超声信号发射方向的调整装置及调整方法制造方法及图纸

本发明专利技术适用于医疗器械领域，提供了一种超声信号发射方向的调整装置及方法，包括：接收关于超声发射信号的超声回波信号，超声发射信号由超声探头发出；对超声发射信号以及超声回波信号进行预处理，得到频偏信号；获取频偏信号的频谱，并判断频偏信号的频谱与胎心信号的频谱是否特征相符；若特征不相符，对超声发射信号的发射方向进行调整，并返回执行根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱特征相符才停止调整。本发明专利技术保证了在超声探头所放置的初始位置或者超声信号的初始发射方向不准确的情况下，也能够自动识别并对发射方向进行调整，确保超声发射信号的发射方向能够对准胎心。

Adjusting device and adjusting method for transmitting direction of ultrasonic signal

The invention is applicable to the field of medical devices, and provides an adjusting device and method for transmitting direction of ultrasonic signals, including: receiving ultrasonic echo signal about ultrasonic emission signal, ultrasonic emission signal from ultrasonic probe, pretreatment of ultrasonic emission signal and ultrasonic echo signal, obtaining frequency offset signal; The frequency spectrum of the frequency offset signal is taken and whether the frequency spectrum of the frequency offset signal is consistent with that of the fetal heart signal is judged. The frequency spectrum of the signal is consistent with the spectral characteristics of the fetal heart signal. The invention ensures that when the initial position of the ultrasonic probe or the initial transmitting direction of the ultrasonic signal is not accurate, the ultrasonic transmitting direction can be automatically identified and adjusted to ensure that the transmitting direction of the ultrasonic transmitting signal can be aligned with the tire center.

