一种基于智能移动终端的胎心率检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种基于智能移动终端的胎心率检测方 法。
【背景技术】
[0002] 胎心检测是通过监测胎心率的变化来评价胎儿宫内安危的一种常用的胎儿监护 方法，有助于提高胎儿分娩质量，降低胎儿畸形率和死亡率。国际上最常用的一种无创监测 方法即超声多普勒法，它具有探测灵敏度高、使用方便、对胎儿影响低等优点。
[0003] 自相关法是超声多普勒测量胎儿心率中最常用的方法，其利用自相关函数的周期 与信号周期一致的特点，找出自相关函数的周期，即可得到胎儿心率值。信号的自相关函 数是信号的延时信号与该信号本身之间的相似性度量，自相关函数具有以下的特点：
[0004] 1)周期信号的自相关函数也是周期的，且两者周期相等；
[0005] 2)蕴含在有用信号中噪声的自相关函数，随着延时值的增加，会出现比有用信号 自相关函数更快的衰减。
[0006] 当延时量T等于0或等于整数倍的信号周期，信号的自相关函数在T点处取得峰 值。这样，通过寻找信号自相关函数中极大值点的位置，并计算出两个相邻极大值点的序列 长度，就可以获得被噪声污染的信号中蕴含的周期性。
[0007] 由于胎儿本身的心跳比较弱，再加上母体环境的干扰，超声回波信号成分比较复 杂，干扰大。因此，采集的信号有时干扰较多，此时，单纯采用自相关算法得到的自相关函 数，在周期检测时，容易造成周期的加倍或减半。
[0008] 此外，现有的胎心仪受到外型大小、成本、功耗等因素的限制，其处理模块往往由 简单的MCU构成，无法做到大数据处理，因而数据处理速度受限，精度达不到很高的要求。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于智能移动终端的胎 心率检测方法，依托智能移动终端强大的数据处理能力，对胎心信号进行处理得到准确、可 靠的胎儿心率，特别是在信号差的情况下。
[0010] 一种基于智能移动终端的胎心率检测方法，包括如下步骤：
[0011] (1)利用智能移动终端通过音频接口接收胎心仪提供的胎心信号；
[0012] (2)对所述的胎心信号进行预处理得到胎心多普勒包络信号序列；
[0013] (3)对所述的胎心多普勒包络信号序列进行自相关分析，得到有偏自相关序列和 无偏自相关序列；
[0014] (4)对所述的有偏自相关序列和无偏自相关序列进行对比判断处理，以求取得到 胎心率。
[0015] 所述的步骤（2)至（4)均由智能移动终端内部处理器实现处理；所述的智能移动 终端可以为智能手机或平板电脑。
[0016] 所述的步骤（2)对胎心信号进行预处理的具体步骤如下：
[0017] 2. 1对所述的胎心信号进行A/D采样，得到胎心信号的采样值序列；
[0018] 2. 2对所述的采样值序列进行降采样处理，得到降采样值序列；
[0019] 2. 3对所述的降采样值序列进行绝对值处理，得到整流值序列；
[0020] 2. 4对所述的整流值序列进行滑动平均滤波处理，得到胎心多普勒包络信号序列。
[0021] 所述的步骤2. 4中通过以下公式对整流值序列进行滑动平均滤波处理：
[0022]
【主权项】
1. 一种基于智能移动终端的胎心率检测方法，包括如下步骤： (1) 利用智能移动终端通过音频接口接收胎心仪提供的胎心信号； (2) 对所述的胎心信号进行预处理得到胎心多普勒包络信号序列； (3) 对所述的胎心多普勒包络信号序列进行自相关分析，得到有偏自相关序列和无偏 自相关序列； (4) 对所述的有偏自相关序列和无偏自相关序列进行对比判断处理，以求取得到胎心
2. 根据权利要求1所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤（2)至（4)均由 智能移动终端内部处理器实现处理；所述的智能移动终端为智能手机或平板电脑。
3. 根据权利要求1所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤（2)对胎心信号 进行预处理的具体步骤如下： 2. 1对所述的胎心信号进行A/D采样，得到胎心信号的采样值序列； 2. 2对所述的采样值序列进行降采样处理，得到降采样值序列； 2. 3对所述的降采样值序列进行绝对值处理，得到整流值序列； 2. 4对所述的整流值序列进行滑动平均滤波处理，得到胎心多普勒包络信号序列。
