谱图分析方法、装置和设备及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种谱图分析方法、装置和设备及计算机可读存储介质。谱图分析方法包括：获取待分析多普勒频谱图；从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征；以及利用训练好的分类器对待分析谱图特征进行分析，以获得异常信息，其中，异常信息包括关于异常频谱特征是否存在的异常频谱信息，异常频谱特征包括窃血、涡流、湍流和短横线中的一种或多种。上述方法、装置和设备及计算机可读存储介质，基于经颅多普勒频谱图的谱图特征自动识别异常频谱特征，可以节约人力成本，并且可以提高特征识别的效率和准确性，从而有助于提高疾病诊断的正确性，具有极大的应用价值和广泛的市场前景。

Spectral analysis method, device and device, and computer-readable storage medium

The embodiment of the invention provides a spectrum analysis method, a device and a device and a computer readable storage medium. Spectral analysis methods include: obtaining the Doppler spectrum to be analyzed, identifying the characteristics of the pending spectrum from the analysis of the Doppler spectrum to be analyzed, and using the trained classifier to analyze the characteristics of the analytical spectrum in order to obtain abnormal information, in which the exception information includes the abnormal frequency of the abnormal spectrum features. Spectral information and abnormal spectral characteristics include one or more kinds of blood stealing, eddy currents, turbulence and short transverse lines. The above methods, devices and equipment and computer readable storage medium can automatically identify the characteristics of abnormal spectrum based on the spectral features of the transcranial Doppler spectrum, which can save manpower cost and improve the efficiency and accuracy of feature recognition, thus helping to improve the correctness of the diagnosis of disease and has great application value. And broad market prospects.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谱图分析方法、装置和设备及计算机可读存储介质
本专利技术涉及超声多普勒血流检测
，更具体地涉及一种谱图分析方法、装置和设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
超声多普勒(TranscranialDoppler，TCD)血流分析是通过非侵入性的检查评价不同血流状态生理学特征的一种方法。超声经颅多普勒血流分析仪是一种定制化的超声设备，专门用于经颅骨的超声检查。超声经颅多普勒血流分析仪是二十世纪八十年代初出现的产品，用于诊断脑血管病变，帮助检查脑血管变窄、阻塞、血流不畅或脑溢血等病情。应用多普勒频谱分析技术，可以为临床诊断提供血流波形、血流速度(峰速度、平均速度)和血流紊乱等信息，对脑血管疾病的早期发现十分重要。超声经颅多普勒血流分析仪使用体外超声探头经颅骨的缝隙或“窗口”向脑血管发射超声波。超声波与血流之间产生多普勒效应(多普勒频移)，反射的超声波返回探头，由分析仪中的处理器进行数据处理，得出相应的信息。利用多普勒效应，超声经颅多普勒血流分析仪可以探查血管内血液流动速度等信息。现有的经颅多普勒设备，主要是生成经颅多普勒频谱图(可简称“谱图”)后，由操作者对谱图进行分析，识别谱图中的异常频谱特征(例如窃血、涡流、湍流、短横线等)，进而给出诊断意见。首先，这会增加操作者的工作量，操作者需要人工对特征进行逐一识别。其次，操作者的特征识别受精神状态影响较大，在疲劳、心情低落时可能会出现漏识别现象。再次，临床诊断问题非常复杂，对于操作者的技术要求较高，需要较多的临床培训。因此需要一种自动对谱图进行分析的方法。
技术实现思路
考虑到上述问题而提出了本专利技术。本专利技术提供了一种谱图分析方法、装置和设备及计算机可读存储介质。根据本专利技术一方面，提供了一种谱图分析方法。该方法包括：获取待分析多普勒频谱图；从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征；以及利用训练好的分类器对待分析谱图特征进行分析，以获得异常信息，其中，异常信息包括关于异常频谱特征是否存在的异常频谱信息，异常频谱特征包括窃血、涡流、湍流和短横线中的一种或多种。示例性地，异常频谱特征包括窃血，待分析谱图特征包括与待分析多普勒频谱图的波形相关的波形特征，从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征包括：从待分析多普勒频谱图中识别最大值包络；根据识别出的最大值包络的变化规律划分心动周期；以及根据识别出的最大值包络在任一心动周期中的变化规律确定待分析多普勒频谱图的波形是否发生反向，以获得波形特征。示例性地，在根据识别出的最大值包络的变化规律划分心动周期之前，从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征还包括：对识别出的最大值包络进行包络平滑。示例性地，异常频谱特征包括涡流和/或短横线，待分析谱图特征包括与待分析多普勒频谱图的能量分布状况相关的能量分布特征，从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征包括：对待分析多普勒频谱图中的血流信号的能量求平均值，以获得有效平均值；在待分析多普勒频谱图中查找能量高于有效平均值的目标区域；分析目标区域的形态，以获得形态特征；分析目标区域相对于待分析多普勒频谱图的基线的对称性，以获得对称性特征；其中，能量分布特征包括形态特征和对称性特征。示例性地，在异常频谱特征包括涡流的情况下，从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征还包括：从待分析多普勒频谱图中识别最小值包络，以获得关于频窗是否存在的频窗特征，其中，待分析谱图特征还包括频窗特征。示例性地，异常频谱特征包括湍流，待分析谱图特征包括与待分析多普勒频谱图的流速及能量关系相关的流速能量特征，从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征包括：根据待分析多普勒频谱图确定血流速度及能量的对应关系；以血流速度和能量作为变量进行曲线拟合；以及计算所拟合的曲线的斜率；其中，流速能量特征包括斜率。示例性地，从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征还包括：从待分析多普勒频谱图中识别最小值包络，以获得关于频窗是否存在的频窗特征，其中，待分析谱图特征还包括频窗特征。示例性地，在获取待分析多普勒频谱图之前，方法还包括：获取初始多普勒频谱图；以及如果初始多普勒频谱图是基于叠加在一起的两个或多于两个血管的多普勒信号生成的，则将初始多普勒频谱图分解为与两个或多于两个血管一一对应的两个或多于两个子多普勒频谱图；获取待分析多普勒频谱图包括：确定两个或多于两个子多普勒频谱图之一为待分析多普勒频谱图。示例性地，在获取待分析多普勒频谱图之前，方法还包括：获取初始多普勒频谱图；如果初始多普勒频谱图是基于叠加在一起的两个或多于两个血管的多普勒信号生成的并且在初始多普勒频谱图中两个或多于两个血管的血流方向相同，则输出用于指示操作者重新实施经颅多普勒检查的指示信息。示例性地，在获取待分析多普勒频谱图之前，方法还包括：获取初始多普勒频谱图；如果初始多普勒频谱图是基于叠加在一起的两个血管的多普勒信号生成的并且在初始多普勒频谱图中两个血管的血流方向反向并且在初始多普勒频谱图中与至少一个血管对应的谱图部分存在异常，则输出用于指示操作者重新实施经颅多普勒检查的指示信息。示例性地，在从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征之前，方法还包括：对待分析多普勒频谱图进行降噪。示例性地，对待分析多普勒频谱图进行降噪包括：通过滤波方式将待分析多普勒频谱图中能量高于预设能量阈值的血流信号提取出来，以获得降噪后的待分析多普勒频谱图。示例性地，对待分析多普勒频谱图进行降噪包括：对待分析多普勒频谱图的整体能量求平均值，以获得谱图平均值；计算待分析多普勒频谱图中低于谱图平均值的能量的均值和方差；根据均值和方差设定自适应能量阈值；以及通过滤波方式将待分析多普勒频谱图中能量高于自适应能量阈值的血流信号提取出来，以获得降噪后的待分析多普勒频谱图。示例性地，在从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征之前，方法还包括：通过滤波方式对待分析多普勒频谱图进行干扰过滤，以去除待分析多普勒频谱图中的干扰信号。示例性地，异常信息还包括：关于血流整体上是否正常的状态信息和/或关于血流方向是否反向的方向信息。示例性地，方法还包括：获取正样本多普勒频谱图和负样本多普勒频谱图，其中，正样本多普勒频谱图包含与待分析多普勒频谱图所包含的异常频谱特征类型一致的特定异常频谱特征，负样本多普勒频谱图不包含特定异常频谱特征；从正样本多普勒频谱图中识别正样本谱图特征，并从负样本多普勒频谱图中识别负样本谱图特征；以及利用正样本谱图特征和负样本谱图特征训练分类器模型，以获得训练好的分类器。根据本专利技术另一方面，提供一种谱图分析装置，包括：待分析谱图获取模块，用于获取待分析多普勒频谱图；待分析特征识别模块，用于从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征；以及分析模块，用于利用训练好的分类器对待分析谱图特征进行分析，以获得异常信息，其中，异常信息包括关于异常频谱特征是否存在的异常频谱信息，异常频谱特征包括窃血、涡流、湍流和短横线中的一种或多种。根据本专利技术另一方面，提供一种谱图分析设备，包括：存储器，用于存储程序；处理器，用于运行程序；其中，程序在处理器中运行时，用于执行以下步骤：获取待分析多普勒频谱图；从待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征；以及利用训练好的分类器对待分析谱图特征进行分析，以获得异常信息，其中，异常信息包括关于异常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谱图分析方法，包括：获取待分析多普勒频谱图；从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征；以及利用训练好的分类器对所述待分析谱图特征进行分析，以获得异常信息，其中，所述异常信息包括关于异常频谱特征是否存在的异常频谱信息，所述异常频谱特征包括窃血、涡流、湍流和短横线中的一种或多种。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种谱图分析方法，包括：获取待分析多普勒频谱图；从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征；以及利用训练好的分类器对所述待分析谱图特征进行分析，以获得异常信息，其中，所述异常信息包括关于异常频谱特征是否存在的异常频谱信息，所述异常频谱特征包括窃血、涡流、湍流和短横线中的一种或多种。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述异常频谱特征包括所述窃血，所述待分析谱图特征包括与所述待分析多普勒频谱图的波形相关的波形特征，所述从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征包括：从所述待分析多普勒频谱图中识别最大值包络；根据识别出的最大值包络的变化规律划分心动周期；以及根据所述识别出的最大值包络在任一心动周期中的变化规律确定所述待分析多普勒频谱图的波形是否发生反向，以获得所述波形特征。3.如权利要求2所述的方法，其中，在所述根据识别出的最大值包络的变化规律划分心动周期之前，所述从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征还包括：对所述识别出的最大值包络进行包络平滑。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述异常频谱特征包括涡流和/或短横线，所述待分析谱图特征包括与所述待分析多普勒频谱图的能量分布状况相关的能量分布特征，所述从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征包括：对所述待分析多普勒频谱图中的血流信号的能量求平均值，以获得有效平均值；在所述待分析多普勒频谱图中查找能量高于所述有效平均值的目标区域；分析所述目标区域的形态，以获得形态特征；分析所述目标区域相对于所述待分析多普勒频谱图的基线的对称性，以获得对称性特征；其中，所述能量分布特征包括所述形态特征和所述对称性特征。5.如权利要求4所述的方法，其中，在所述异常频谱特征包括涡流的情况下，所述从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征还包括：从所述待分析多普勒频谱图中识别最小值包络，以获得关于频窗是否存在的频窗特征，其中，所述待分析谱图特征还包括所述频窗特征。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述异常频谱特征包括湍流，所述待分析谱图特征包括与所述待分析多普勒频谱图的流速及能量关系相关的流速能量特征，所述从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征包括：根据所述待分析多普勒频谱图确定血流速度及能量的对应关系；以所述血流速度和所述能量作为变量进行曲线拟合；以及计算所拟合的曲线的斜率；其中，所述流速能量特征包括所述斜率。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述从所述待分析多普勒频谱图中识别待分析谱图特征还包括：从所述待分析多普勒频谱图中识别最小值包络，以获得关于频窗是否存在的频窗特征，其中，所述待分析谱图特征还包括所述频窗特征。8.如权利要求1所述的方法，其中，在所述获取待分析多普勒频谱图之前，所述方法还包括：获取初始多普勒频谱图；以及如果所述初始多普勒频谱图是基于叠加在一起的两个或多于两个血管的多普勒信号生成的，则将所述初始多普勒频谱图分解为与所述两个或多于两个血管一一对应的两个或多于两个子多普勒频谱图；所述获取待分析多普勒频谱图包括：确定所述两个或多于两个子多普勒频谱图之一为所述待分析多普勒频谱图。9.如权利要求1所述的方法，其中，在所述获取待分析多普勒频谱图之前，所述方法还包括：获取初始多普勒频谱图；如果所述初始多普勒频谱图是基于叠加在一起的两个或多于两个血管的多普勒信号生成的并且在所述初始多普勒频谱图中所述两个或多于两个血管的血流方向相同，则输出用于指示操作者重新实施经颅多普勒检查的指示信息。10.如权利要求1所述的方法，其中，在所述获取待分析多普勒频谱图之前，所述方法还包括：获取初始多普勒频谱图；如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：马忠伟，胡鹏，冯磊，赵新，李高隆，
申请(专利权)人：北京悦琦创通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11