专利名称：一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置和方法
技术领域：
本发明涉及生物医学信号处理领域，具体的说是一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置及其实现的方法。
背景技术：
胎心率加速是妊娠晚期特有的生理现象，也是临床上用于判断胎儿宫内安危的重要指标。在妊娠期间，伴随着胎动、外界刺激等发生的胎心加速是胎儿健康的表现；在分娩期中，伴随胎动出现的加速是胎儿储备良好的重要指标之一，而伴随子宫收缩反复出现的周期性加速，说明脐带有轻度受压，此时要观察其变化，以确定是否采取必要的干预措施以保证胎儿的安全。反之，长时间缺乏加速的胎心率是胎儿缺氧的征兆，此时要通过相应的临床试验来确定胎儿状况并采取对应的干预措施。临床医学上对胎心率加速的数据处理判断一般有如下标准当孕周>=32周时，加速表现为胎心率突然上升到胎心率基线之上，这种突然上升是指从起点到波峰<30秒，从起点到终点必须要持续>=15秒且波峰必须>=15bpm。当孕周<32周时，则要求从起点到终点持续>=10秒且波峰>=10bpm即可。目前的现有技术领域，自动识别胎心率加速的中间数据处理方法主要是根据加速的医学标准来计算，首先通过胎儿监护(以下简称胎监)模块采集到胎心率数据并识别出胎心率基线，然后根据预设的医学标准去计算基线之上加速的个数以及每个加速的持续时间、幅度等。但在实际应用中仅按照加速的医学标准去识别加速的方法有以下缺点，一是当胎儿活跃或受到连续刺激时，采集数据经常会出现连续加速的情况，即上一个加速完成但胎心率数据曲线还未回到基线就开始下一个加速的情况，这种方法会导致连续加速只会被识别为一个加速而不是多个加速，造成识别出的加速个数比实际偏少；二是胎心率加速数据曲线中常包含基线变异部分，这种方法不能识别到基线变异部分并将其排除在加速之外，而且也常有基线变异部分满足上述标准但却并不是加速的情况，这种方法会导致这些基线变异部分被误认为是加速。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的即在于一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置和方法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
本发明一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置和方法，
其中，所述一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，主要包括胎心率数据采集模块、胎心率数据基线识别模块、胎心率数据预处理模块、胎心率数据加速识别模块和输出模块，
所述的胎心率数据采集模块，用于采集预设时长的胎心率数据，得到胎心率数据序列 H (η)；所述的胎心率数据基线识别模块与所述的胎心率数据采集模块连接，用于接收所述胎心率数据采集模块发送的胎心率数据序列H (η)，并且识别出胎心率基线序列B (η)；
所述的胎心率数据预处理模块与所述的胎心率数据采集模块连接，用于接收所述胎心率数据采集模块发送的胎心率数据序列Η(η)，并且对所述的序列Η(η)进行预处理得到胎心率数据序列V (η)；
所述的胎心率数据加速识别模块与所述的胎心率数据基线识别模块和胎心率数据预处理模块连接，用于接收所述胎心率数据基线识别模块发送的胎心率基线序列Β(η)和所述胎心率数据预处理模块发送的预处理后的序列V(n)，根据预设的加速判断标准和所述的胎心率数据基线序列B(n)对所述的预处理后的胎心率数据序列V(n)进行加速识别，得到加速数据段；
所述的输出模块与所述的胎心率数据加速识别模块连接，用于接收胎心率数据加速识别模块发送的所述的加速数据段，并进行输出。作为本发明进一步的技术方案，所述的提高胎心率数据加速识别准确性的装置还包括，胎心信号采集与处理转换模块、胎心率数据加速校验模块、胎心率数据加速判断标准设定模块、胎心率数据加速类型判断模块、采集时长设定与判断模块和胎心率数据加速属性计算模块，
所述的胎心信号采集与处理转换模块与所述的胎心率数据采集模块相连接，用于采集胎心信号，并转换成胎心率数据，发送胎心率数据到所述的胎心率数据采集模块；
所述的胎心率数据加速校验模块与所述的胎心率数据加速识别模块和胎心率数据加速属性计算模块连接，用于接收所述的胎心率数据加速识别模块发送的加速数据段，根据每个加速的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速，并将校验结果发送到所述的胎心率数据加速属性计算模块；
所述的胎心率数据加速判断标准设定模块与所述的胎心率数据加速识别模块相连接， 用于预先对胎心率数据加速判断标准进行设定，并发送到胎心率数据加速识别模块；