【技术实现步骤摘要】
超声信号发射方向的调整装置及调整方法
本专利技术属于医疗器械领域，尤其涉及一种超声信号发射方向的调整装置及调整方法。
技术介绍
目前使用的最多的一种胎儿心率获取方法是超声多普勒心率检测法，它是利用回声和多普勒原理，提取出超声多普勒的频偏信号，从而得到胎心包络信号，并由此求得胎儿心率的一种方法。由于该方法具有无损伤性和操作简单等优点，因而得到了广泛的应用。在实际临床中，超声多普勒心率检测法通过在孕妇腹部之上放置胎心监护设备的超声探头，从而能够采集到胎儿因心脏搏动而产生的胎心信号。然而，在孕妇腹部内，除了存在有胎心运动之外，还存在有母亲自身的血流运动等。这些运动所产生的信号都会一并被超声探头捕捉到，因此会对胎儿心率的计算产生干扰。例如，若超声探头的放置位置偏离而使得超声信号的发射方向没有对准胎心，则获取到的频率偏移值将会有很大概率是由于母亲腹主动脉血流运动而产生的，此时，根据这个频率偏移值而计算出来的心率则是该孕妇的心率，进而会严重干扰医生对胎儿的诊断，因此，在获取胎儿心率的过程中，为了提高胎儿心率的计算准确率，需要保证超声信号的发射方向能够对准胎心。然而，针对超声信号发射方向难以对准胎心的问题，目前业界没有理想的解决方式。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种超声信号发射方向的调整装置及调整方法，旨在解决现有技术中，难以保证超声信号的发射方向能够对准胎心的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种超声信号发射方向的调整装置，包括：接收单元，用于接收关于超声发射信号的超声回波信号，所述超声发射信号由超声探头发出；预处理单元，用于对所述超声发射信号以及所述超声回波信号进行预处理，得到频偏信号；判断单元，用于获取所述频偏信号的频谱，并判断所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱是否特征相符；调整单元，用于当所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符时，对所述超声发射信号的发射方向进行调整，并返回执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱的特征相符时，停止调整。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种超声信号发射方向的调整方法，包括：接收关于超声发射信号的超声回波信号，所述超声发射信号由超声探头发出；对所述超声发射信号以及所述超声回波信号进行预处理，得到频偏信号；获取所述频偏信号的频谱，并判断所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱是否特征相符；当所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符时，对所述超声发射信号的发射方向进行调整，并返回执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱的特征相符时，停止调整。本专利技术实施例中，通过识别出频偏信号的频谱，能够在频偏信号与胎儿信号的频谱特征不相符的情况下，及时地调整超声发射信号的发射方向，直至在发射方向上能够获取到与胎儿信号频谱特征相符的频偏信号时，才停止调整，因此，即使超声探头所放置的初始位置或者超声信号的初始发射方向不准确，也会被自动识别出来并进行调整，保证了超声发射信号的发射方向经过调整后能够对准胎心，使得此后在该发射方向上获取到的频偏信号能够最大程度地避免受到母亲血流运动的影响，保证其是主要因胎儿运动而产生的频偏信号，因此，基于质量有保证的频偏信号来计算胎儿心率，能够提高计算的准确度，进而也提高了医生的诊断准确率以及胎儿的监护效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法的实现流程图；图2是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法S103的具体实现流程图；图3是本专利技术另一实施例提供的超声信号发射方向的调整方法S103的具体实现流程图；图4是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法的一种具体实现方式示意图；图5是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法S105的具体实现流程图；图6是本专利技术实施例提供的超声发射信号发射方向的调整示意图；图7是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法S502的具体实现流程图；图8是本专利技术实施例提供的超声发射信号发射角度的调整示意图；图9是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法的另一种具体实现方式示意图；图10是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法S104以及S105的具体实现流程图；图11是本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的超声信号发射方向的调整方法的实现流程，详述如下：在S101中，接收关于超声发射信号的超声回波信号，所述超声发射信号由超声探头发出。在超声波检测的过程中，超声波的发射和接收都是通过超声探头来实现的。超声探头根据接收到的检测指令，控制内部的超声信号发生器产生超声脉冲信号，该超声脉冲信号经发射电路驱动后传送到超声探头内部的超声换能器中，以转换成超声脉冲波后，传播至孕妇腹部之中。在该过程中，超声发射信号即为上述超声脉冲波。超声发射信号在传播过程中要产生反射，折射以及多普勒效应等。当超声发射信号经过孕妇腹部中的胎儿心脏时，会发生形态及强度各异的反射，则超声探头接收到反射回来的超声回波信号中，包含有频率偏移值。在S102中，对所述超声发射信号以及所述超声回波信号进行预处理，得到频偏信号。利用系统内部的信号调理电路，对超声回波信号执行解调操作，并对解调后的超声回波信号进行滤波以及放大处理，从而获得该超声回波信号的音频信号。将该超声回波信号的音频信号与超声发射信号相乘后执行低通滤波，输出频偏信号。在S103中，获取所述频偏信号的频谱，并判断所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱是否特征相符。在本实施例中，频偏信号的信号类型分为孕妇血流信号以及胎心信号，当频偏信号为孕妇血流信号时，表示其主要是由孕妇血流运动而产生的，其频谱与胎心信号的频谱的特征不相符；当频偏信号为胎心信号时，表示其主要是由胎心搏动而产生的，其频谱与胎心信号的频谱的特征相符。在本实施例中，取时域中最近一段预设时长的频偏信号进行频域变换处理，该频域变换的过程可通过拉普拉斯变换、Z变换、傅里叶变换或者快速傅里叶变换来实现，以得到该频偏信号在每个频率点上的信号能量，即该频偏信号在每个频率分量上所对应的频谱密度值。将每个频谱密度值描绘于频谱图后，可展现出该频偏信号在频域的具体分布状况。根据频谱图可知，频偏信号具有较宽的频域，因此，本实施例中，获取该频偏信号的能量的主要分布区间，即主要频率范围。作为本专利技术的一个实施例，如图2所示，上述S103包括：在S201中，通过快速傅里叶变换分析所述频偏信号，得到所述频偏信号的频谱。在S202中，根据所述频谱，分别获取所述频偏信号在第一频段内的第一能量值以及在第二频段内的第二能量值，所述第一频段为胎心信号的正常频偏范围，所述第二频段为孕妇血流信号的正常频偏范围。胎心信号的正常频偏范围以及孕妇血流信号的正常频偏范围可基于现有的科学研究成果来获得，且预先存储于系统中。其中，正常频谱范围是一个频段区间值，因此包含了区间中的两个端点频率。在上述频谱中，查找出分布在第一频段内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声信号发射方向的调整装置，其特征在于，包括：接收单元，用于接收关于超声发射信号的超声回波信号，所述超声发射信号由超声探头发出；预处理单元，用于对所述超声发射信号以及所述超声回波信号进行预处理，得到频偏信号；判断单元，用于获取所述频偏信号的频谱，并判断所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱是否特征相符；调整单元，用于当所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符时，对所述超声发射信号的发射方向进行调整，并返回执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱的特征相符时，停止调整。

