基于胎心率检测的去噪方法和胎心率检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明适用于信号去噪领域，提供了一种基于胎心率检测的去噪方法和胎心率检测仪；步骤A11，采集胎儿的多普勒频移信号，从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的第一频次的信号；步骤A12，采集孕妇的人体生理信号，从所述人体生理信号中解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号；步骤A13，将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果；步骤A14，在所述比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，执行步骤A11；步骤A15，在所述比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。因此相比于上述现有技术，能够输出更加精确的第一频次的信号，也能更加准确地确定胎儿的位置。
【专利说明】基于胎心率检测的去噪方法和胎心率检测仪
【技术领域】
[0001]本发明属于信号去噪领域，尤其涉及一种基于胎心率检测的去噪方法和胎心率检测仪。
【背景技术】
[0002]超声多普勒胎儿心率仪，是一种技术先进、操作简单、便携的小型胎儿心率检测设备；适用于医院产科，诊所以及孕妇在家中进行胎儿心率的实时检测和监测，及时为临床提供胎儿健康和活力情况，便于及时发现高危胎儿，降低围产期胎儿死亡率。
[0003]但在目前，人工检测时，因放的位置不准确，严重影响了检测精确度，容易造成误诊，检测出错误的胎心率。例如，绝大部分用户都是没有胎儿监护临床经验的，无法快速准确的寻找到胎心位置；甚至，将从孕妇腹动脉处采集到的血流信号误认为是胎心信号。由于无法确认当前采集到的信号到底是胎心信号、孕妇腹动脉血流信号，还是两者的混合信号，导致胎心率计算值的可信度降低，严重时可能误导用户甚至延误诊治。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于胎心率检测的去噪方法和胎心率检测仪，以解决使用现有的超声多普勒胎儿心率仪，未滤除与孕妇心率相关的信号，错误输出与孕妇心率相关的信号的问题。
[0005]第一方面，本发明提供一种基于胎心率检测的去噪方法，所述基于胎心率检测的去噪方法包括:
[0006]步骤All，采集胎儿的多普勒频移信号，从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的第一频次的信号；
[0007]步骤A12，采集孕妇的人体生理信号，从所述人体生理信号中解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号；
[0008]步骤A13，将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果;
[0009]步骤A14，在所述比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，执行步骤All ；
[0010]步骤A15，在所述比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。
[0011]结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述步骤All具体为:从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次的信号；
[0012]所述步骤A14具体为:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都属于所述预设范围，则滤除具有两个所述第一频次的信号，执行步骤All ；
[0013]所述步骤A15具体包括:
[0014]步骤A151，如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，则输出同时具有两个所述第一频次的信号；
[0015]步骤八152，如果所述第二频次的信号与其中一个所述第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则输出具有另一个所述第一频次的信号。
[0016]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述步骤八11具体包括:
[0017]从所述多普勒频移信号中提取出高于第一阈值的第一峰值信号；
[0018]对所述第一峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围；
[0019]对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频2变换，从所述第一频次范围确定出所述第一频次。
[0020]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述步骤八12具体包括:
[0021]采集孕妇的多普勒血流信号；
[0022]从所述多普勒血流信号中提取出高于第二阈值的第二峰值信号；
[0023]对所述第二峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围；
[0024]对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频2变换，从所述第二频次范围确定出所述第二频次。
[0025]结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述步骤八12具体包括:
[0026]采集孕妇的脉搏血氧信号；
[0027]从所述脉搏血氧信号中提取出高于第三阈值的第三峰值信号；
[0028]对所述第三峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围；
[0029]对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频2变换，从所述第三频次范围确定出所述第二频次。
[0030]第二方面，本发明提供一种胎心率检测仪，所述胎心率检测仪包括超声多普勒模块、人体生理信号采集模块和控制模块；