所述的胎心率数据加速类型判断模块与所述的胎心率数据加速属性计算模块连接，用于在同时采集宫缩数据的情况下进行加速类型的判断，并将判断结果发送到胎心率数据加速属性计算模块；
所述的采集时长设定与判断模块与所述的胎心率数据采集模块相连接，用于对胎心率数据采集的时长进行设定并判断采集数据时间是否超过设定时长，若超过设定时长，则向胎心率数据采集模块发送超时信号。所述的胎心率数据加速属性计算模块与所述的胎心率数据加速识别模块和输出模块连接，用于接收所述的胎心率数据加速识别模块发送的加速数据段，并计算每个加速数据段的持续时间和幅度等加速属性值，并将计算结果发送到所述的输出模块。作为本发明更进一步的技术方案，所述的胎心率数据预处理模块，还进一步包括， 错误数据处理单元，对所述的胎心率数据序列H(η)进行错误数据处理，得到有效胎心
率数据序列V (η)；
插值处理单元，对所述的有效胎心率数据序列V (η)中无效数据部分采用线性插值方法进行拟合，得到胎心率数据序列C (η)。作为本发明更进一步的技术方案，所述的胎心率数据加速识别模块，还进一步包括，
标准比较单元，用于判断所述的胎心率数据序列C(n)中是否有满足预设加速判断标准的序列段；
区分加速与变异单元，用于根据满足判断标准的胎心率数据序列C(n)及其对应的基线序列B(n)，检测并区分满足标准的序列C(η)中加速和基线变异的序列段；
分析加速个数单元，用于分析所述满足标准的序列C(n)中加速序列段的连续加速个数。作为本发明更进一步的技术方案，所述的输出模块，还进一步包括， 显示单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行显示；
打印单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行打印输出； 存储单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行存储； 标识单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行标识。本发明一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，包括
步骤1，预订时长内进行胎心率数据的采集，得到胎心率数据序列H(n)； 步骤2，对所述的胎心率数据序列H(n)进行基线识别，得到胎心率基线数据序列 B (η)；
步骤3，对所述的胎心率数据序列Η(η)进行预处理，得到预处理后的胎心率数据序列 C (η)；
步骤4，根据预设的加速判断标准和所述的胎心率基线数据序列B(η)对预处理后的胎心率数据序列C (η)进行加速识别，得到加速数据段；
步骤5，将每个所述的加速数据段及其加速属性值的计算结果进行输出。作为本发明进一步的技术方案，在所述的步骤1之前还包括，采集并处理胎心信号转换得到胎心率数据。作为本发明更进一步的技术方案，所述的步骤3进一步包括
步骤31，对所述的胎心率数据序列Η(η)进行错误数据处理得到序列V(η)； 步骤32，对所述的序列V(η)进行插值处理得到预处理后的胎心率数据序列C(n)； 作为本发明更进一步的技术方案，所述的步骤4进一步包括 步骤41，将所述的序列C (η)、Β (η)输入到预设的加速判断标准中，得出序列C (η)中满足加速标准的各个序列段的集合以及其对应的基线序列段集合，如果没有满足加速判断标准的序列段，则回到所述的步骤1，重新对胎心率数据的采集；
步骤42，将所述的与作差，得到序列段，在序列段中寻找不超过阈值RO的连续的序列段，如果中没有满足此条件的序列段，则判断序列段为加速序列段，如果中有满足此条件的序列段，则中满足此条件对应位置的序列段判断为基线变异部分，记基线变异部分为，所述的基线变异部分将分割成为若干个片段，记为对判断是否满足加速标准，如果其满足加速标准则为加速序列段，否则则为基线变异序列段，其中RO为预先设定的参数；
步骤43，在所述加速序列段中寻找偏离其对应基线数值不超过阈值Rl的连续的序列段，如果没有满足这样条件的序列段，则为一个加速，如果有满足这样条件的序列段，则记为，然后分析每个分段是否能单独满足加速标准，如果能满足，则独立成为加速，如果不满足，则需要将合并到片段中，使其相邻片段连续并一起分析是否满足加速标准，如果满足加速标准则此连续数据段为一个加速，并继续对后续的片段数据重新进行加速标准分析，否则基线合并片段直到片段全部被合并为止，其中Rl为预先设定的参数。作为本发明更进一步的技术方案，在所述的步骤4之后还包括，根据所述的加速数据段，判断每个加速数据段的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速；
