基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法，涉及临床诊断领域。该基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法通过截取所述多普勒包络曲线的一个心动周期的曲线段，提取出截取的心动周期的曲线段的多个候选极大值及多个候选极小值，依据所述多个候选极大值以及多个候选极小值中计算真实极小值，从而剔除了由于噪声或外界原因导致的信号不稳定生成的多个候选极大值及候选极小值，提高了周期计算的精确性，并且可根据真实极大值和真实极小值对一个周期内的多普勒包络曲线的起始点、结束点进行标定，使得医生对多普勒包络曲线的观察更加直观，从而得出的结论更加有效。

Device and method for heart rate cycle calibration based on ultrasonic power spectrum

The invention provides a device and a method for heart rate cycle calibration based on ultrasonic power spectrum, relating to the field of clinical diagnosis. Based on the ultrasonic power spectrum method and device of heart rate cycle calibration by intercepting the Doppler envelope curve of a cardiac cycle curve, extracted a number of candidate heart period cutting the curve of maximum and minimum value of more than one candidate, according to the plurality of candidate maxima and multiple candidate the minimum value in the calculation of real minimum value, which excludes due to multiple candidate signals in noise or external causes of instability generated by the maximum value and the minimum value of the candidate, which improves the accuracy of cycle calculation, and according to the starting point and end point of Doppler envelope curve in one cycle of the true maximum and true the minimum value of the calibration, the doctor examined Doppler envelope curve is more intuitive, thus the conclusion is more effective.

【技术实现步骤摘要】
基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法
本专利技术涉及临床诊断领域，具体而言，涉及一种基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法。
技术介绍
目前，心率检测在临床诊断中有着重要意义，对孕妇围产期胎心率的检测对提高胎儿分娩质量，可以降低胎儿死亡率和畸形率。超声多普勒血流测量中，心率值以及心率周期的标定对于血管疾病的诊断有着重要意义。超声多普勒检测由于具有无损和高灵敏度的特点，得到了非常广泛的应用。通过将探头放在人体的器官组织(比如心脏、颈动脉)上，按照多普勒原理，反射界面的移动会导致回波的频率较源信号的频率发生改变。超声信号遇到移动的器官组织，则会产生多普勒频移，而那些相对稳定的器官组织则不会。另外，由于超声多普勒血流测量中，不仅需要计算出心率值，而且需要在多普勒包络曲线(最大频率曲线)中标定出每个心动周期，方便医生查看，以利用医生更有线精确的清楚被检测者具体情况。现有技术中，在对超声功率谱进行周期检测时，由于噪声等因素影响，容易出现误差，例如，出现周期减半或者加倍的问题。同时，由于利用现有技术方式检测时对于信号幅值的变化过于敏感，由于噪声或外界原因导致的偶尔信号突变导致信号不稳定，很容易出现计算错误的问题，另外目前还没有标定心动周期的方法，医生根据超声功率谱对人体的具体情况的判断不够直观。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，所述基于超声功率谱进行心率周期标定的装置包括：包络识别单元，用于识别出输入的超声功率谱的多普勒包络曲线；周期计算单元，用于依据所述多普勒包络曲线计算心动周期；截取单元，用于截取所述多普勒包络曲线的一个心动周期的曲线段；数据提取单元，用于提取出截取的心动周期的曲线段的多个候选极大值及多个候选极小值；极小值计算单元，用于依据所述多个候选极大值以及多个候选极小值中计算真实极小值；结果输出单元，用于将所述真实极小值输出。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于超声功率谱进行心率周期标定的方法，所述基于超声功率谱进行心率周期标定的方法包括：识别出输入的超声功率谱的多普勒包络曲线；依据所述多普勒包络曲线计算心动周期；截取所述多普勒包络曲线的一个心动周期的曲线段；提取出截取的心动周期的曲线段的多个候选极大值及多个候选极小值；在依据所述多个候选极大值以及多个候选极小值中计算真实极小值；将所述真实极小值输出。与现有技术相比，本专利技术提供的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法，通过截取所述多普勒包络曲线的一个心动周期的曲线段，提取出截取的心动周期的曲线段的多个候选极大值及多个候选极小值，依据所述多个候选极大值以及多个候选极小值中计算真实极小值，从而剔除了由于噪声或外界原因导致的信号不稳定生成的多个候选极大值及候选极小值，提高了周期计算的精确性，并且可根据真实极大值和真实极小值对一个周期内的多普勒包络曲线的起始点、结束点进行标定，使得医生对多普勒包络曲线的观察更加直观，从而得出的结论更加有效。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的服务器的结构框图；图2为本专利技术实施例提供的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置的功能单元示意图；图3为本专利技术实施例提供的梯度函数的示意图；图4为本专利技术实施例提供的累计方差函数的示意图；图5为本专利技术实施例提供的对多普勒包络曲线的一个周期的起始点和结束点进行标定的示意图；图6为本专利技术实施例提供的基于超声功率谱进行心率周期标定的方法的流程图。图标：100-基于超声功率谱进行心率周期标定的装置；101-处理器；102-存储器；103-存储控制器；104-外设接口；200-服务器；201-包络识别单元；202-周期计算单元；203-截取单元；204-数据提取单元；205-极小值计算单元；206-结果输出单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术较佳实施例所提供的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置与方法可应用于服务器。该服务器可以是，但不限于，网络服务器、数据库服务器、云端服务器等等。图1示出了一种可应用于本专利技术实施例中的服务器200的结构框图。所述服务端包括基于超声功率谱进行心率周期标定的装置100、处理器101、存储器102、存储控制器103及外设接口104。所述存储器102、存储控制器103及处理器101，各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述基于超声功率谱进行心率周期标定的装置100包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器102中或固化在所述客户端100的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器101用于执行存储器102中存储的可执行模块，例如，所述基于超声功率谱进行心率周期标定的装置100包括的软件功能模块或计算机程序。其中，存储器102可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)，只读存储器(ReadOnlyMemory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，存储器102用于存储程序，所述处理器101在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本专利技术实施例任一实施例揭示的流过程定义的服务端所执行的方法可以应用于处理器101中，或者由处理器101实现。处理器101可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcess本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，其特征在于，所述基于超声功率谱进行心率周期标定的装置包括：包络识别单元，用于识别出输入的超声功率谱的多普勒包络曲线；周期计算单元，用于依据所述多普勒包络曲线计算心动周期；截取单元，用于截取所述多普勒包络曲线的一个心动周期的曲线段；数据提取单元，用于提取出截取的心动周期的曲线段的多个候选极大值及多个候选极小值；极小值计算单元，用于依据所述多个候选极大值以及多个候选极小值中计算真实极小值；结果输出单元，用于将所述真实极小值输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，其特征在于，所述基于超声功率谱进行心率周期标定的装置包括：包络识别单元，用于识别出输入的超声功率谱的多普勒包络曲线；周期计算单元，用于依据所述多普勒包络曲线计算心动周期；截取单元，用于截取所述多普勒包络曲线的一个心动周期的曲线段；数据提取单元，用于提取出截取的心动周期的曲线段的多个候选极大值及多个候选极小值；极小值计算单元，用于依据所述多个候选极大值以及多个候选极小值中计算真实极小值；结果输出单元，用于将所述真实极小值输出。2.根据权利要求1所述的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，其特征在于，所述极小值计算单元包括：参考阈值计算子单元，用于依据算式TH1＝maxVal-(maxVal-minVal)/K1计算出极大值比对阈值，依据算式TH2＝maxVal+(maxVal-minVal)/K2计算出极小值比对阈值，其中，maxVal为当前功率最大值，minVal为当前功率最小值，K1，K2分别为预设定的经验值，TH1为极大值比对阈值，TH2为极小值比对阈值；判断子单元，判断每个候选极大值两侧的N个功率值是否均小于该候选极大值且该候选极大值是否大于所述极大值比对阈值，每个候选极大值两侧的N个功率值是否均大于该候选极小值，且该候选极小值是否小于所述极小值比对阈值；候选列表建立单元，用于若其中一个候选极大值两侧的N个功率值均小于该候选极大值且该候选极大值大于所述极大值比对阈值时，将该候选极大值加入到极大值候选列表中，若其中一个候选极小值两侧的N个功率值均大于该候选极小值且该候选极小值小于所述极小值比对阈值时，将该候选极小值加入到极小值候选列表中；极值标定单元，用于从极大值候选列表中找到一个最大的极大值标定为真实极大值，分别计算极小值候选列表中每个极小值与真实极大值之间连线的斜率，将斜率值最小的连线对应的极小值标定为真实极小值。3.根据权利要求1所述的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，其特征在于，所述周期计算单元用于计算所述多普勒包络曲线的自相关函数，再计算自相关函数的累计方差函数，将累计方差函数距离零点的第一个极大值点对应的时间点作为周期。4.根据权利要求1所述的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，其特征在于，所述周期计算单元用于计算所述多普勒包络曲线的自相关函数，再计算自相关函数的梯度函数，将梯度函数距离零点的第一个极大值点对应的时间点作为周期。5.根据权利要求1所述的基于超声功率谱进行心率周期标定的装置，其特征在于，所述包络识别单元用于依据百分比算法或几何算法或改进几何算法或阈值算法或小波变换算法或动态规划算法识别出输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘王峰，
申请(专利权)人：武汉中旗生物医疗电子有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42