[0031]所述超声多普勒模块用于:采集胎儿的多普勒频移信号，并向所述控制模块输出采集到的所述多普勒频移信号；
[0032]所述人体生理信号采集模块用于:采集孕妇的人体生理信号，并向所述控制模块输出采集到的所述人体生理信号；
[0033]所述控制模块包括第一解析单元、第二解析单元、比较单元和信号输出单元；
[0034]所述第一解析单元用于:从所述超声多普勒模块输出的多普勒频移信号中解析出与胎心率相关的第一频次的信号；
[0035]所述第二解析单元还用于:从所述人体生理信号采集模块输出的人体生理信号解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号；
[0036]所述比较单元用于；将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果；
[0037]所述信号输出单元用于:在所述比较单元得到的比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，返回执行所述第一解析单元；
[0038]所述信号输出单元还用于:在所述比较单元得到的比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。
[0039]结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述第一解析单元具体用于:从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次的信号；
[0040]所述信号输出单元具体用于:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都属于所述预设范围，则滤除具有两个所述第一频次的信号，返回执行所述第一解析单元；
[0041]所述信号输出单元还包括同时输出单元和滤除输出单元；
[0042]所述同时输出单元用于:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，则输出同时具有两个所述第一频次的信号；
[0043]所述滤除输出单元用于:如果所述第二频次的信号与其中一个所述第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则输出具有另一个所述第一频次的信号。
[0044]结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一解析单元包括:第一峰值信号提取单元、第一频次范围确定单元和第一线性调频Z变换单元；
[0045]所述第一峰值信号提取单元用于:从所述超声多普勒模块输出的多普勒频移信号中提取出高于第一阈值的第一峰值信号；
[0046]所述第一频次范围确定单元用于:对所述第一峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围；
[0047]所述第一线性调频Z变换单元用于:对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第一频次范围确定出所述第一频次。
[0048]结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式或者第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述人体生理信号采集模块包括多普勒血流信号采集模块；
[0049]所述多普勒血流信号采集模块用于:采集孕妇的多普勒血流信号，向所述控制模块输出采集到的多普勒血流信号；
[0050]所述第二解析单元包括:第二峰值信号提取单元、第二频次范围确定单元和第二频次确定单元；
[0051]所述第二峰值信号提取单元用于:从所述多普勒血流信号采集模块输出的多普勒血流信号中提取出高于第二阈值的第二峰值信号；
[0052]所述第二频次范围确定单元用于:对所述第二峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围；
[0053]所述第二频次确定单元用于:对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第二频次范围确定出所述第二频次。
[0054]结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式或者第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述人体生理信号采集模块包括脉搏血氧信号采集模块；
[0055]所述脉搏血氧信号采集模块用于:采集孕妇的脉搏血氧信号，向所述控制模块输出采集到的脉搏血氧信号；
[0056]所述第二解析单元还包括:第三峰值信号提取单元、第三频次范围确定单元和第二频次确定单元；
[0057]所述第三峰值信号提取单元用于:从所述脉搏血氧信号采集模块输出的脉搏血氧信号中提取出高于第三阈值的第三峰值信号；
[0058]所述第三频次范围确定单元用于:对所述第三峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围；
[0059]所述第二频次确定单元用于:对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第三频次范围确定出所述第二频次。
[0060]本发明的有益效果:可随时通过超声多普勒模块采集胎儿的多普勒频移信号，采集多普勒频移信号的同时，还通过所述人体生理信号采集模块采集孕妇的人体生理信号；继而，比较所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果；根据比较结果确定是否滤除第一频次的信号；如果所述比较结果属于所述预设范围，滤除所述第一频次的信号；如果所述比较结果不属于所述预设范围，输出所述第一频次的信号。因此相比于上述现有技术，能够输出更加精确的第一频次，也能更加准确地确定胎儿的位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0061]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0062]图1是本发明实施例提供的基于胎心率检测的去噪方法的工作流程图；