作为本发明更进一步的技术方案，所述的根据所述的加速数据段，判断每个加速数据段的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速的步骤进一步包括
a.比较所述的序列V(n)和C(n)，对有插值的位置做标记，得到标记序列M(n)；
b.对于每个所述的加速数据段，根据序列M(η)调整加速的起点、终点的位置，使起点、 终点都不为插值点，且离插值点最近；
c.计算调整后的加速数据段中的信号损失程度S，如果S超过阈值，则撤销该加速的资格；否则，搜索该加速中的插值区并计算插值区持续时间τ、插值的平均振幅Α，如果T大于阈值或者大于A的L倍，则认为插值区是不可接受区，否则为可接受区，其中、和L为预先设定的参数；
d.所述加速数据段被不可接受区拆分为多个独立的区域，对每个区域判断是否满足预设的加速判断标准，如果满足，则确定为真正的加速；否则加速资格被取消。作为本发明跟进一步的技术方案，所述的步骤5之前还包括，计算每个所述的加速数据段的加速属性值；
作为本发明跟进一步的技术方案，所述的计算每个所述的加速数据段的加速属性值， 还进一步包括
步骤51，根据每个所述加速数据段的起点、终点计算其持续时间，计算所述加速数据段中偏离基线的最大幅度。步骤52，判断是否同时采集宫缩数据，如果没有采集宫缩数据，则不判断加速的类型，如果采集了宫缩数据，则判断加速的起点大于宫缩的起点以及加速终点小于宫缩的终点这两个条件是否同时成立，如果是，则该加速则判断为周期加速；否则为非周期加速。作为本发明更进一步的技术方案，所述的步骤6进一步包括将加速数据段和属性值计算结果进行显示和/或打印和/或存储和/或标识。作为本发明更进一步的技术方案，步骤4中所述的预设的加速判断标准，进一步包括
第一待分析的胎心率数据段必须都在胎心率基线之上； 第二 偏离基线幅度超过阈值AO的时间必须大于等于TO ； 第三偏离基线的最大幅度必须大于等于Al ；
第四待分析的胎心率数据段的能量必须大于等于P0，其中能量与振幅的平方、时间成正比，用数值积分方法可求得；
若满足以上所述的全部条件则判断所述的待分析的胎心率数据段为加速数据段，其中 AO、TO、Al、PO是预先设定的参数。本发明通过增加加速的判断条件和采用连续波峰检测算法，可以有效地区分加速和基线变异部分，准确地识别出连续加速中的每个加速，避免了现有的方法容易造成对胎心率数据加速检测偏少或误检的情况，进而提高胎心率曲线加速识别的准确性。该方法既适合出现独立加速、基线变异部分的情况，又适合出现连续加速、基线变异部分混合在加速中的情况。
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本发明一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法的一种实施例流程图； 图2为本发明一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法的另一种实施例流程图； 图3为本发明一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置的一种实施例架构图4为本发明一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置的另一种实施例架构图； 图5为采集的胎心率数据和识别出的胎心率基线示意图； 图6为胎心率数据序列预处理后的效果图； 图7为胎心率数据序列的加速识别效果图； 图8为胎心率数据序列的加速校验效果图； 图9为胎心率数据序列的有宫缩数据时加速的显示效果图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。用于胎心率加速自动识别的技术方案实现主要包括上位机和下位机，下位机主要是通过超声探头来获取胎心信号，然后经过硬件滤波处理和自相关算法计算出胎心率；上位机主要是接受来自下位机的数据，然后显示、存储胎心率数据、描绘胎心率曲线、对胎心率数据的分析(包括对胎心率数据加速的识别等等)、显示、打印，其中主要处理方法流程如图1所示
101.进行胎心率数据采集；
上位机采集η分钟的胎心率数据，得到胎心率数据序列Η(η)，其中，本实施例中设定需要至少采集十分钟的数据，根据《胎儿电子监护学》，一般而言，确定胎心率基线至少需要十分钟的胎心率数据。102.对采集的胎心率数据进行基线识别；
根据序列Η(η)，采用低通滤波方法识别出胎心率基线数据序列Β(η)，相对于胎心率数据，基线属于低频信号，低通滤波器具有能使低频信号通过而高频信号被阻断的特性，可用于提取胎心率基线这种低频信号。另外在此步中也可以先对序列Η(η)进行数据处理，如错误数据处理、均值滤波、线性插值等方法得到处理后的数据再进行胎心率基线识别，图5为采集的胎心率数据和识别出的胎心率基线。103.对采集的胎心率数据进行预处理；