【技术特征摘要】
1.一种超声信号发射方向的调整装置，其特征在于，包括：接收单元，用于接收关于超声发射信号的超声回波信号，所述超声发射信号由超声探头发出；预处理单元，用于对所述超声发射信号以及所述超声回波信号进行预处理，得到频偏信号；判断单元，用于获取所述频偏信号的频谱，并判断所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱是否特征相符；调整单元，用于当所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符时，对所述超声发射信号的发射方向进行调整，并返回执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱的特征相符时，停止调整。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述判断单元包括：第一变换子单元，用于通过快速傅里叶变换分析所述频偏信号，得到所述频偏信号的频谱；第一获取子单元，用于根据所述频谱，分别获取所述频偏信号在第一频段内的第一能量值以及在第二频段内的第二能量值，所述第一频段为胎心信号的正常频偏范围，所述第二频段为孕妇血流信号的正常频偏范围；第一判断子单元，用于若所述第一能量值小于所述第二能量值，则所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述判断单元包括：第二变换子单元，用于通过快速傅里叶变换分析所述频偏信号，得到所述频偏信号的频谱；第一计算子单元，用于根据所述频谱，计算所述频偏信号的频谱总能量；检测子单元，用于对所述频谱进行峰值检测，获取所述频谱中所述峰值对应的频率点；第二获取子单元，用于获取以所述频率点为中心呈对称分布的第一频率点以及第二频率点，其中，所述频偏信号在所述第一频率点以及所述第二频率点之间的第一频谱能量与所述频谱总能量的比值大于预设阈值；第三获取子单元，用于获取所述第一频率点与所述第二频率点之间的频率范围；第二判断子单元，用于若所述频率范围不在所述第一频段之内，则所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符，其中，所述第一频段为胎心信号的正常频偏范围。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括：警示子单元，用于当所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符时，发出警示信息，以使用户基于所述警示信息对所述超声发射信号的发射方向进行调整。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调整单元具体用于：当所述频偏信号的频谱与胎心信号的频谱并非特征相符时，获取所述超声发射信号的初始发射方向；持续调整所述超声发射信号的发射方向，同时执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱的特征相符时，停止调整；其中，调整后的每个发射方向的单位向量与所述初始发射方向的单位向量的夹角为预设角度，所述夹角的顶点为所述超声探头所在的位置。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调整单元还用于：持续调整所述超声发射信号的发射方向，同时执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作；若在调整后的每个发射方向上分别得到的频谱信号的频谱都与胎心信号的频谱的特征不相符，则改变所述预设角度，并返回执行所述持续调整所述超声发射信号的发射方向的操作，直至得到的频偏信号的频谱与胎心信号的频谱的特征相符时，停止调整。7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调整单元还用于：持续调整所述超声发射信号的发射方向，同时执行所述根据超声探头发出的超声发射信号，接收超声回波信号的操作，直至得到与胎心信号的频谱特征相符的各个频谱信号，其中，若在调整后的一个或多个发射方向上，分别得到与胎心信号的频谱特征相符的各个频谱信号，则记录每一个该频偏信号在所述第一频段内的第二频谱能量以及每一个该频偏信号所对应的发射方向；在所述与胎心信号的频谱特征相符的各个频谱信号中，获取所述第二频谱能量最大的一个频偏信号，并将所述超声发射信号的发射方向调整为该频偏信号所对应的发射方向。8.一种超声信号发射方向的调整方法，其特征在于，包括：接收关于超声发射信号的超声回波信号，所述超声发射信号由超声探头发出；对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶箭，陈德伟，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44