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1、(10)申请公布号 CN 102319064 A (43)申请公布日 2012.01.18 CN 102319064 A *CN102319064A* (21)申请号 201110309679.9 (22)申请日 2011.10.13 A61B 5/024(2006.01) (71)申请人 深圳市理邦精密仪器股份有限公司 地址 518067 广东省深圳市南山区蛇口南海 大道 1019 号南山医疗器械园 B 栋三楼 (72)发明人 饶箭 陈吴笋 曾永华 陈德伟 (74)专利代理机构 深圳市港湾知识产权代理有 限公司 44258 代理人 孙强 (54) 发明名称 一种提高胎心率数据减速识别准确性的。
2、装置 和方法 (57) 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减速识别准确性的装置 及其实现的方法， 本发明通过采用动态阈值面积 法、 连续波峰检测和混合减速检测等方法， 可以有 效地剔除基线变异部分， 准确地识别出每个减速 及其类型， 避免了现有的方法容易造成减速识别 误差大， 不能识别连续减速和剔除基线变异， 不能 识别混合减速等不足。该方案既适合减速独立出 现， 为典型减速的情况， 又适合出现连续减速、 混 合减速的情况。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 11 页 附图 5 页。
3、 CN 102319067 A1/4 页 2 1. 一种提高胎心率数据减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、 胎心率数据减速识别模块和输出 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(n) ； 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(n)， 并且识别出胎心率基线序列 B(n) ； 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。
4、序列 H(n)， 并且对所述的序列 H(n) 进行预处理得到胎 心率数据序列 V(n) ； 所述的胎心率数据减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 B(n) 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)， 根据预设的减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) 进行减速识别， 得到 减速数据段 ； 所述的输出模块与所述的胎心率数据减速识别模块连接， 用于接收胎心率数据减速识 别模块发送的所述的减速数据段， 并进行输出。 2. 根据权利要求 1。
5、 所述的一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置， 其特征在于， 所述的提高胎心率数据减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 心率数据减速校验模块、 胎心率数据减速判断标准设定模块、 胎心率数据减速类型判断模 块、 采集时长设定与判断模块和胎心率数据减速属性计算模块， 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 ； 所述的胎心率数据减速校验模块与所述的胎心率数据减速识别模块和胎心率数据减 速属性计算模块连接， 用于接收所述的胎心率数据减速识别模块发送的减速数据段，。
6、 根据 每个减速的信号损失情况， 校验每个减速序列段是否为真正的减速， 并将校验结果发送到 所述的胎心率数据减速属性计算模块 ； 所述的胎心率数据减速判断标准设定模块与所述的胎心率数据减速识别模块相连接， 用于预先对胎心率数据减速判断标准进行设定， 并发送到胎心率数据减速识别模块 ； 所述的胎心率数据减速类型判断模块与所述的胎心率数据减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减速类型的判断， 并将判断结果发送到胎心率数据减 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。
7、， 若超过设定时长， 则向 胎心率数据采集模块发送超时信号。 3. 所述的胎心率数据减速属性计算模块与所述的胎心率数据减速识别模块和输出模 块连接， 用于接收所述的胎心率数据减速识别模块发送的减速数据段， 并计算每个减速数 据段的持续时间和幅度等减速属性值， 并将计算结果发送到所述的输出模块 ； 根据权利要求1或2所述的一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置， 其特征在于， 权 利 要 求 书 CN 102319064 A CN 102319067 A2/4 页 3 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(n) 进行错误数据处理， 得到有效。
8、胎心 率数据序列 V(n) ； 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(n)。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置， 其特征在 于， 所述的胎心率数据减速识别模块， 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) 中是否有满足预设减速判断标 准的序列段 ； 区分减速与变异单元， 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(n) 中减速和基线变异的序列段 ； 分析减速个数单元， 用于。
9、分析所述满足标准的序列 C(n) 中减速序列段的连续减速个 数。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种提高胎心率数据减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， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行显示 ； 打印单元， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行打印输出 ； 存储单元， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行存储 ； 标识单元， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行标识。 6. 一种提高胎心率数据减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，。
10、 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) ； 步骤 3， 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) ； 步骤 4， 根据预设的减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) 进行减速识别， 得到减速数据段 ； 步骤 5， 将每个所述的减速数据段及其减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减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。
11、一种提高胎心率数据减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 H(n) 进行错误数据处理得到序列 V(n) ； 步骤 32， 对所述的序列 V(n) 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减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(n)、 B(n) 输入到预设的减速判断标准中， 得出序列 C(n) 中满 足减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 权 利 要 求 书 CN 10231906。
12、4 A CN 102319067 A3/4 页 4 没有满足减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 R0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 减速序列段， 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减速标准， 如果其满足减速标准则 为减速序列段， 否则则为基线变异序列段， 其中 R0 为预先设定的参数 ； 步骤 43， 在所述减速序列段。
13、中寻找偏离其对应基线数值不超过阈值 R1 的连续 的序列段， 如果没有满足这样条件的序列段， 则为一个减速， 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减速标准， 如果 能满足， 则独立成为减速， 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减速标准， 如果满足减速标准则此连续数据段为一 个减速， 并继续对后续的片段数据重新进行减速标准分析， 否则基线合并片段直到片段全 部被合并为止， 其中 R1 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减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， 。
14、根据所述的减速数据段， 判断每个减速数据段的信号损失情 况， 校验每个减速序列段是否为真正的减速。 11. 根据权利要求 10 所述的一种提高胎心率数据减速识别准确性的方法， 其特征在 于， 所述的根据所述的减速数据段， 判断每个减速数据段的信号损失情况， 校验每个减速序 列段是否为真正的减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对于每个所述的减速数据段， 根据序列 M(n) 调整减速的起点、 终点的位置， 使起点、 终点都不为插值点， 且离插值点最近 ； c 计算调整后的减速中的信号损失程度， 如果超过阈值。
15、， 则撤销该减速的资格， 否则保留减速的资格， 其中为预先设定的参数。 12. 根据权利要求 6 或 10 所述的一种提高胎心率数据减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， 计算每个所述的减速数据段的减速属性值。 13. 根据权利要求 12 所述的一种提高胎心率数据减速识别准确性的方法， 其特征在 于， 所述的计算每个所述的减速数据段的减速属性值， 还进一步包括 ： 权 利 要 求 书 CN 102319064 A CN 102319067 A4/4 页 5 步骤 51， 根据每个减速的起点、 终点计算持续时间， 计算减速中偏离基线的 最大幅度， 并记录该点 （波峰。
16、点） 的位置； 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， 则不判断减速的类型， 如果采集了宫缩数据， 则根据预设减速类型判断条件判断所述的减速数据段是否为早发减 速和 / 或迟发减速和 / 或变化减速和 / 或延长减速。 14. 根据权利要求 6 所述的一种提高胎心率数据减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 ： 将减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减速识别准确性的方法， 其特征在于， 步骤 4 中所述的预设的减速判断标准， 进一步包括 ： 第一 。
17、： 该段胎心率曲线必须都在胎心率基线之下 ； 第二 ： 在胎心率基线之下的持续时间必须大于等于阈值； 第三 ： 偏离基线的最大幅度必须大于等于阈值； 第四 ： 设该段胎心率曲线及其对应的基线段分别为、， 将与作 差， 得到序列段， 对采用步长为的等分的复化梯形公式得到面积， 必须 大于等于动态阈值和静态阈值中的最小值 ； 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减速数据段， 其中 A0、 T0、 、 是预先设定的参数。 权 利 要 求 书 CN 102319064 A CN 102319067 A1/11 页 6 一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置和方法 技术领域 000。
18、1 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减速识别准 确性的装置及其实现的方法。 背景技术 0002 胎心率减速是在分娩期中用来为判定胎儿安危提供参考和分析的最简单有效的 方法， 在整个产程的进展中， 大约有 50% 70% 的产例会出现胎心率减速， 其代表情形是早 发减速、 迟发减速及变化减速。 早发减速一般作为胎头受压所致的现象的参考， 与胎儿缺氧 关系不大， 但如果频发于产程早期， 也应考虑脐带受压胎儿缺氧的可能 ； 迟发减速一般作为 由于缺氧导致迷走神经亢进及 / 或对心肌的抑制所致的参考， 主要发生在子宫 - 胎盘血流 量减少， 及胎盘功能低下等所造成的胎儿缺。
19、氧时 ； 变化减速主要作为由脐带受压引起， 当出 现重度变化减速或不典型变化减速时提示胎儿窘迫的参考。 0003 目前临床医学上对胎心率减速及其类型的判断没有统一的量化标准， 这导致临床 上自动识别胎心率减速数据的方法主要是根据各类减速的持续时间、 下降幅度等的经验参 数设定的减速标准来计算， 即首先通过胎监模块采集到胎心率数据并识别出胎心率基线， 然后根据临床上减速的经验参数设定标准去计算基线之下减速的个数以及每个减速的持 续时间、 幅度、 类型等。但在临床应用中这种按照经验参数去识别减速的方法有以下缺点 ： 一是实际临床环境中减速的类型多种多样， 经验参数既不一定准确也无法覆盖到所有情 况。