对序列Η(η)依次进行错误数据处理和线性插值的方法进行处理，得到不同预处理过程所对应的相应的胎心率数据序列。104.根据预设的加速判断标准和胎心率数据基线对预处理后的胎心率数据进行加速识别，得到加速数据段；通过预设的判断标准判断出符合条件的序列段，再根据此序列段及其对应的基线序列段，检测并区分此序列段中加速和基线变异的序列段，并分析加速序列段的连续加速个数。105.计算每个加速数据段的加速属性值；
根据每个加速的起点、终点计算其持续时间，计算加速中偏离基线的最大幅度值。106.将加速数据段和计算结果输出；
本实施例优选为将识别到的加速数据段和计算结果进行显示和/或打印和/或存储。为了更好的理解本发明，作为本发明的另一个实施例，一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法的流程图如图2所示
100.采集并处理胎心信号转换得到胎心率数据；
超声探头接收到的胎心信号在下位机经过硬件滤波处理和自相关算法计算出胎心率后上传到上位机，上位机的处理包括对胎心率数据进行显示、存储和描绘成胎心率曲线以及相关数据处理等等。其中硬件滤波为了去除采集到的信号受到的频率干扰而自相关算法是具有能使周期信号得到加强而随机噪声被减弱的特性，是计算胎心率数据的常用技术。101.进行胎心率数据采集，得到胎心率数据序列H(η)；
上位机采集η分钟的胎心率数据，得到胎心率数据序列Η(η)，其中，本实施例中设定需要至少采集十分钟的数据，根据《胎儿电子监护学》，一般而言，确定胎心率基线至少需要十分钟的胎心率数据。102.对序列Η(η)进行胎心率基线识别得到序列B(η)；
根据序列Η(η)，采用低通滤波方法识别出胎心率基线Β(η)，相对于胎心率数据，基线属于低频信号，低通滤波器具有能使低频信号通过而高频信号被阻断的特性，可用于提取胎心率基线这种低频信号。另外在此步中也可以先对序列Η(η)进行数据处理，如错误数据处理、均值滤波、线性插值等方法得到处理后的数据再进行胎心率基线识别，图5为采集的胎心率数据和识别出的胎心率基线。另外，进行胎心率数据基线识别的方式还有很多，比如业界通常采用的平均值法等等。1031.对Η(η)进行错误数据处理得到序列V(η)；
对序列H (η)进行错误数据处理，得到有效胎心率数据序列V (η)，此步可以有效的滤除胎心序列中因胎心信号质量差而产生的无效、错误数据，剩下的是有效数据。1032.对V (η)进行插值处理得到序列C (η)；
对序列V (η)中无效数据部分采用线性插值方法进行拟合，得到序列C (η)，线性插值是利用两点成线原理求解直线上其他点的简单的插值方法。图6为胎心率数据序列预处理后的效果图，图中方框内的胎心率曲线部分，也即为对错误数据进行插值处理后所得的曲线段。如上所述的1031和1032步骤为对采集的胎心率数据进行预处理，此外，对胎心率数据预处理步骤，并不局限于如上步骤，还可以采用业界悉知的对以每分钟多少跳(bpm， beats per min)为单位记的胎心率值去除错误数据和/或滑动平均和/或插值拟合的方法寸寸。1041.序列C (η)中是否有满足预设加速判断标准的序列段； 在本实施例中优选预设的加速判断标准为
对于一段胎心率曲线，必须满足以下全部条件才能确定为加速第一该段胎心率曲线必须都在胎心率基线之上。
第二 偏离基线幅度超过阈值AO的时间必须大于等于TO。第三偏离基线的最大幅度必须大于等于Al。第四该段胎心率曲线的能量必须大于等于P0，其中能量与振幅的平方、时间成正比，用数值积分方法可求得。该判断条件丰富了判断的标准，使得判断更加准确，其中参数AO、TO、Al、PO是预设的经验参数，且随着孕周参数的输入的不同而会设置不同变化。将序列C(n)、B(n)输入到加速判断标准中，得出C(η)中满足加速标准的各个序列段的集合以及其对应的基线序列段集合，如果没有满足加速标准的序列段，则说明该胎心率曲线中没有加速，此时即可结束胎心率加速的识别，重新回到对胎心率数据的采集。1042.根据满足标准的序列C (η)及其对应的基线序列B (η)，检测并区分满足标准的序列C(n)中加速和基线变异的序列段；
对于每个序列段，将与作差，得到序列段，在序列段中寻找值不超过阈值RO的连续的序列段，如果中没有满足此条件的序列段，则序列段为一个或者连续加速组成，将在下一步用连续波峰检测算法分析加速个数；如果中有满足此条件的序列段，则中对应位置的序列段即为基线变异部分，记基线变异部分为，其中，此时基线变异部分会将分割成为若干个片段，记为，其中，对判断是否满足加速标准，如果其满足加速标准则为一个或者由连续加速组成，将在下一步用连续波峰检测算法分析加速的个数；如果其不满足加速标准，则为基线变异部分，通过这一步可以区分加速和基线变异部分。1043.分析加速序列段的连续加速个数；