4. 根据权利要求3所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤2. 4中通过以下 公式对整流值序列进行滑动平均滤波处理：
其中：C(n+i)为整流值序列中的第n+i个数值，D(n)为胎心多普勒包络信号序列中的 第η个信号值，η为大于O的自然数，m为滑动信号窗口的预设长度。
5. 根据权利要求1所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤⑶对胎心多普 勒包络信号序列进行自相关分析的具体步骤如下： 3. 1对所述的胎心多普勒包络信号序列进行快速傅里叶变换运算，得到复数序列； 3. 2对所述的复数序列进行模平方运算处理，得到对应的模平方序列； 3. 3对所述的模平方序列进行快速傅里叶反变换运算，得到有偏自相关序列； 3. 4根据所述的有偏自相关序列计算出对应的无偏自相关序列。
6. 根据权利要求5所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤3. 2中通过以下 公式对复数序列进行模平方运算处理： R(k)=D*(k)D(k) = I D(k) I 2 其中：R (k)为模平方序列中的第k个数值，D (k)为复数序列中的第k个复数，D#(k)为 D (k)的共轭复数，I D (k) I为D (k)的模，k为自然数且1彡k彡N，N为胎心多普勒包络信 号序列的信号值个数。
7. 根据权利要求5所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤3. 4中通过以下 公式计算无偏自相关序列：
其中：RxxlU)和Rxx2U)分别为有偏自相关序列和无偏自相关序列中的第j个数值，N 为胎心多普勒包络信号序列的信号值个数，j为自然数且I < j < N。
8. 根据权利要求3所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤（4)对有偏自相 关序列和无偏自相关序列进行对比判断处理的具体过程如下： 4. 1从有偏自相关序列中确定出两个相邻峰值之间的序列间隔长度n1; 4. 2从无偏自相关序列中确定出两个相邻峰值之间的序列间隔长度n2; 4. 3根据所述的序列间隔长度化和η 2，计算出对应的时间间隔1\和T 2; 4. 4根据所述的时间间隔1\和T 2，判断求取得到所述的胎心率。
9. 根据权利要求8所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤4. 3中使所述的 序列间隔长度化和η 2分别除以降采样的频率，得到对应的时间间隔T JP T 2。
10. 根据权利要求8所述的胎心率检测方法，其特征在于：所述的步骤4. 4中根据以下 关系判断求取胎心率： 若!\= Τ2,则胎心率F = 60/Τ1; 若T1= 2Τ 2,则胎心率F = 60/Τ2; 若 T1= T 2/2,则胎心率 F = 60/Τ1; 其他情况下，胎心率F = GOA1。
【专利摘要】本发明公开了一种基于智能移动终端的胎心率检测方法，其利用智能移动终端对通过音频接口输入的胎心信号进行处理，包括A/D采样、降采样、整流、滑动平均滤波、有偏估计自相关求取、无偏估计自相关求取、胎心率值判断选取等操作之后获得胎心率。本发明利用智能移动终端强大的数据处理能力，运行改进的胎心率检测算法，提高测量精度，减少反应时间，增加检测结果稳定性；同时精简了超声多普勒检测终端的硬件结构，降低了功耗和成本。同时本发明对传统自相关算法进行改进，结合无偏估计的自相关算法来加强主峰的正确判断，克服了易出现倍频的缺点，提高了算法的准确度和稳定性。
【IPC分类】A61B8-02, G06F19-00
【公开号】CN104873222
【申请号】CN201510233390
【发明人】姚剑, 潘慧炜, 戴霄鹏, 姚志邦, 黄海
【申请人】浙江铭众生物医学创业投资有限公司, 浙江铭众生物医用材料与器械研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月8日