20、， 会导致减速识别数据的误差大 ； 二是这种方法不能识别连续减速和剔除基线变异部分， 造成识别出的减速数据个数比实际偏少以及将基线变异部分算在减速中去 ； 三是在产程中 有可能会出现多种减速类型的混合， 这种方法对采集的每一个减速数据只能识别出一种类 型， 不能识别混合减速数据的情况。 0004 经验参数不能满足自动识别减速的要求， 本发明的目的是为了克服现有的胎心率 减速自动识别方法识别出的减速误差大， 不能识别连续减速和剔除基线变异， 不能识别混 合减速等不足， 通过采用动态阈值面积法、 连续波峰检测和混合减速检测等算法， 可以有效 地剔除基线变异部分， 准确地识别出每个减速及其类型。 发。
21、明内容 0005 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减速识别准确性的装 置和方法。 0006 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 ： 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 率数据减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(n) ； 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 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A2/11 页 7 心率数据采集模块发送的胎心率数据序列 H(n)， 并且识别出胎。
22、心率基线序列 B(n) ； 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 H(n)， 并且对所述的序列 H(n) 进行预处理得到胎 心率数据序列 V(n) ； 所述的胎心率数据减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 B(n) 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)， 根据预设的减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) 进行减速识别， 得到 减速数据段 ； 所述的输出。
23、模块与所述的胎心率数据减速识别模块连接， 用于接收胎心率数据减速识 别模块发送的所述的减速数据段， 并进行输出。 0007 作为本发明进一步的技术方案， 所述的提高胎心率数据减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、 胎心率数据减速校验模块、 胎心率数据减速判断标准设定模块、 胎心率数据减速类型判 断模块、 采集时长设定与判断模块和胎心率数据减速属性计算模块， 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 ； 所述的胎心率数据减速校验模块与所述的胎心率数据减速识别模块和。
24、胎心率数据减 速属性计算模块连接， 用于接收所述的胎心率数据减速识别模块发送的减速数据段， 根据 每个减速的信号损失情况， 校验每个减速序列段是否为真正的减速， 并将校验结果发送到 所述的胎心率数据减速属性计算模块 ； 所述的胎心率数据减速判断标准设定模块与所述的胎心率数据减速识别模块相连接， 用于预先对胎心率数据减速判断标准进行设定， 并发送到胎心率数据减速识别模块 ； 所述的胎心率数据减速类型判断模块与所述的胎心率数据减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减速类型的判断， 并将判断结果发送到胎心率数据减 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。
25、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。 0008 所述的胎心率数据减速属性计算模块与所述的胎心率数据减速识别模块和输出 模块连接， 用于接收所述的胎心率数据减速识别模块发送的减速数据段， 并计算每个减速 数据段的持续时间和幅度等减速属性值， 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(n) 进行错误数据处理， 得到有效胎心 率数据序列 V(n) ； 插值处理单元， 。
26、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(n)。 0009 作为本发明更进一步的技术方案， 所述的胎心率数据减速识别模块， 还进一步包 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A3/11 页 8 括， 标准比较单元， 用于判断所述的胎心率数据序列 C(n) 中是否有满足预设减速判断标 准的序列段 ； 区分减速与变异单元， 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(n) 中减速和基线变异的序列段 ； 分析减速个数单元， 用于分析所述满足。
27、标准的序列 C(n) 中减速序列段的连续减速个 数。 0010 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， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行显示 ； 打印单元， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行打印输出 ； 存储单元， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行存储 ； 标识单元， 用于将识别到的减速数据段及其属性值进行标识。 0011 本发明一种提高胎心率数据减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。
28、序列 B(n) ； 步骤 3， 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) ； 步骤 4， 根据预设的减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) 进行减速识别， 得到减速数据段 ； 步骤 5， 将每个所述的减速数据段及其减速属性值的计算结果进行输出。 0012 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。 0013 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 H(n) 进行错误数据处理得到序。
29、列 V(n) ； 步骤 32， 对所述的序列 V(n) 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(n)、 B(n) 输入到预设的减速判断标准中， 得出序列 C(n) 中满 足减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 有满足减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 R0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 减速序列段， 如果中有满足。
30、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 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A4/11 页 9 成为若干个片段， 记为对判断是否满足减速标准， 如果其满足减速标准则 为减速序列段， 否则则为基线变异序列段， 其中 R0 为预先设定的参数 ； 步骤 43， 在所述减速序列段中寻找偏离其对应基线数值不超过阈值 R1 的连续 的序列段， 如果没有满足这样条件的序列段， 则为一个减速， 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减速标准， 如果 能满足， 则独立成。
31、为减速， 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减速标准， 如果满足减速标准则此连续数据段为一 个减速， 并继续对后续的片段数据重新进行减速标准分析， 否则基线合并片段直到片段全 部被合并为止， 其中 R1 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， 根据所述的减速数据 段， 判断每个减速数据段的信号损失情况， 校验每个减速序列段是否为真正的减速 ； 作为本发明更进一步的技术方案， 所述的根据所述的减速数据段， 判断每个减速数据 段的信号损失情况， 校验每个减速序列段是否为真正的减速的步骤进一步包括 ： a. 比较所述。
32、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对于每个所述的减速数据段， 根据序列 M(n) 调整减速的起点、 终点的位置， 使起点、 终点都不为插值点， 且离插值点最近 ； c 计算调整后的减速中的信号损失程度， 如果超过阈值， 则撤销该减速的资格， 否则保留减速的资格， 其中为预先设定的参数。 0014 作为本发明更进一步的技术方案， 所述的步骤 5 之前还包括， 计算每个所述的减 速数据段的减速属性值 ； 作为本发明更进一步的技术方案， 所述的计算每个所述的减速数据段的减速属性值， 还进一步包括 ： 步骤 51， 根据每个减速的起点、 终点计算持。
33、续时间， 计算减速中偏离基线的 最大幅度， 并记录该点 （波峰点） 的位置。 0015 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， 则不判断减速的类 型， 如果采集了宫缩数据， 则根据预设减速类型判断条件判断所述的减速数据段是否为早 发减速和 / 或迟发减速和 / 或变化减速和 / 或延长减速。 0016 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 ： 将减速数据段和属 性值计算结果进行显示和 / 或打印和 / 或存储和 / 或标识。 0017 作为本发明更进一步的技术方案， 步骤 4 中所述的预设的减速判断标准， 进一步 包括 ： 第一 ： 该段胎心率曲。
34、线必须都在胎心率基线之下。 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A5/11 页 10 0018 第二 ： 在胎心率基线之下的持续时间必须大于等于阈值。 0019 第三 ： 偏离基线的最大幅度必须大于等于阈值。 0020 第四 ： 设该段胎心率曲线及其对应的基线段分别为、， 将与 作差， 得到序列段， 对采用步长为的等分的复化梯形公式得到面积， 必须大于等于动态阈值和静态阈值中的最小值。 0021 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减速数据段， 其中 A0、 T0、 、 是预先设定的参数。 0022 本发明通过采用动态阈值面积法、 连续波峰。
35、检测和混合减速检测等方法， 可以有 效地剔除基线变异部分， 准确地识别出每个减速及其类型， 避免了现有的方法容易造成减 速识别误差大， 不能识别连续减速和剔除基线变异， 不能识别混合减速等不足。 该方案既适 合减速独立出现， 为典型减速的情况， 又适合出现连续减速、 混合减速的情况。 附图说明 0023 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。 0024 图 1 为本发明一种提高胎心率数据减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减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减速识别准确性的装置的一种实施。
36、例架构图 ； 图 4 为本发明一种提高胎心率数据减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减速识别效果图 ； 图 8 为胎心率数据序列的减速校验效果图 ； 图 9 为胎心率数据序列的有宫缩数据时减速类型识别的效果图。 具体实施方式 0025 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。 0026 用于胎心率减速自动识别的技。
37、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 ( 包括对胎心率数据减速的识别等等 )、 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 n 分钟的胎心率数据， 得到胎心率数据序列 H(n)， 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 说 明 书 CN 102319064 A C。
38、N 102319067 A6/11 页 11 分钟的胎心率数据。 0027 102. 对采集的胎心率数据进行基线识别 ； 根据序列 H(n)， 采用低通滤波方法识别出胎心率基线数据序列 B(n)， 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 H(n) 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。 0028 103. 对采集的胎心率数据进行预处理 ； 对序列 H(n) 依次。
39、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。 0029 104. 根据预设的减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 减速识别， 得到减速数据段 ； 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减速和基线变异的序列段， 并分析减速序列段的连续减速个数。 0030 105. 计算每个减速数据段的减速属性值 ； 根据每个减速的起点、 终点计算其持续时间， 计算减速中偏离基线的最大幅度值。 0031 106. 将减速数据段和计算结果输出 ； 本实施例优选为将识别到的减速数据段和。
40、计算结果进行显示和 / 或打印和 / 或存储。 0032 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减速 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。 0033 101. 进行胎心率数据采集， 得到胎。
41、心率数据序列 H(n) ； 上位机采集 n 分钟的胎心率数据， 得到胎心率数据序列 H(n)， 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。 0034 102. 对序列 H(n) 进行胎心率基线识别得到序列 B(n) ； 根据序列 H(n)， 采用低通滤波方法识别出胎心率基线 B(n)， 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 H(n) 进行数据处理， 如错误数据 处理、 均值滤波、 。
42、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。 0035 1031. 对 H(n) 进行错误数据处理得到序列 V(n) ； 对序列 H(n) 进行错误数据处理， 得到有效胎心率数据序列 V(n)， 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。 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A7/11 页 12 0036 1032. 对 V(n) 进行插值处理得到序列 C(n) ； 对序。
43、列 V(n) 中无效数据部分采用线性插值方法进行拟合， 得到序列 C(n)， 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。 0037 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 等等。 0038 1041. 序列 C(n) 中。
44、是否有满足预设减速判断标准的序列段 ； 在本实施例中优选预设的减速判断标准为 ： 对于一段胎心率曲线， 必须满足以下全部条件才能确定为减速 ： 第一 ： 该段胎心率曲线必须都在胎心率基线之下。 0039 第二 ： 在胎心率基线之下的持续时间必须大于等于阈值。 0040 第三 ： 偏离基线的最大幅度必须大于等于阈值。 0041 第四 ： 根据复化数值积分原理对该段胎心率曲线求面积， 其过程为 ： 设该段 胎心率曲线及其对应的基线段分别为、， 将与作差， 得到序列段 ， 对采用步长为的等分的复化梯形公式得到面积， 必须大于等于动态阈 值和静态阈值中的最小值。 0042 该判断条件丰富了判断的标准，。
45、 使得判断更加准确， 其中参数 A0、 T0、 、 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。 0043 将序列C(n)、 B(n)输入到减速判断标准中， 得出C(n)中满足减速标准的各个序列 段的集合以及其对应的基线序列段集合， 如果没有满足减速标准的序列 段， 则说明该胎心率曲线中没有减速， 此时即可结束胎心率减速的识别， 重新回到对胎心率 数据的采集。 0044 1042.根据满足标准的序列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(n) 中减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。
46、 R0的连续的序列段， 如果中没有满足此条件的序列段， 则序列 段为一个或者连续减速组成， 将在下一步用连续波峰检测算法分析减速个数 ； 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 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A8/11 页 13 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， 对判断是否满足减速标准， 如果其满足 减速标准则为一个或者由连续减速组成， 将在下一步用连续波峰检测算法分析减速 的个数 ； 如果其不满足减速标准， 则为基线变异部分， 通过这一步可以区分减速和基 线变异部分。。
47、 0045 1043. 分析减速序列段的连续减速个数 ； 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 R1 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 R1)， 则 为一个减速 ； 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减速标准， 如果能满足， 则独立成为减 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 是否满足减速标准， 如果满足减速标准则此连续数据段为一个减速， 并继续对后续的片段 数据重新进行减速标准分。
48、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 连续减速识别出来。图 7 为减速识别效果图， 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减速曲线段。 0046 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减速 识别， 到本步骤为止已经可以完成本发明对减速数据段进行识别， 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减速校 验步骤。 0047 107. 根据每个减。
49、速的信号损失情况， 校验每个减速序列段是否为真正的减速 ； 如上步骤中的减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。 本步中要对减速进行校验， 分析每个预减速中的信号损失， 以决定一个预减速是否被 保留、 拆分， 最终得到真正的减速。该步骤还包括以下处理过程 ： 第一步 ： 比较序列 V(n) 和 C(n)， 对有插值的位置做标记， 得到标记序列 M(n)。 0048 第二步 ： 对于每个减速， 根据序列 M(n) 调整减速的起点、 终点的位置， 使起点、 终 点都不为插值点， 且离插值点最近。 0049 第三步 ： 计算调整后的减速中的信号损失程度， 信号损失度为胎心率减速曲线 说 明 书 CN 102319064 A CN 102319067 A9/11 页 14 数据中无效值的个数及(等同于插值点的个数)占整体的比例， 如果超过阈值， 则撤销 该减速的资格 ； 否则保留减速的资格。图 8 为减速校验效果图， 图中箭头图标表示减速。 0050 105、 计算各个减速的持续时间、 幅度和 / 或类型 ； 根据每个减速的起点、 终点计算其。