对于每个待分析的胎心率序列片段(此处可能为或者是)，其中，采用连续波峰检测算法分析的过程为在片段中寻找偏离对应基线不超过阈值Rl的连续的序列段，如果没有满足这样条件的序列段(全部超过阈值Rl)，则为一个加速；如果有满足这样条件的序列段，则记为，其中，然后分析每个分段是否能单独满足加速标准，如果能满足，则独立成为加速，如果不满足，则需要将合并到片段中，使其相邻片段连续并一起分析是否满足加速标准，如果满足加速标准则此连续数据段为一个加速，并继续对后续的片段数据重新进行加速标准分析，否则基线合并片段直到片段全部被合并为止。通过这一步将连续加速识别出来。图7为加速识别效果图，图中方框中胎心率曲线部分为基线变异部分，箭头所指的曲线段部分为识别到的胎心率加速曲线段。如上所述的步骤1041、1042、1043为对与处理后的采集的胎心率数据进行加速识别，到本步骤为止已经可以完成本发明对加速数据段进行识别，可直接进入如下的105 步骤和106步骤进行属性值计算和结果输出或者直接进入106步骤进行结果的输出。为了使得结果更加准确本实施例中还可以优选在计算和结果输出步骤之前采用如下的加速校验步骤。107.根据每个加速的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速； 如上步骤中的加速是根据插值后的序列求得的，也就是在不考虑信号损失的情况下求
得的。本步中要对加速进行校验，分析每个预加速中的信号损失，以决定一个预加速是否被保留、拆分，最终得到真正的加速。该步骤还包括以下处理过程
第一步比较序列V (η)和C (η)，对有插值的位置做标记，得到标记序列Μ(η)。
第二步对于每个加速，根据序列M(n)调整加速的起点、终点的位置，使起点、终点都不为插值点，且离插值点最近。第三步计算调整后的加速中的信号损失程度S，信号损失度为胎心率加速曲线数据中无效值的个数(等同于插值点的个数)占整体的比例，如果S超过阈值，则撤销该加速的资格；否则，搜索该加速中的插值区并计算插值区持续时间τ、插值的平均振幅A，如果T大于阈值或者大于A的L倍，则认为插值区是不可接受区，否则为可接受区。第四步加速被不可接受区拆分为多个独立的区域，对每个区域判断是否满足加速标准，如果满足，则确定为真正的加速；否则加速资格被取消。图8为加速校验效果图，图中箭头图标表示加速105、计算各个加速的持续时间、幅度和/或类型；
根据每个加速的起点、终点计算其持续时间，计算加速中偏离基线的最大幅度。另外，如果在同时采集宫缩数据的时候，可以判断加速的类型，如果没有采集宫缩数据，则不判断加速的类型，最终的加速显示效果图与图8—致；如果采集了宫缩数据，则判断加速的起点大于宫缩的起点以及加速终点小于宫缩的终点这两个条件是否同时成立， 如果是，则该加速则判断为周期加速；否则为非周期加速。图9为有宫缩数据时加速的显示效果图，图中代表周期加速，表示非周期加速，表示宫缩。106.将加速数据段和属性值计算结果进行显示和/或打印和/或存储和/或标识；
将识别到的加速数据段分别送入显示、打印、存储模块，并且还可以在胎监图上标识并显示出每个加速数据段及其属性值，并可存储和打印其属性值。为了更好的解释本发明，一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置的一种实施例架构图，如图3所示
胎心率数据采集模块301
用于采集预设时长的胎心率数据，得到胎心率数据序列H(n)； 胎心率数据基线识别模块302
与所述的胎心率数据采集模块301连接，用于接收所述胎心率数据采集模块301发送的胎心率数据序列H (η)，并且识别出胎心率基线序列B (η)； 胎心率数据预处理模块303
与所述的胎心率数据采集模块301连接，用于接收所述胎心率数据采集模块301发送的胎心率数据序列H (η)，并且对序列H (η)进行预处理得到胎心率数据序列V (η)； 胎心率数据加速识别模块304
与所述的胎心率数据基线识别模块302和胎心率数据预处理模块303连接，用于接收所述胎心率数据基线识别模块302发送的胎心率基线序列B (η)和所述胎心率数据预处理模块303发送的预处理后的序列V(n)，根据预设的加速判断标准和所述的胎心率数据基线序列B(n)对所述的预处理后的胎心率数据序列V (η)进行加速识别，得到加速数据段； 胎心率数据加速属性计算模块305
与所述的胎心率数据加速识别模块304连接，用于接收所述的胎心率数据加速识别模块304发送的加速数据段，并计算每个加速数据段的持续时间和幅度等加速属性； 输出模块306:与所述的胎心率数据加速属性计算模块305连接，用于接收胎心率数据加速属性计算模块305发送的所述的加速数据段及其加速属性计算结果，并进行输出。
为了更好的解释本发明，一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置的另一种实施例架构图，如图4所示
一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，还包括 胎心信号采集与处理转换模块300
与所述的胎心率数据采集模块301相连接，是一个实现信号采集、处理和转换的超声探头装置，用于采集胎心信号，并转换成胎心率数据，发送胎心率数据到所述的胎心率数据采集模块301 ；
胎心率数据加速校验模块312
与所述的胎心率数据加速识别模块304和胎心率数据加速属性计算模块305连接，用于接收所述的胎心率数据加速识别模块304发送的加速数据段，根据每个加速的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速，并将校验结果发送到所述的胎心率数据加速属性计算模块305 ；
胎心率数据加速判断标准设定模块313
与所述的胎心率数据加速识别模块304相连接，用于预先对胎心率数据加速判断标准进行设定，并发送到胎心率数据加速识别模块304 ； 胎心率数据加速类型判断模块314
与所述的胎心率数据加速属性计算模块305连接，用于在同时采集宫缩数据的情况下进行加速类型的判断，并将判断结果发送到胎心率数据加速属性计算模块305 ； 采集时长设定与判断模块319
与所述的胎心率数据采集模块301相连接，用于对胎心率数据采集的时长进行设定并判断采集数据时间是否超过设定时长，若超过设定时长，则向胎心率数据采集模块301发送超时信号；
另外，所述的胎心率数据预处理模块303，进一步包括了
错误数据处理单元307，对所述的胎心率数据序列H(n)进行错误数据处理，得到有效胎心率数据序列V (η)；
插值处理单元308，对所述的有效胎心率数据序列V(η)中无效数据部分采用线性插值方法进行拟合，得到胎心率数据序列C (η)；
所述的胎心率数据加速识别模块304，进一步包括了
标准比较单元309，用于判断所述的胎心率数据序列C(n)中是否有满足预设加速判断标准的序列段；
区分加速与变异单元310，用于根据满足判断标准的胎心率数据序列C(n)及其对应的基线序列B(n)，检测并区分满足标准的序列C(η)中加速和基线变异的序列段；
分析加速个数单元311，用于分析所述满足标准的序列C(n)中加速序列段的连续加速个数；
所述的输出模块306，进一步包括了 显示单元315，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行显示； 打印单元316，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行打印输出；存储单元317，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行存储； 标识单元318，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行标识； 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，其特征在于，包括胎心率数据采集模块、胎心率数据基线识别模块、胎心率数据预处理模块、胎心率数据加速识别模块和输出模块，所述的胎心率数据采集模块，用于采集预设时长的胎心率数据，得到胎心率数据序列 H (η)；所述的胎心率数据基线识别模块与所述的胎心率数据采集模块连接，用于接收所述胎心率数据采集模块发送的胎心率数据序列Η(η)，并且识别出胎心率基线序列Β(η)；所述的胎心率数据预处理模块与所述的胎心率数据采集模块连接，用于接收所述胎心率数据采集模块发送的胎心率数据序列Η(η)，并且对所述的序列Η(η)进行预处理得到胎心率数据序列V (η)；所述的胎心率数据加速识别模块与所述的胎心率数据基线识别模块和胎心率数据预处理模块连接，用于接收所述胎心率数据基线识别模块发送的胎心率基线序列Β(η)和所述胎心率数据预处理模块发送的预处理后的序列V(n)，根据预设的加速判断标准和所述的胎心率数据基线序列B(n)对所述的预处理后的胎心率数据序列V(n)进行加速识别，得到加速数据段；所述的输出模块与所述的胎心率数据加速识别模块连接，用于接收胎心率数据加速识别模块发送的所述的加速数据段，并进行输出。
2.根据权利要求1所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，其特征在于， 所述的提高胎心率数据加速识别准确性的装置还包括，胎心信号采集与处理转换模块、胎心率数据加速校验模块、胎心率数据加速判断标准设定模块、胎心率数据加速类型判断模块、采集时长设定与判断模块和胎心率数据加速属性计算模块，所述的胎心信号采集与处理转换模块与所述的胎心率数据采集模块相连接，用于采集胎心信号，并转换成胎心率数据，发送胎心率数据到所述的胎心率数据采集模块；所述的胎心率数据加速校验模块与所述的胎心率数据加速识别模块和胎心率数据加速属性计算模块连接，用于接收所述的胎心率数据加速识别模块发送的加速数据段，根据每个加速的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速，并将校验结果发送到所述的胎心率数据加速属性计算模块；所述的胎心率数据加速判断标准设定模块与所述的胎心率数据加速识别模块相连接， 用于预先对胎心率数据加速判断标准进行设定，并发送到胎心率数据加速识别模块；所述的胎心率数据加速类型判断模块与所述的胎心率数据加速属性计算模块连接，用于在同时采集宫缩数据的情况下进行加速类型的判断，并将判断结果发送到胎心率数据加速属性计算模块；所述的采集时长设定与判断模块与所述的胎心率数据采集模块相连接，用于对胎心率数据采集的时长进行设定并判断采集数据时间是否超过设定时长，若超过设定时长，则向胎心率数据采集模块发送超时信号；所述的胎心率数据加速属性计算模块与所述的胎心率数据加速识别模块和输出模块连接，用于接收所述的胎心率数据加速识别模块发送的加速数据段，并计算每个加速数据段的持续时间和幅度等加速属性值，并将计算结果发送到所述的输出模块。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，其特征在于，所述的胎心率数据预处理模块，还进一步包括，错误数据处理单元，对所述的胎心率数据序列H(η)进行错误数据处理，得到有效胎心率数据序列V (η)；插值处理单元，对所述的有效胎心率数据序列V(n)中无效数据部分采用线性插值方法进行拟合，得到胎心率数据序列C (η)。
4.根据权利要求1或2所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，其特征在于，所述的胎心率数据加速识别模块，还进一步包括，标准比较单元，用于判断所述的胎心率数据序列C(n)中是否有满足预设加速判断标准的序列段；区分加速与变异单元，用于根据满足判断标准的胎心率数据序列C(n)及其对应的基线序列B(n)，检测并区分满足标准的序列C(η)中加速和基线变异的序列段；分析加速个数单元，用于分析所述满足标准的序列C(n)中加速序列段的连续加速个数。
5.根据权利要求1或2所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置，其特征在于，所述的输出模块，还进一步包括，显示单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行显示； 打印单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行打印输出； 存储单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行存储； 标识单元，用于将识别到的加速数据段及其属性值进行标识。
6.一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于，包括 步骤1，预订时长内进行胎心率数据的采集，得到胎心率数据序列H(n)；步骤2，对所述的胎心率数据序列H(n)进行基线识别，得到胎心率基线数据序列 B (η)；步骤3，对所述的胎心率数据序列Η(η)进行预处理，得到预处理后的胎心率数据序列 C (η)；步骤4，根据预设的加速判断标准和所述的胎心率基线数据序列B (η)对预处理后的胎心率数据序列C (η)进行加速识别，得到加速数据段；步骤5，将每个所述的加速数据段及其加速属性值的计算结果进行输出。
7.根据权利要求6所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于， 在所述的步骤1之前还包括，采集并处理胎心信号转换得到胎心率数据。
8.根据权利要求6所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于， 所述的步骤3进一步包括步骤31，对所述的胎心率数据序列Η(η)进行错误数据处理得到序列V(η)； 步骤32，对所述的序列V (η)进行插值处理得到预处理后的胎心率数据序列C(n)。
9.根据权利要求6所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于， 所述的步骤4进一步包括步骤41，将所述的序列C (η)、Β (η)输入到预设的加速判断标准中，得出序列C (η)中满足加速标准的各个序列段的集合以及其对应的基线序列段集合，如果没有满足加速判断标准的序列段，则回到所述的步骤1，重新对胎心率数据的采集；步骤42，将所述的与作差，得到序列段，在序列段中寻找不超过阈值RO的连续的序列段，如果中没有满足此条件的序列段，则判断序列段为加速序列段，如果中有满足此条件的序列段，则中满足此条件对应位置的序列段判断为基线变异部分，记基线变异部分为，所述的基线变异部分将分割成为若干个片段，记为对判断是否满足加速标准，如果其满足加速标准则为加速序列段，否则则为基线变异序列段，其中RO为预先设定的参数；步骤43，在所述加速序列段中寻找偏离其对应基线数值不超过阈值Rl的连续的序列段，如果没有满足这样条件的序列段，则为一个加速，如果有满足这样条件的序列段，则记为，然后分析每个分段是否能单独满足加速标准，如果能满足，则独立成为加速，如果不满足，则需要将合并到片段中，使其相邻片段连续并一起分析是否满足加速标准，如果满足加速标准则此连续数据段为一个加速，并继续对后续的片段数据重新进行加速标准分析，否则基线合并片段直到片段全部被合并为止，其中Rl为预先设定的参数；10.根据权利要求6所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于， 在所述的步骤4之后还包括，根据所述的加速数据段，判断每个加速数据段的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速。
10.根据权利要求10所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于，所述的根据所述的加速数据段，判断每个加速数据段的信号损失情况，校验每个加速序列段是否为真正的加速的步骤进一步包括a.比较所述的序列V(n)和C(η)，对有插值的位置做标记，得到标记序列Μ(η)；b.对于每个所述的加速数据段，根据序列M(η)调整加速的起点、终点的位置，使起点、 终点都不为插值点，且离插值点最近；c.计算调整后的加速数据段中的信号损失程度S，如果S超过阈值，则撤销该加速的资格；否则，搜索该加速中的插值区并计算插值区持续时间Τ、插值的平均振幅Α，如果T大于阈值或者大于A的L倍，则认为插值区是不可接受区，否则为可接受区，其中、和L为预先设定的参数；d.所述加速数据段被不可接受区拆分为多个独立的区域，对每个区域判断是否满足预设的加速判断标准，如果满足，则确定为真正的加速；否则加速资格被取消。
11.根据权利要求6或10所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于，所述的步骤5之前还包括，计算每个所述的加速数据段的加速属性值。
12.根据权利要求12所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于，所述的计算每个所述的加速数据段的加速属性值，还进一步包括步骤51，根据每个所述加速数据段的起点、终点计算其持续时间，计算所述加速数据段中偏离基线的最大幅度。
13.步骤52，判断是否同时采集宫缩数据，如果没有采集宫缩数据，则不判断加速的类型，如果采集了宫缩数据，则判断加速的起点大于宫缩的起点以及加速终点小于宫缩的终点这两个条件是否同时成立，如果是，则该加速则判断为周期加速；否则为非周期加速。
14.根据权利要求6所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于， 所述的步骤6进一步包括将加速数据段和属性值计算结果进行显示和/或打印和/或存储和/或标识。
15.根据权利要求6所述的一种提高胎心率数据加速识别准确性的方法，其特征在于， 步骤4中所述的预设的加速判断标准，进一步包括第一待分析的胎心率数据段必须都在胎心率基线之上； 第二 偏离基线幅度超过阈值AO的时间必须大于等于TO ； 第三偏离基线的最大幅度必须大于等于Al ；第四待分析的胎心率数据段的能量必须大于等于P0，其中能量与振幅的平方、时间成正比，用数值积分方法可求得；若满足以上所述的全部条件则判断所述的待分析的胎心率数据段为加速数据段，其中 AO、TO、Al、PO是预先设定的参数。
全文摘要
本发明涉及生物医学信号处理领域，具体的说是一种提高胎心率数据加速识别准确性的装置及其实现的方法，本发明包括预订时长内进行胎心率数据的采集，得到胎心率数据序列H(n)，对所述的胎心率数据序列H(n)进行基线识别，得到胎心率基线数据序列B(n)，对所述的胎心率数据序列H(n)进行预处理，得到预处理后的胎心率数据序列C(n)，根据预设的加速判断标准和所述的胎心率基线数据序列B(n)对预处理后的胎心率数据序列C(n)进行加速识别，得到加速数据段，计算每个所述的加速数据段的加速属性值，将每个所述的加速数据段及其加速属性值的计算结果进行输出。本发明所提供的技术方案可以有效地区分加速和基线变异部分，准确地识别出连续加速中的每个加速，避免了现有的方法容易造成对胎心率数据加速检测偏少或误检的情况，从而提高胎心率曲线加速识别的准确性。
文档编号A61B5/024GK102319063SQ20111020952
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者曾永华, 陈吴笋, 陈德伟, 饶箭 申请人:深圳市理邦精密仪器股份有限公司