。用于降低这种噪声的影响的方法在本领域中是已知的。公开内容以引用方式并入本文的dePinto的美国专利6,041,250描述了一种自适应线路噪声检测和消除系统。该系统据称具有(特别是)基线漂移滤波器、高通和低通滤波器、和自适应线路噪声消除器。该系统还据称能够从ECG信号识别并且去除污染。公开内容以引用方式并入本文的Kishi等人的美国专利8,597,196描述了一种心脏信号处理设备，该心脏信号处理设备据称包括用于从心跳传感器采集有关受检者心跳的心脏信号的单元。该设备还据称具有低通滤波器和较高谐波噪声采集单元，所述低通滤波器允许心脏信号中具有第一预先确定的频率或更低频率的那些心脏信号通过，所述较高谐波噪声采集单元用于通过对来自低通滤波器的信号输出执行高频外推来采集低频噪声的谐波信号。公开内容以引用方式并入本文的Hatanaka等人的美国专利8,134,255描述了一种噪声消除电路。该电路据称具有生成消除信号的消除信号生成部分，所述消除信号消除数字信号处理电路部分的功率源终端电压的交流成分。还存在合成部分，所述合成部分合成所生成的消除信号和模拟信号处理电路部分的功率源电压以消除叠加在功率源电源上的噪声。IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,Vol.56,No.6,December 2007发表的Ramos等人的标题为“FPGA-Based Implementation of
an Adaptive Canceller for Interference in Electrocardiography”的文章以引用方式并入本文。该文章描述了一种使用自适应滤波器的自适应消除器。International Journal of Electronics,Communication&Instrumentation EngineeringResearch andDevelopmentVol.4,Issue 3,Jun2014发表的Rehman等人的标题为“Noise removal from ECG Using Modified CSLMS algorithm”的文章以引用方式并入本文。该文章提及一种自适应滤波器，所述自适应滤波器“主要”使初级输入和参考输入之间的均方误差最小化。以引用方式并入本专利申请的文献将被视为本申请的整体部分，不同的是，就任何术语在并入文献中的这些以与本说明书中明确或隐含地作出的定义矛盾的方式定义来讲，应仅考虑本说明书中的定义。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种方法，包括：接收包含特定噪声频率的噪声的输入模拟信号；使所述输入模拟信号数字化以形成数字化信号；从数字化信号恢复噪声的第一幅值和第一相位；生成特定噪声频率的模拟校正信号，所述模拟校正信号具有等于第一幅值的第二幅值和与第一相位相反的第二相位；以及对输入模拟信号与模拟校正信号求和以生成输出模拟信号。通常，噪声由线路噪声构成，并且特定噪声频率选自50Hz频率和60Hz频率。所述方法可包括从线路信号导出特定噪声频率。在本专利技术所公开的实施例中，所述方法包括从数字化信号恢复特定噪声频率。在另一个本专利技术所公开的实施例中，输入模拟信号包括心内心电图(ECG)信号。根据本专利技术的实施例还提供了一种设备，所述设备包括：模数(A/D)转换器，所述模数(A/D)转换器被联接以接收包含特定噪声频率的噪声的输入模拟信号，并且使所述输入模拟信号数字化以便形成数字化信号；信号分析器，所述信号分析器被配置成从数字化信号恢复噪声的第一幅值和第一相位；模拟信号发生器，所述模拟信号发生器被配置成生成特定噪声频率的模拟校正信号，所述模拟校正信号具有等于第一幅值的第二幅值和与第一相位相反的第二相位；以及求和块，所述求和块对输入模拟信号与模拟校正信号求和以生成输出模拟信号。结合附图，通过以下对本公开实施例的详细说明，将更全面地理解本公开，其中：附图说明图1为根据本专利技术的实施例的窄带噪声消除系统的示意图；图2为根据本专利技术的实施例的噪声消除模块的示意性框图；并且图3为根据本专利技术的实施例的由模块采取的动作的流程图。具体实施方式综述心脏手术通常包括ECG(心电图)信号的采集。ECG信号为低幅值、高阻抗模拟信号，因此易于拾取外部信号，诸如，来自线路的充当ECG信号上的窄带噪声的噪声。