[0063]图2是本发明实施例提供的基于胎心率检测的去噪方法的一种优化工作流程图；
[0064]图3是图1中步骤All的一种优化工作流程图；
[0065]图4是图1中步骤A12的一种优化工作流程图；
[0066]图5是图1中步骤A12的又一种优化工作流程图；
[0067]图6是本发明实施例提供的胎心率检测仪的组成结构图；
[0068]图7是本发明实施例提供的胎心率检测仪的一种优化组成结构图；
[0069]图8是图5中第一解析单元11的一种组成结构图；
[0070]图9是图5中第一解析单元11的又一种优化组成结构图；
[0071]图10是本发明实施例提供的胎心率检测仪的又一种优化组成结构图；
[0072]图11是本发明实施例提供的胎心率检测仪的又一种优化组成结构图。
【具体实施方式】
[0073]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。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0074]图1示出了本发明实施例提供的基于胎心率检测的去噪方法的工作流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0075]本发明实施例提供一种基于胎心率检测的去噪方法，参见图1，所述基于胎心率检测的去噪方法包括:步骤八11、步骤八12、步骤八13、步骤八14和步骤六15。
[0076]步骤八11，采集胎儿的多普勒频移信号，从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的第一频次的信号。
[0077]本发明实施例提供的胎心率检测仪，具有超声多普勒模块；通过该超声多普勒模块检测孕妇腹中的胎儿时，并超声多普勒模块会生成多普勒频移信号。优选的，超声多普勒模块具有两种类型:有探头的超声多普勒模块，和无探头的超声多普勒模块；在检测胎儿时，针对两种类型的超声多普勒模块，选用适用的使用方式进行检测即可。
[0078]另外，本发明实施例提供的胎心率检测仪还包括控制模块，该控制模块与该超声多普勒模块是电连接的或者是可通信的；这样，该超声多普勒模块可将实时采集的多普勒频移信号输出或发送给该控制模块。
[0079]例如，该控制模块通过串口或通用输入/输出(￠61161^1 ^111-1)086 1即111: 011如111:，⑶10)与该超声多普勒模块电连接，该超声多普勒模块通过串口或⑶10将采集的多普勒频移信号输出或发送给该控制模块。
[0080]需说明的是，本发明实施例所述的控制模块，可采用单片机、仙1处理器以及可编程逻辑器件等具有数据处理功能的电路或芯片实现。
[0081]作为本发明实施例一【具体实施方式】，由于该超声多普勒模块采集的多普勒频移信号包括高频噪声、且采集到的多普勒频移信号的信号强度较小，因此在该超声多普勒模块添设有低通滤波电路和放大电路，通过该低通滤波电路滤除多普勒频移信号中的高频噪声(如环境的高斯噪声)，然后通过放大电路对低通滤波得到的多普勒频移信号进行信号放大，向控制模块输出信号放大后的多普勒频移信号。
[0082]另，当在孕妇腹部相对正确放置该超声多普勒模块时，通过该超声多普勒模块采集到的多普勒频移信号中会包含与胎心率相关的信号；由于胎心率属于低频信号，因此可以对该多普勒频移信号进行低通滤波，在低通滤波所得的信号中筛选出与胎心率相关的信号属于较强的一个或多个信号，并将筛选出的信号所具有的频次作为第一频次；因此，第一频次为与胎心率具有映射关系的频次。正常情况下，如果没有干扰(例如孕妇的心率的干扰)，可根据第一频次，经过现有算法计算之后确定出胎心率。
[0083]值得说明的是，因在孕妇腹部放置的不同，该超声多普勒模块采集的多普勒频移信号可能包含有与孕妇心率相关的信号，该与孕妇心率相关的信号也属于低频信号；继而在低通滤波所得的信号中，该与孕妇心率相关的信号也属于信号较强的信号。因此本发明实施例需要从低通滤波所得的信号中滤除与孕妇心率相关的信号。
[0084]步骤八12，采集孕妇的人体生理信号，从所述人体生理信号解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号。
[0085]在本发明实施例中，因在孕妇腹部检测胎心率的同时，在孕妇其它部分检测到的人体生理信号也会包含与孕妇心率相关的信号。因此本发明实施例在执行步骤八11检测胎儿的胎心率时，同时检测孕妇在当时的人体生理信号，并从人体生理信号分析出与孕妇的心率相关的信号，并确定与孕妇的心率相关的信号所具有的频率，将确定的频率作为第二频次。
[0086]步骤八13，将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果。
[0087]在本发明实施例中，将步骤All解析出的第一频次的信号与步骤A12解析出的第二频次的信号进行信号比较，并得到比较结果。
[0088]举例说明，比较所述第一频次与所述第二频次，将所述第一频次与所述第二频次的差值作为所述比较结果。
[0089]在举例说明，将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号进行幅值比较，幅值比较的结果作为所述比较结果。
[0090]步骤A14，在所述比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，执行步骤Al I。
[0091]具体地，因具有第二频次的信号为与孕妇的心率相关的信号，如果第一频次的信号与第二频次的信号近似，代表步骤All采集与胎心率相关的多普勒频移信号时，错误采集了与孕妇的心率相关的信号，并未采集正在采集到与胎心率相关的信号，因此需要滤除所述第一频次的信号，不输出所述第一频次的信号，并重新执行All重新采集胎儿的多普勒频移信号。
[0092]具体确定是否滤除所述第一频次的信号的条件(即判定第一频次的信号与第二频次的信号近似的条件)是:所述第二频次的信号与所述第一频次的信号的比较结果属于所述预设范围。需说明的是，所述预设范围根据以往的实验数据确定，确定之后还可以根据以往确定的预设范围和新的实验数据重新估计该预设范围。
[0093]另外，确定该预设范围的方式与步骤A13所采用的比较方式对应；例如，如果步骤A13比较所述第一频次与所述第二频次，则确定相应的频次差作为该预设范围；再例如，如果步骤A13将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号进行幅值比较，则确定相应的幅值差作为该预设范围。
[0094]步骤A15，在所述比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。
[0095]具体地，如果所述第二频次的信号与所述第一频次的信号的比较结果不属于所述预设范围，代表正确采集了与胎心率相关的信号，未采集到干扰信号(与孕妇心率相关的第二频次的信号)，直接输出所述第一频次的信号。这样，用户可直接通过胎心率检测仪看到与胎心率相关的第一频次的信号，并确定该第一频次。
[0096]另外，作为本发明一实施例，其它具有数据处理功能的处理器，还可以从胎心率检测仪输出的信号中检测到所述第一频次的信号，并根据所述第一频次确定出胎儿的胎心率。具体地，只要确定第一频次，即可通过现有的心率计算算法对应地确定胎儿的胎心率。
[0097]作为根据所述第一频次计算出胎儿的胎心率的一种实施方式，考虑一段时间内持续确定的第一频次，并根据现有的心率计算算法计算出该段时间内的平均胎心率，将平均所得的胎心率作为该短时间内胎儿的胎心率。
[0098]图2示出了本发明实施例提供的基于胎心率检测的去噪方法的一种优化工作流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0099]作为本发明一实施例，参见图2，所述步骤All具体为:从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次的信号。
[0100]当在孕妇腹部相对正确放置该超声多普勒模块时，通过该超声多普勒模块采集到的多普勒频移信号中会包含与胎心率相关的信号；由于胎心率属于低频信号，因此可以对该多普勒频移信号进行低通滤波，在低通滤波所得的信号中筛选出与胎心率相关的信号，本实施方式从低通滤波所得的信号中筛选出的信号为两个，确定筛选出的两个信号分别所具有的频率，将确定的频率作为两个所述第一频次；因两个第一频次或者其中一个信号可能是错误检测孕妇心率所引入的信号，因此存在三种结果:
[0101]如果两个第一频次与所述第二频次都不属于所述预设范围，则未引入孕妇的心率这一噪声信号，两个第一频次的信号都是与胎心率对应的信号；
[0102]如果其中一个所述第一频次与所述第二频次属于所述预设范围、且另一个所述第一频次与所述第二频次不属于所述预设范围，则有一个第一频次为与孕妇的心率相关的信号，代表在检测胎心率相关的信号时错误检测到一个信号，该信号与孕妇的心率相关。
[0103]如果两个第一频次与所述第二频次都属于所述预设范围，则两个第一频次的信号都是与孕妇的心率相关的信号，代表在检测胎心率相关的信号时错误检测了与孕妇的心率相关的信号。
[0104]参见图2，所述步骤八14具体为:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都属于所述预设范围，则滤除具有两个所述第一频次的信号，执行步骤八11。
[0105]在本实施例中，如果两个第一频次的信号与所述第二频次的信号都属于所述预设范围，代表在检测胎心率相关的信号时错误检测了与孕妇的心率相关的信号，直接滤除具有两个所述第一频次的信号，然后执行步骤411重新采集胎儿的多普勒频移信号。
[0106]参见图2，所述步骤八15具体包括步骤八151和步骤八152。
[0107]步骤八151，如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，则输出同时具有两个所述第一频次的信号。
[0108]在本实施例中，如果两个第一频次的信号与所述第二频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，代表正确检测了与胎心率相关的第一频次的信号，同时输出具有两个所述第一频次的信号。
[0109]具体地，如果选取的两个第一频次与分别与已确定的第二频次的差值均不属于所述预设范围，代表检测胎儿心率的同时没有存在误检测了孕妇的心率的情况，从而不存在与孕妇的心率对应的第二频次较接近的第一频次；因此输出同时具有两个所述第一频次的信号。
[0110]作为本实施例的一实施方式，对于胎心率检测仪来说，如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，且其中一个所述第一频次与所述第二频次满足倍数关系，则同时输出两个所述第一频次的信号时，还输出所述第二频次的信号；输出所述第二频次的信号，用于在根据所述第一频次计算胎儿的胎心率时作为参考信号。
[0111]步骤八152，如果所述第二频次的信号与其中一个所述第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则输出具有另一个所述第一频次的信号。
[0112]在本发明实施例中，对于已确定的两个第一频次的信号，分别与已确定的所述第二频次的信号作比较，如果所述第二频次的信号与某个第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则代表该个第一频次为干扰频次；即，检测胎儿心率的同时误检测了孕妇的心率，导致存在一个与孕妇的心率对应的第二频次较接近的该个第一频次，因此需要去掉该个第一频次，即滤除具有该个第一频次的信号；仅输出另一个所述第一频次的信号(与胎儿的胎心率具有映射关系的频次)。
[0113]图3示出了图1中步骤All的一种优化工作流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0114]作为本发明一实施例，参见图3，所述从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次这一步骤，具体包括步骤Al 11、步骤Al 12和步骤Al 13。
[0115]步骤A111，从所述多普勒频移信号中提取出高于第一阈值的第一峰值信号。
[0116]在本实施例中，在一段时间内，由于胎心率是具有峰值的周期信号(即该峰值也具有周期性)，本发明实施例为精确确定出与胎心率相关的信号，预先根据实验数据设定了第一阈值；优选的，可根据实验数据自适应地修改该第一阈值。
[0117]具体在步骤Alll中，以已设定的该第一阈值为参数，去除所述多普勒频移信号中的低于该第一阈值的信号，保留高于该第一阈值的信号。
[0118]作为本实施例一优选实施方式，所述对所述第一峰值信号进行傅里叶变换这一步骤之前，所述基于胎心率检测的去噪方法还包括:
[0119]对所述第一峰值信号进行平滑滤波。
[0120]在本优选实施方式中，执行完步骤Al 11，在步骤Al 12之前，对已去除低于该第一阈值的信号的第一峰值信号进行平滑滤波。优选的，该平滑滤波的具体方式为:将相邻的多个、高于该第一阈值的信号的第一峰值信号进行数值上的平均；更优选地，将相邻的多个、高于该第一阈值的信号的第一峰值信号进行数值上的加权平均。
[0121]使得步骤A112以平滑滤波后的第一峰值信号进行傅里叶变换。
[0122]步骤A112，对所述第一峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围。
[0123]在本实施例中，为确定胎儿胎心率相关的多个可能频次，对第一峰值信号进行傅里叶变换，例如，对平滑滤波后的第一峰值信号进行傅里叶变换。通常，胎儿的心率还是较低的，对应地，与胎儿的心率具有映射关系的第一频次范围也属于低频部分。
[0124]同时，在本发明实施例中还设定了第一能量比例，设定该第一能量比例的方式为根据实验数据预先设定。优选的，从70%到90%之间选择一个合适数值作为第一能量比例，例如:选择80%作为第一能量比例。
[0125]进而从傅里叶变换后的低频部分，以第一能量比例确定连续的第一频次范围，该第一频次范围包括与胎儿的胎心率对应的第一频次。
[0126]需说明的是，通过该第一能量比例确定第一频次范围，是为:执行步骤A113以进一步采用线性调频Z变换的方式，精确筛选出一个该第一频次。
[0127]作为本实施例一【具体实施方式】，对于对所述第一峰值信号进行的傅里叶变换这一实现方式，为提高运算效率，采用快速傅里叶变换FFT对处理所述第一峰值信号，以确定所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围。
[0128]步骤Al 13，对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第一频次范围按照概率的高低顺序确定出所述第一频次。
[0129]在本实施例中，对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频Z变换，进一步区别出一个或多个频次(区别出的频次是最有可能与胎儿的胎心率具有映射关系的频次)，区别出一个或多个频次的方式为:选择该预设功率以上的频次，将区别出的频次作为所述第一频次。
[0130]图4示出了图1中步骤八12的一种优化工作流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0131]作为本发明一实施例，参见图4，所述采集孕妇的人体生理信号并从所述人体生理信号解析出与孕妇的心率相关的第二频次这一步骤具体包括:步骤八121、步骤八122、步骤八123和步骤八124。
[0132]步骤八121，采集孕妇的多普勒血流信号。
[0133]在本实施例中，所述胎心率检测仪还包括多普勒血流信号采集模块；通过该多普勒血流信号采集模块采集孕妇的多普勒血流信号。优选的，多普勒血流信号采集模块采用超声传感器实现。
[0134]具体在执行步骤八121采集孕妇的多普勒血流信号时，将多普勒血流信号采集模块贴于孕妇的某个便于检测血液流动的身体部位，多普勒血流信号采集模块生成对应的多普勒血流信号。例如，孕妇用手指拿住该多普勒血流信号采集模块，即该多普勒血流信号采集模块贴于孕妇的手指并检测生成孕妇的多普勒血流信号。
[0135]步骤八122，从所述多普勒血流信号中提取出高于第二阈值的第二峰值信号。
[0136]在本实施例中，在一段时间内，由于孕妇的心率是具有峰值的周期信号，因此本实施例为精确确定出与孕妇心率对应的第二频次，预先根据实验数据设定了第二阈值；优选的，可根据实验数据自适应地修改该第二阈值。
[0137]具体在步骤八122中，为根据所述多普勒血流信号确定与孕妇心率对应的第二频次，以已设定的该第二阈值为参数，去除所述多普勒血流信号中的低于该第二阈值的信号，保留高于该第二阈值的信号。
[0138]作为本实施例一【具体实施方式】，所述对所述第二峰值信号进行傅里叶变换这一步骤之前，所述基于胎心率检测的去噪方法还包括:
[0139]对所述第二峰值信号进行平滑滤波。
[0140]在本【具体实施方式】中，执行完步骤八122，在步骤八123之前，对已去除低于该第二阈值的信号的第二峰值信号进行平滑滤波。优选的，该平滑滤波的具体方式为:将相邻的多个、高于该第二阈值的信号的第二峰值信号进行数值上的平均；更优选地，将相邻的多个、高于该第二阈值的信号的第二峰值信号进行数值上的加权平均。使得步骤八123以平滑滤波后的第二峰值信号进行傅里叶变换。
[0141]步骤八123，对所述第二峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围。
[0142]在本实施例中，为确定与孕妇可能的多个心率具有映射关系的第二频次范围，对第二峰值信号进行傅里叶变换，例如，对平滑滤波后的第二峰值信号进行傅里叶变换。通常，孕妇的心率频率还是较低的，对应地，包含与孕妇的心率具有映射关系的第二频次的第二频次范围也属于低频部分。
[0143]另在本发明实施例中还设定了第二能量比例，设定该第二能量比例的方式为根据实验数据预先设定。优选的，从70%到90%之间选择一个合适数值作为第二能量比例，例如:选择80%作为第二能量比例。
[0144]进而从傅里叶变换后的低频部分，以第二能量比例确定连续的第二频次范围，该第二频次范围包括与孕妇的心率对应的第二频次。
[0145]需说明的是，通过该第二能量比例确定第二频次范围，是为:执行步骤八124以进一步采用线性调频2变换的方式，精确筛选出一个与孕妇心率对应的第二频次。
[0146]作为本发明实施例一【具体实施方式】，对于对所述第二峰值信号进行的傅里叶变换这一实现方式，为提高运算效率，采用快速傅里叶变换？?I处理所述第二峰值信号，以确定所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围。
[0147]步骤八124，对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频2变换，从所述第二频次范围确定所述第二频次。
[0148]在本实施例中，对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频2变换，通过线性调频2变换进行频谱校正，进一步区分出最大概率的频次，将第二频次范围中最大概率的频次作为第二频次(与孕妇的心率具有映射关系)。
[0149]图5示出了图1中步骤八12的又一种优化工作流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0150]作为本发明一实施例，参见图5，所述采集孕妇的人体生理信号并从所述人体生理信号解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号这一步骤具体包括:步骤八125、步骤八126、步骤八127和步骤八128。
[0151]步骤八125，采集孕妇的脉搏血氧信号。
[0152]在本实施例中，所述胎心率检测仪还包括脉搏血氧信号采集模块；通过该脉搏血氧信号采集模块采集孕妇的脉搏血氧信号。优选的，脉搏血氧信号采集模块采用光电容积传感器实现。
[0153]具体在执行步骤八125采集孕妇的脉搏血氧信号时，将脉搏血氧信号采集模块贴于孕妇的某个便于检测血液流动的身体部位，脉搏血氧信号采集模块生成对应的脉搏血氧信号。例如，孕妇用手指拿住该脉搏血氧信号采集模块，即该脉搏血氧信号采集模块贴于孕妇的手指并检测生成孕妇的脉搏血氧信号。
[0154]步骤八126，从所述脉搏血氧信号中提取出高于第三阈值的第三峰值信号。
[0155]在本实施例中，在一段时间内，由于孕妇的心率是具有峰值的周期信号，因此本实施例为精确确定出与孕妇的心率对应的第二频次，预先根据实验数据设定了第三阈值；优选的，可根据实验数据自适应地修改该第三阈值。
[0156]具体在步骤八126中，为根据所述脉搏血氧信号确定与孕妇的心率对应的第二频次，以已设定的该第三阈值为参数，去除所述脉搏血氧信号中的低于该第三阈值的信号，保留高于该第三阈值的信号。
[0157]作为本实施例一【具体实施方式】，所述对所述第三峰值信号进行傅里叶变换这一步骤之前，所述基于胎心率检测的去噪方法还包括:
[0158]对所述第三峰值信号进行平滑滤波。
[0159]在本【具体实施方式】中，执行完步骤八126，在步骤八127之前，对已去除低于该第三阈值的信号的第三峰值信号进行平滑滤波。优选的，该平滑滤波的具体方式为:将相邻的多个、高于该第三阈值的信号的第三峰值信号进行数值上的平均；更优选地，将相邻的多个、高于该第三阈值的信号的第三峰值信号进行数值上的加权平均。使得步骤八127以平滑滤波后的第三峰值信号进行傅里叶变换。
[0160]步骤八127，对所述第三峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围。
[0161]在本实施例中，为确定与孕妇的多个可能心率具有映射关系的第三频次范围，对第三峰值信号进行傅里叶变换，例如，对平滑滤波后的第三峰值信号进行傅里叶变换。通常，孕妇的心率频率还是较低的，对应地，包含与孕妇的心率具有映射关系的第二频次的第三频次范围也属于低频部分。
[0162]另在本发明实施例中还设定了第三能量比例，设定该第三能量比例的方式为根据实验数据预先设定。优选的，从70%到90%之间选择一个合适数值作为第三能量比例，例如:选择80%作为第三能量比例。
[0163]进而从傅里叶变换后的低频部分，以第三能量比例确定连续的第三频次范围，该第三频次范围包括与孕妇的心率对应的第二频次。
[0164]需说明的是，通过该第三能量比例确定第三频次范围，是为执行步骤八128以进一步采用线性调频2变换的方式，精确筛选出一个与孕妇的心率对应的第二频次。
[0165]作为本发明实施例一【具体实施方式】，对于对所述第三峰值信号进行的傅里叶变换这一实现方式，为提高运算效率，采用快速傅里叶变换？?I处理所述第三峰值信号，以确定所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围。
[0166]步骤八128，对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频2变换，从所述第三频次范围确定出所述第二频次。
[0167]在本实施例中，对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频2变换，通过线性调频2变换进行频谱校正，进一步区分出最大概率的频次，将第三频次范围中最大概率的频次作为第二频次(与孕妇的心率具有映射关系)。
[0168]本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括801/1^1、磁盘、光盘等。
[0169]需要说明的是，本发明实施例提供的基于胎心率检测的去噪方法适用于本发明实施例提供的胎心率检测仪。
[0170]图6示出了本发明实施例提供的胎心率检测仪的组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0171]本实施例提供的胎心率检测仪，如图6所示，所述胎心率检测仪包括超声多普勒模块2、人体生理信号采集模块3和控制模块1 ；
[0172]所述超声多普勒模块2用于:采集胎儿的多普勒频移信号，并向所述控制模块1输出采集到的所述多普勒频移信号；
[0173]所述人体生理信号采集模块3用于:采集孕妇的人体生理信号，并向所述控制模块1输出采集到的所述人体生理信号；
[0174]所述控制模块1包括第一解析单元11、第二解析单元12、比较单元14和信号输出单元13 ；
[0175]所述第一解析单元11用于:从所述超声多普勒模块输出的多普勒频移信号中解析出与胎心率相关的第一频次的信号；
[0176]所述第二解析单元12用于:从所述人体生理信号采集模块输出的人体生理信号解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号；
[0177]所述比较单元14用于；将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果；
[0178]所述信号输出单元13用于:在所述比较单元14得到的比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，返回执行所述第一解析单元；
[0179]所述信号输出单元13还用于:在所述比较单元14得到的比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。
[0180]图7示出了本发明实施例提供的胎心率检测仪的一种优化组成结构，为了便于描述，仅不出了与本发明实施例相关的部分。
[0181]作为本发明一实施例，如图7所示，所述第一解析单元11具体用于:从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次的信号；
[0182]所述信号输出单元13具体用于:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都属于所述预设范围，则滤除具有两个所述第一频次的信号，返回执行所述第一解析单元11 ；
[0183]所述信号输出单元13还包括同时输出单元131和滤除输出单元132 ；
[0184]所述同时输出单元131用于:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，则输出同时具有两个所述第一频次的信号；
[0185]所述滤除输出单元132用于:如果所述第二频次的信号与其中一个所述第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则输出具有另一个所述第一频次的信号。
[0186]图8示出了图6中第一解析单元11的一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0187]作为本发明一实施例，如图8所示，所述第一解析单元11包括:第一峰值信号提取单元111、第一频次范围确定单元112和第一线性调频2变换单元113 ；
[0188]所述第一峰值信号提取单元111用于:从所述超声多普勒模块2输出的多普勒频移信号中提取出高于第一阈值的第一峰值信号；
[0189]所述第一频次范围确定单元112用于:对所述第一峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围；
[0190]所述第一线性调频2变换单元113用于:对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频2变换，从所述第一频次范围确定出所述第一频次。
[0191]图9示出了图6中第一解析单元11的又一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0192]作为本发明一实施例，如图9所示，所述第一解析单元11还包括平滑滤波单元114 ；
[0193]所述平滑滤波单元114用于:对所述第一峰值信号提取单元111提取出的第一峰值信号进行平滑滤波，向所述第一频次范围确定单元112输出平滑滤波后的第一峰值信号，使得所述第一频次范围确定单元112以平滑滤波后的第一峰值信号进行傅里叶变换。
[0194]图10示出了本发明实施例提供的胎心率检测仪的一种优化组成结构，为了便于描述，仅不出了与本发明实施例相关的部分。
[0195]作为本发明一实施例，如图10所示，所述人体生理信号采集模块3包括多普勒血流信号采集模块31 ；
[0196]所述多普勒血流信号采集模块31用于:采集孕妇的多普勒血流信号，向所述控制模块I输出采集到的多普勒血流信号；
[0197]所述第二解析单元12包括:第二峰值信号提取单元121、第二频次范围确定单元122和第二频次确定单元123 ；
[0198]所述第二峰值信号提取单元121用于:从所述多普勒血流信号采集模块31输出的多普勒血流信号中提取出高于第二阈值的第二峰值信号；
[0199]所述第二频次范围确定单元122用于:对所述第二峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围；
[0200]所述第二频次确定单元123用于:对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第二频次范围确定出所述第二频次。
[0201]图11示出了本发明实施例提供的胎心率检测仪的又一种优化组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0202]作为本发明一实施例，如图11所示，所述人体生理信号采集模块3包括脉搏血氧信号采集模块32 ；
[0203]所述脉搏血氧信号采集模块32用于:采集孕妇的脉搏血氧信号，向所述控制模块I输出采集到的脉搏血氧信号；
[0204]所述第二解析单元12还包括:第三峰值信号提取单元124、第三频次范围确定单元125和第二频次确定单元123 ；
[0205]所述第三峰值信号提取单元124用于:从所述脉搏血氧信号采集模块32输出的脉搏血氧信号中提取出高于第三阈值的第三峰值信号；
[0206]所述第三频次范围确定单元125用于:对所述第三峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围；
[0207]所述第二频次确定单元123用于:对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第三频次范围确定出所述第二频次。
[0208]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
【权利要求】
1.一种基于胎心率检测的去噪方法，其特征在于，所述基于胎心率检测的去噪方法包括: 步骤All，采集胎儿的多普勒频移信号，从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的第一频次的信号； 步骤A12，采集孕妇的人体生理信号，从所述人体生理信号中解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号； 步骤A13，将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果； 步骤A14，在所述比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，执行步骤All ； 步骤A15，在所述比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。
2.如权利要求1所述的基于胎心率检测的去噪方法，其特征在于， 所述步骤All具体为:从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次的信号; 所述步骤A14具体为:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都属于所述预设范围，则滤除具有两个所述第一频次的信号，执行步骤All ； 所述步骤A15具体包括: 步骤A151，如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，则输出同时具有两个所述第一频次的信号； 步骤A152，如果所述第二频次的信号与其中一个所述第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则输出具有另一个所述第一频次的信号。
3.如权利要求1或2所述的基于胎心率检测的去噪方法，其特征在于，所述步骤All具体包括: 从所述多普勒频移信号中提取出高于第一阈值的第一峰值信号； 对所述第一峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围； 对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第一频次范围确定出所述第一频次。
4.如权利要求1或2所述的基于胎心率检测的去噪方法，其特征在于，所述步骤A12具体包括: 采集孕妇的多普勒血流信号； 从所述多普勒血流信号中提取出高于第二阈值的第二峰值信号； 对所述第二峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围； 对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第二频次范围确定出所述第二频次。
5.如权利要求1或2所述的基于胎心率检测的去噪方法，其特征在于，所述步骤A12具体包括: 采集孕妇的脉搏血氧信号； 从所述脉搏血氧信号中提取出高于第三阈值的第三峰值信号； 对所述第三峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围； 对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第三频次范围确定出所述第二频次。
6.一种胎心率检测仪，其特征在于，所述胎心率检测仪包括超声多普勒模块、人体生理信号采集模块和控制模块； 所述超声多普勒模块用于:采集胎儿的多普勒频移信号，并向所述控制模块输出采集到的所述多普勒频移信号； 所述人体生理信号采集模块用于:采集孕妇的人体生理信号，并向所述控制模块输出采集到的所述人体生理信号； 所述控制模块包括第一解析单元、第二解析单元、比较单元和信号输出单元； 所述第一解析单元用于:从所述超声多普勒模块输出的多普勒频移信号中解析出与胎心率相关的第一频次的信号； 所述第二解析单元还用于:从所述人体生理信号采集模块输出的人体生理信号解析出与孕妇的心率相关的第二频次的信号； 所述比较单元用于；将所述第一频次的信号与所述第二频次的信号作比较并得到比较结果; 所述信号输出单元用于:在所述比较单元得到的比较结果属于所述预设范围时，滤除所述第一频次的信号，返回执行所述第一解析单元； 所述信号输出单元还用于:在所述比较单元得到的比较结果不属于所述预设范围时，输出所述第一频次的信号。
7.如权利要求6所述的胎心率检测仪，其特征在于， 所述第一解析单元具体用于:从所述多普勒频移信号解析出与胎心率相关的两个第一频次的信号； 所述信号输出单元具体用于:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都属于所述预设范围，则滤除具有两个所述第一频次的信号，返回执行所述第一解析单元； 所述信号输出单元还包括同时输出单元和滤除输出单元； 所述同时输出单元用于:如果所述第二频次的信号与每个所述第一频次的信号的比较结果都不属于所述预设范围，则输出同时具有两个所述第一频次的信号； 所述滤除输出单元用于:如果所述第二频次的信号与其中一个所述第一频次的信号的比较结果属于预设范围，则输出具有另一个所述第一频次的信号。
8.如权利要求6或7所述的胎心率检测仪，其特征在于，所述第一解析单元包括:第一峰值信号提取单元、第一频次范围确定单元和第一线性调频Z变换单元； 所述第一峰值信号提取单元用于:从所述超声多普勒模块输出的多普勒频移信号中提取出高于第一阈值的第一峰值信号； 所述第一频次范围确定单元用于:对所述第一峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第一峰值信号中占第一能量比例的第一频次范围； 所述第一线性调频Z变换单元用于:对所述第一频次范围内的第一峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第一频次范围确定出所述第一频次。
9.如权利要求6或7所述的胎心率检测仪，其特征在于，所述人体生理信号采集模块包括多普勒血流信号采集模块； 所述多普勒血流信号采集模块用于:采集孕妇的多普勒血流信号，向所述控制模块输出采集到的多普勒血流信号； 所述第二解析单元包括:第二峰值信号提取单元、第二频次范围确定单元和第二频次确定单元； 所述第二峰值信号提取单元用于:从所述多普勒血流信号采集模块输出的多普勒血流信号中提取出高于第二阈值的第二峰值信号； 所述第二频次范围确定单元用于:对所述第二峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第二峰值信号中占第二能量比例的第二频次范围； 所述第二频次确定单元用于:对所述第二频次范围内的第二峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第二频次范围确定出所述第二频次。
10.如权利要求6或7所述的胎心率检测仪，其特征在于，所述人体生理信号采集模块包括脉搏血氧信号采集模块； 所述脉搏血氧信号采集模块用于:采集孕妇的脉搏血氧信号，向所述控制模块输出采集到的脉搏血氧信号； 所述第二解析单元还包括:第三峰值信号提取单元、第三频次范围确定单元和第二频次确定单元； 所述第三峰值信号提取单元用于:从所述脉搏血氧信号采集模块输出的脉搏血氧信号中提取出高于第三阈值的第三峰值信号； 所述第三频次范围确定单元用于:对所述第三峰值信号进行傅里叶变换，确定出所述第三峰值信号中占第三能量比例的第三频次范围； 所述第二频次确定单元用于:对所述第三频次范围内的第三峰值信号进行线性调频Z变换，从所述第三频次范围确定出所述第二频次。
【文档编号】A61B8/02GK104382618SQ201410640294
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】刘锦群, 罗崇, 谭娟鹃 申请人:深圳市理邦精密仪器股份有限公司