如此循环，直至寻找到第一个 和第二个峰值曰片）、曰(7)。1(〇 = 0^3其中为'3采样频率，〔=0.53。计算屯、率
次/分 钟，fs为采样频率，n为单位换算系数，（当fs单位是赫兹，Q单位为1时，11 = 60)。
[0043] 步骤3 :重复步骤2寻找全部峰值并计算出实测峰值跨度序列{K/ 1 }，i = 1， 2,......M, M为峰值的数目减1。
[0044] 步骤4:计算屯、率齐整偏差
，i = l，2,......M，i = l， 2,......M且i辛j。其中MaxO为最大值函数，获取指定序列的最大值；{ IkVk^jU指由I 和r处目减后取绝对值所得的序列。
[0045] 步骤5:对信号a(n)作FFT变换，并计算其在频域上的能量谱密度。
[0046] 步骤6:计算能量谱集中指标e=Ei/E2dEi是能量谱密度在0~200Hz上的积分，E2是 能量谱密度在0~700Hz上的积分，由于屯、音的频谱主要集中在700化W下，此处为了节省计 算资源，使用E2代表总能量。
[0047] 步骤7:计算屯、率指数Zi和屯、率的关系如下表1。
[004引表1:屯、率和屯、率指数的关系
[0化0] 同时满足屯、率在50至110次每分钟范围内，屯、率超出此范围时，该屯、率指标已经不 正常，没有量化的意义，不再计算该指标。
[0051] 步骤8:计算屯、率齐整指标Z2;
。A T是步骤4中的屯、 率齐整偏差，T为屯、音周期，使用T = 60/v，要求屯、率偏差不能超过20%，所Wii取0.2,超过则 为屯、率不齐，不再计算该指标。
[0化2] 步骤9:计算频域能量谱分布指标Z3:
e为能量谱集中指 标，根据已有研究结果表明，正常屯、音的能量主要集中在第一屯、音(40Hz~60化）和第二屯、 音（60化~100化），所W运里要求至少80 %的能量集中在0~200化的范围内，所W取(6 = 0.8，否则屯、音不正常，不再量化计算该指标。
[0化3] 步骤10:计算屯、音综合指数Z = IOO ? 2ruzi，i = l，2,3。且满足条件50<v<110、A T<yTo、e含d)，因为屯、率会随着人的年龄、情绪、运动状态等因素变化而变化，为了减少运 些不稳定因素对屯、音综合指数的影响，取系数hi}为{〇.3,0.3,0.4}。如果V、A T、e任何一 个超出W上步骤所述范围，则屯、音综合指数的量化值已不具有衡量的意义，因而没有计算 的必要性，此时z=o。
[0054] 本发明提出了一种手持式语音播报屯、音检测装置，主要特点是手持式、采用语音 播报进行交互、能够及时测量出屯、率和屯、音综合指数。首先解决了已存屯、音检测系统的庞 大不能携带、不能自助测量、不能及时反馈结果的问题;其次解决了，如今智能终端盛行，但 对于独居老人等弱势群体的使用不便问题；同时具有准确、省时、便携，USB和充电裡电池双 供电特性，给使用带来方便。
[0055] 本发明中采用的屯、音检测方法：屯、音综合指数和屯、率的检测方法，运里提出了屯、 音综合指数，为衡量屯、音状态提供了新的指标，同时再加上屯、率指标能更加全面的体现屯、 脏的状态，使本装置更加智能，最后给出更加准确合理的测量结果。
[0056] W上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已W较佳实施例掲露如上，然而并非用W限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述掲示的技术内容作出些许更改或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质 对W上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范 围内。
【主权项】
1. 一种手持式语音播报心音检测装置，其特征在于:采用手持式的便携结构，对采集的 心音进行心音综合指数分析，并以语音播报的形式将分析结果告知用户。2. 根据权利要求1所述的手持式语音播报心音检测装置，其特征在于:它包括心音传感 器、手持柄以及电源开关、启动键、短信发送键、语音播报口；所述心音传感器为圆形，位于 装置的最前端，便于贴在胸腔位置采集心音;所述手持柄位于所述心音传感器后面，所述手 持柄为圆柱形，便于手握;所述语音播报口位于所述手持柄的靠近采集头位置，以便在使用 时不被手指遮住;所述电源开关、启动键、短信发送键位于所述手持柄的尾部或底端，便于 在手持时使用大拇指进行按键操作。3. 根据权利要求2所述的手持式语音播报心音检测装置，其特征在于:装置内还设有语 音播报器、短信发送模块、采集器、存储器和微处理器MCU，所述语音播报口相连于所述语音 播报器，所述短信发送键相连于所述短信发送模块，心音通过所述采集器的放大、滤波、数 字化ADC进入所述微处理器MCU，所述微处理器Μ⑶通过心率和心音综合指数计算方法得出 结果，在通过所述语音播报器将结果通过所述语音播报口播报反馈回用户，如果结果判断 为异常心音，则将异常心音存储到所述存储器中，并通过所述短信发送模块将本次的检测 报告发送到指定手机。4. 根据权利要求3所述的手持式语音播报心音检测装置，其特征在于:所述心音传感器 由圆形采集头加上具有放大、滤波功能的电路组成;所述语音播报口下放置着以语音合成 芯片为核心的语音播报模块;所述手持柄由圆柱形的塑料材料制成，内部装着所述微处理 器MCU、语音播报模快、短信发送模块、存储器。5. 根据权利要求4所述的手持式语音播报心音检测装置，其特征在于:所述语音播报模 块能过和微处理器MCU通过串口通信，以既定的通信协议帧结构把需要播报的结果或提示 音按字节发送，通过解码数模转换后扬声器播放。6. -种心音综合指数的检测方法，其特征在于:语音播报、心率测量、心音综合指数测 量、自动发送异常心音报告，存储异常心音待进一步检查使用。7. 根据权利要求6所述的心音综合指数检测方法，其特征在于，具体步骤为： 步骤1:将心音信号ADC后的数字心音信号a(n)进行半降序排列，从而得到前50%数据 是有序的序列b(m)m = 0,1，2,......N，n = 0，l，2,......N;然后计算阈值L:L = b( [αΤο]); 其中To为采集时间，α为比例系数，本装置取〇 = 0.3一，[]代表取整运算； 步骤2:以Κο为预设峰值跨度，以a(0)为起点，在跨度内找到寻找最大值，如果该最大值 大于阈值L，则该最大值为峰值，否则向后移动半个跨度，如此循环，直至寻找到第一个和第二个峰值a(x)、a(y) ;Ko = C · fs其中为fs采样频率，C = 0.5s; fs为采样频率，η为单位换算系数，当fs单位是赫兹，Q单位为1时，n = 6〇; 步骤3:重复步骤2寻找全部峰值并计算出实测峰值跨度序列{K/ }，i = l，2,......Μ,Μ 为峰值的数目减1; 步骤4:计算心率齐整偏差：，i = l，2,......M，i = l， 2,......Μ且i矣j;其中Max()为最大值函数，获取指定序列的最大值；{|K/-K/ |}指由K/ 和K/相减后取绝对值所得的序列； 步骤5:对信号a (η)作FFT变换，并计算其在频域上的能量谱密度； 步骤6:计算能量谱集中指标能量谱密度在0~200Hz上的积分，Ε2是能量 谱密度在0~700Hz上的积分，由于心音的频谱主要集中在700Hz以下，此处为了节省计算资 源，使用E2代表总能量； 步骤7:计算心率指数Z1和心率的关系，同时满足心率在50至110次每分钟范围内，心率 超出此范围时，该心率指标已经不正常，没有量化的意义，不再计算该指标； 步骤8:计算心率齐整指标Ζ2:ΔΤ^μΤ; ΔΤ是步骤4中的心率齐整 偏差，Τ为心音周期，使用Τ = 60/ν，要求心率偏差不能超过20%，所以μ取0.2,超过则为心率 不齐，不再计算该指标； 步骤9:计算频域能量谱分布指标Ζ3:ε 2 φ ;ε为能量谱集中指标，正 常心音的能量集中在第一心音（40Hz~60Hz)和第二心音（60Hz~100Hz)，所以要求至少 80 %的能量集中在0~200Hz的范围内，所以取Φ = 0.8，否则心音不正常，不再量化计算该 指标； 步骤10:计算心音综合指数Z=100 · 2niZi，i = l，2,3;且满足条件50<ν<110、ΔΤ<μ Το、ε 2 Φ，因为心率会随着人的年龄、情绪、运动状态因素变化而变化，为了减少这些不稳 定因素对心音综合指数的影响，取系数{ni}为{〇. 3，0.3，0.4};如果ν、Δ τ、ε任何一个超出 以上步骤所述范围，则心音综合指数的量化值已不具有衡量的意义，因而没有计算的必要 性，此时Ζ = 0。8. 根据权利要求7所述的心音综合指数检测方法，其特征在于：心音综合指数是一种反 应人的心音时域和频域综合特性的量化指数，包括:心率、心率齐整偏差、频域能量谱密度 共3种时域、频域评价指标。9. 根据权利要求7所述的心音综合指数检测方法，其特征在于:语音播报是将心音综合 指数和心率告知用户，检测结果播报为："您的心率为{ ν的值}，过低不正常、偏低、正常、偏 高、或过高不正常，您的心音综合指数得分{Ζ的值}，不正常、合格、中等、良好、或优秀，告警 提示"；其中ν、Ζ的值为心音综合指数的检测方法中计算所得，在测量结果异常时，即Ζ = 0的 情况，发出告警提示："警告:您的心音异常，请及时就医或重新测量"，否则，为空，无警告输 出;整个使用过程中的所有操作提示是通过语音播报给用户。
【专利摘要】本发明公开了一种手持式语音播报心音检测装置，通过采集心音信号，自动分析其心率和心音综合指数，并且采用语音播报分析结果，为用户自助检测心音提供一种新的平台。本装置具有语音播报、心率测量、心音综合指数测量、发送心音检测报告、存储异常心音的功能。本发明提出了心音综合指数，它是一种反应心音在时域和频域综合特性的量化指标，再通过检测心率，本装置能更加全面的检测心音的状态，为用户提供准确的检测结果。本发明的手持式结构和语音播报交互方式，能够给用户使用带来方便，提高用户体验。本发明为用户自助检测心音提供一种新的平台，能够广泛应用于生活、科研以及教学活动中。
【IPC分类】A61B7/00, A61B5/024
【公开号】CN105662455
【申请号】CN201610023950
【发明人】成谢锋, 邹舒
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月14日