窄带噪声信号的幅值可显著大于ECG信号。尽管可通过数字化输入的有噪声的ECG信号、识别数字化信号中的噪声信号、并且从数字化信号减去噪声信号来降低噪声，但此过程需要大动态范围，所述动态范围中的大部分被噪声占据。本专利技术的实施例使用不同的方法。数字化包含特定噪声频率的噪声(例如，窄带噪声(诸如50Hz或60Hz线路噪声))的输入模拟信号。从数字化信号恢复噪声的幅值和相位。在一些实施例中，还从数字化信号恢复特定噪声频率的值。恢复的幅值用于生成如下模拟校正信号，所述模拟校正信号具有与恢复的幅值相同的幅值以及与噪声相同的频率。然而，校正信号的相位被设定为与恢复的相位相反，即，具有180°相位差。对输入模拟信号与模拟校正信号求和，由此生成窄带噪声已被去除的输出模拟信号。在窄带噪声的电平显著高于模拟信号的电平的情况下，此方法为尤其有效的，因为大噪声信号可允许噪声的幅值、频率和相位被精确地评估。例如，
在噪声包括线路噪声的一些情况下，窄带噪声电平可相比于模拟信号为50dB或甚至更高。对系统的描述现在参见图1，其为根据本专利技术的实施例的窄带噪声消除系统20的示意图。系统20通常在有关身体器官的医疗手术期间使用，且在本文说明中，所述身体器官以举例的方式假定包括心脏，其中所述系统应用于消除心内心电图(ECG)信号上的噪声。然而，应当理解，系统20可应用于消除其他信号(诸如脑电图(EEG)信号)上的噪声。为清楚起见，除非另外指明，否则在以下说明中，假定被噪声影响的信号为ECG信号，并且假定信号上的窄带噪声为具有50Hz或60Hz频率的线路噪声。在许多情况下，窄带线路噪声相比于ECG信号的电平具有相同或更高的幅值。以下的说明假定系统20使用探针24从心脏22感测心内ECG信号。假定探针的远侧端部26具有用于感测信号的电极28。通常，探针24包括导管，所述导管在系统20的用户32执行心脏手术期间被插入受检者30体内。在本文的说明书中，假设用户32为医疗专业人员。系统20可由系统处理器40控制，所述系统处理器包括与ECG模块44通信的处理单元42。模块44又包括噪声消除模块46。处理器40可安装在控制台50中，所述控制台包括操作控制件，所述操作控制件通常包括定点装置，诸如鼠标或轨迹球。专业人员32使用定点装置来与处理器进行交互，此操作如下所述可用于在屏幕54上向专业人员呈现由系统20产生的结果。所述屏幕显示由ECG模块44对ECG信号的分析和处理的结果。通常，所得ECG信号以电位相对于时间的曲线图的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收包含特定噪声频率的噪声的输入模拟信号；使所述输入模拟信号数字化以形成数字化信号；从所述数字化信号恢复所述噪声的第一幅值和第一相位；生成所述特定噪声频率的模拟校正信号，所述模拟校正信号具有等于所述第一幅值的第二幅值和与所述第一相位相反的第二相位；以及对所述输入模拟信号与所述模拟校正信号求和以生成输出模拟信号。

【技术特征摘要】
2015.02.19 US 14/6257551.一种方法，包括：接收包含特定噪声频率的噪声的输入模拟信号；使所述输入模拟信号数字化以形成数字化信号；从所述数字化信号恢复所述噪声的第一幅值和第一相位；生成所述特定噪声频率的模拟校正信号，所述模拟校正信号具有等于所述第一幅值的第二幅值和与所述第一相位相反的第二相位；以及对所述输入模拟信号与所述模拟校正信号求和以生成输出模拟信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述噪声包括线路噪声，并且其中所述特定噪声频率选自50Hz频率和60Hz频率。3.根据权利要求2所述的方法，包括从线路信号导出所述特定噪声频率。4.根据权利要求1所述的方法，包括从所述数字化信号恢复所述特定噪声频率。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述输入模拟信号包括心内心电图(ECG)信号。6.一种设备，包括：模数(A/D)转换器，所述模数(A...

【专利技术属性】
技术研发人员：A戈瓦里，
申请(专利权)人：韦伯斯特生物官能以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL