用于感测胎儿活动的系统、装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了用于使用多个声学传感器通过非侵入性检测和对胎儿心脏活动数据的分析来监测胎儿健康的系统和方法。

System, device and method for sensing fetal activity

The present invention provides a system and method for monitoring fetal health by non-invasive detection and analysis of fetal cardiac activity data using multiple acoustic sensors.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感测胎儿活动的系统、装置和方法本申请要求于2015年3月16日提交的美国临时专利申请No.62/133,485以及于2015年10月23日提交的美国临时专利申请No.14/921,489的优先权，其全部内容全文以引用的方式并入本文。
本专利技术一般涉及通过非侵入性检测和分析胎儿心脏活动数据来监测胎儿健康的系统和方法。
技术介绍
监测胎儿心脏活动可用于确定怀孕期间胎儿的健康状况。
技术实现思路
在一些实施例中，本专利技术涉及一种计算机实现的方法，其至少包括以下步骤：通过至少一个计算机处理器执行为该方法配置的特定可编程指令，从多个声学传感器接收多个心音图(PCG)信号数据输入；通过至少一个计算机处理器利用多个带通滤波器对多个PCG信号数据输入进行数字信号滤波以形成多个滤波PCG输出，其中多个带通滤波器包括L个带通滤波器，其中每个带通滤波器输出K个滤波PCG输出；通过至少一个计算机处理器对多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第一子集进行小波去噪，以形成M个去噪滤波PCG输出，其中M等于L乘以K；通过至少一个计算机处理器利用独立分量分析(ICA)来转换多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第二子集，以形成M个滤波ICA变换；通过至少一个计算机处理器利用独立分量分析(ICA)来转换去噪的滤波PCG输出的第二子集的第一部分以形成M个滤波的去噪滤波ICA变换；通过至少一个计算机处理器编译多个检测心跳(DH)输入中的S个输入，其包括：i)M个滤波PCG输出，ii)M个去噪滤波PCG输出，iii)M个滤波ICA变换，以及iv)M个去噪滤波ICA变换；通过至少一个计算机处理器检测每个DH输入中的搏动的搏动位置；通过至少一个计算机处理器计算置信度得分，该置信度得分描述多个DH输入的每个DH输入中的搏动代表实际心跳而不是噪声的概率；通过至少一个计算机处理器将多个DH输入划分成至少两组：i)第一组DH输入包含胎儿心跳，ii)第二组DH输入包含母体心跳；基于至少一个特定胎儿DH输入的第一置信度得分，通过至少一个计算机处理器从第一组DH输入中选择包含胎儿心跳的至少一个特定胎儿DH输入；以及基于至少一个特定母体DH输入的第二置信度得分，通过至少一个计算机处理器从第二组DH输入中选择包含母体心跳的至少一个特定母体DH输入。在一些实施例中，其中小波去噪至少包括：通过至少一个计算机处理器，通过不相关地将每个滤波PCG输出通过一系列低通滤波器和高通滤波器，解构每个滤波PCG输出，以产生多个变换系数；通过至少一个计算机处理器从多个变换系数识别携带心跳变换系数(heartbeat-carryingtransformcoefficient)的子集，通过至少一个计算机处理器重构携带心跳变换系数的子集以形成M个去噪滤波PCG输出。在一些实施例中，K等于多个声学传感器的数量，L等于6。在一些实施例中，多个带通滤波器的每个滤波器均具有10-100Hz的带宽和5-110Hz的频率范围。在一些实施例中，检测每个DH输入中搏动的搏动位置至少包括：通过至少一个计算机处理器计算预定的变换滤波器；通过至少一个计算机处理器基于预定变换滤波器的预定平均窗口长度迭代地重复：在每个DH输入中识别具有预定形状和预定大小的峰值的子集，以及从峰值的子集中选择一组峰值，其中该组峰值具有最小的方差测量值；通过至少一个计算机处理器计算搏动的初始位置。在一些实施例中，计算置信度得分至少包括：通过至少一个计算机处理器基于搏动位置为每个DH输入产生逐搏心跳图。在一些实施例中，将多个DH输入划分为包含胎儿心跳的第一组DH输入和包含母体心跳的第二组DH输入至少包括：通过至少一个计算机处理器根据每个搏动值对每个DH输入的搏动进行聚类；以及通过至少一个计算机处理器将具有较高平均搏动率的特定DH输入分配给包含胎儿心跳的第一组DH输入。在一些实施例中，本专利技术涉及专门编程的计算机系统，其至少包括以下组件：至少一个专用计算机机器，该计算机机器包括：非暂态存储器，其电子地存储特定的计算机可执行程序代码；以及至少一个计算机处理器，其在执行特定程序代码时变成专门编程的计算处理器，其被配置成至少执行以下操作：从多个声学传感器接收多个心音图(PCG)信号数据输入；利用多个带通滤波器对多个PCG信号数据输入进行数字信号滤波以形成多个滤波PCG输出，其中多个带通滤波器包括L个带通滤波器，其中每个带通滤波器均输出K个滤波PCG输出；对多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第一子集进行小波去噪，以形成M个去噪滤波PCG输出，其中M等于L乘以K；利用独立分量分析(ICA)来转换多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第二子集，以形成M个滤波ICA变换；利用独立分量分析(ICA)来转换去噪的滤波PCG输出的第二子集的第一部分以形成M个去噪滤波ICA变换；编译多个检测心跳(DH)输入中的S个输出，其包括：i)M个滤波PCG输出，ii)M个去噪滤波PCG输出，iii)M个滤波ICA变换，以及iv)M个去噪滤波ICA变换；检测每个DH输入中的搏动的搏动位置；计算置信度得分，该置信度得分描述多个DH输入的每个DH输入中的搏动代表实际心跳而非噪声的概率；将多个DH输入划分成至少两组：i)第一组DH输入包含胎儿心跳，ii)第二组DH输入包含母体心跳；基于至少一个特定胎儿DH输入的第一置信度得分，从第一组DH输入中选择包含胎儿心跳的至少一个特定胎儿DH输入；以及基于至少一个特定母体DH输入的第二置信度得分，从第二组DH输入中选择包含母体心跳的至少一个特定母体DH输入。附图说明图1示出了根据本专利技术的一些实施例的示例性声学传感器在怀孕女性的腹部上的位置。图2示出了根据本专利技术的一些实施例的用于检测和分析心脏活动数据的算法的流程图。图3A和图3B示出了根据本专利技术的一些实施例的信号去噪算法的流程图。图4至图8示出了根据本专利技术的一些实施例的来自声学传感器的数据的处理结果的曲线图。具体实施方式为了使公开的内容清楚而不受到限制，本专利技术的详细描述分为以下小节，其描述或说明本专利技术的某些特征、实施例或应用。在一些实施例中，本专利技术提供了一种用于检测、记录和分析来自携带胎儿的怀孕母体的声学数据的系统，以识别母体和/或胎儿的心脏数据。在一些实施例中，使用多个声学传感器来记录代表心脏活动数据的心音图(PCG)信号。心音图信号是由心脏通常在心动周期期间产生的所有声音的记录，例如，由于心脏瓣膜闭合引起的振动。例如，可以列出两个声音生成事件：当房室瓣在开始收缩时关闭的第一事件(S1)，以及当主动脉瓣和肺动脉瓣在结束收缩时关闭的第二事件(S2)。在一些实施例中，本专利技术的示例性专利技术系统可以利用多个声学传感器(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10等)定位在和/或靠近怀孕女性的腹部。例如，在一些实施例中，声学传感器被直接附接。在一些实施例中，声学传感器被并入物品中，诸如腰带和贴片等，并且该物品由怀孕母体穿戴或放置在其身上。在一些实施例中，根据本专利技术的原理，来自多个声学传感器的所记录的声学信号数据经由例如通过放置在物品中的至少一个数据发送器产生的至少一个通信链路发送到至少一个远程服务器，以用于通过至少一个专门编程的计算机处理器进行处理。在一些实施例中，通信链路基于至少一个无线类型通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实施的方法，其包括：通过执行为所述方法配置的特定可编程指令的至少一个计算机处理器从多个声学传感器接收多个心音图(PCG)信号数据输入；通过所述至少一个计算机处理器利用多个带通滤波器对所述多个PCG信号数据输入进行数字信号滤波以形成多个滤波PCG输出，其中所述多个带通滤波器包括L个带通滤波器，其中每个带通滤波器输出K个滤波PCG输出；通过所述至少一个计算机处理器对所述多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第一子集进行小波去噪，以形成M个去噪滤波PCG输出，其中M等于L乘以K；通过所述至少一个计算机处理器利用独立分量分析(ICA)来转换所述多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第二子集，以形成M个滤波ICA变换；通过所述至少一个计算机处理器利用所述独立分量分析(ICA)来转换去噪的滤波PCG输出的所述第二子集的第一部分以形成M个去噪滤波ICA变换；通过所述至少一个计算机处理器编译多个检测心跳(DH)输入中的S个输入，其包括：i)M个滤波PCG输出，ii)所述M个去噪滤波PCG输出，iii)所述M个滤波ICA变换，以及iv)所述M个去噪滤波ICA变换；通过所述至少一个计算机处理器检测每个DH输入中的搏动的搏动位置；通过所述至少一个计算机处理器计算置信度得分，所述置信度得分描述所述多个DH输入的每个DH输入中的所述搏动代表实际心跳而非噪声的概率；通过所述至少一个计算机处理器将所述多个DH输入划分成至少两组：i)第一组DH输入，其包含胎儿心跳，ii)第二组DH输入，其包含母体心跳；基于至少一个特定胎儿DH输入的第一置信度得分，通过所述至少一个计算机处理器从所述第一组DH输入中选择包含所述胎儿心跳的所述至少一个特定胎儿DH输入；以及基于至少一个特定母体DH输入的第二置信度得分，通过所述至少一个计算机处理器从所述第二组DH输入中选择包含所述母体心跳的所述至少一个特定母体DH输入。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.16 US 62/133,485;2015.10.23 US 14/921,4891.一种计算机实施的方法，其包括：通过执行为所述方法配置的特定可编程指令的至少一个计算机处理器从多个声学传感器接收多个心音图(PCG)信号数据输入；通过所述至少一个计算机处理器利用多个带通滤波器对所述多个PCG信号数据输入进行数字信号滤波以形成多个滤波PCG输出，其中所述多个带通滤波器包括L个带通滤波器，其中每个带通滤波器输出K个滤波PCG输出；通过所述至少一个计算机处理器对所述多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第一子集进行小波去噪，以形成M个去噪滤波PCG输出，其中M等于L乘以K；通过所述至少一个计算机处理器利用独立分量分析(ICA)来转换所述多个滤波PCG输出的滤波PCG输出的第二子集，以形成M个滤波ICA变换；通过所述至少一个计算机处理器利用所述独立分量分析(ICA)来转换去噪的滤波PCG输出的所述第二子集的第一部分以形成M个去噪滤波ICA变换；通过所述至少一个计算机处理器编译多个检测心跳(DH)输入中的S个输入，其包括：i)M个滤波PCG输出，ii)所述M个去噪滤波PCG输出，iii)所述M个滤波ICA变换，以及iv)所述M个去噪滤波ICA变换；通过所述至少一个计算机处理器检测每个DH输入中的搏动的搏动位置；通过所述至少一个计算机处理器计算置信度得分，所述置信度得分描述所述多个DH输入的每个DH输入中的所述搏动代表实际心跳而非噪声的概率；通过所述至少一个计算机处理器将所述多个DH输入划分成至少两组：i)第一组DH输入，其包含胎儿心跳，ii)第二组DH输入，其包含母体心跳；基于至少一个特定胎儿DH输入的第一置信度得分，通过所述至少一个计算机处理器从所述第一组DH输入中选择包含所述胎儿心跳的所述至少一个特定胎儿DH输入；以及基于至少一个特定母体DH输入的第二置信度得分，通过所述至少一个计算机处理器从所述第二组DH输入中选择包含所述母体心跳的所述至少一个特定母体DH输入。2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述小波去噪包括：通过所述至少一个计算机处理器，通过不相关地将每个滤波PCG输出通过一系列低通滤波器和高通滤波器，解构每个滤波PCG输出，以产生多个变换系数；通过所述至少一个计算机处理器从所述多个变换系数识别携带心跳变换系数的子集，通过所述至少一个计算机处理器重构携带心跳变换系数的所述子集以形成所述M个去噪滤波PCG输出。3.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中K等于所述多个声学传感器的数量，并且L等于6。4.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所述多个带通滤波器的每个滤波器均具有10-100Hz的带宽和5-110Hz的频率范围。5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中检测每个DH输入中的搏动的搏动位置包括：通过所述至少一个计算机处理器计算预定的变换滤波器；通过所述至少一个计算机处理器基于预定变换滤波器的预定平均窗口长度迭代地重复：在每个DH输入中识别具有预定形状和预定大小的峰值的子集，以及从峰值的所述子集中选择一组峰值，其中该组峰值具有最小的方差测量值；通过所述至少一个计算机处理器计算所述搏动的初始位置。6.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中计算所述置信度得分包括：通过所述至少一个计算机处理器基于所述搏动位置为每个DH输入产生逐搏心跳图。7.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥伦·奧茲，内森·英特拉托，阿米特·卡姆，
申请(专利权)人：努沃集团有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL