[发明专利]一种胎心率信号处理方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及胎心信号处理领域，尤其涉及一种胎儿心率信号处理方法及装置。

背景技术

[0002] 胎心率检测在临床诊断中具有重要的意义，尤其是对围产期胎心率的监测，有助于提高胎儿分娩质量，降低胎儿畸形率和死亡率。胎心率检测大致有两种方式，一种是直接法，这种方法是利用螺旋电极勾到胎儿头皮获取心率信号，属于有创的，并且要等到孕妇破膜之后，宫口开到一定程度时才能使用，有一定的局限性；另一种是间接法，目前用的最多的是超声波多谱勒心率检测法，它是通过利用回声和多普勒原理，提取出超声多普勒的频移信号，从而得到胎心包络信号，由此求得胎心的一种方法具有无损伤性和操作简单等优点，得到了广泛的应用。

一个典型的基于超声多普勒获取心率的方法是利用对采集的包络信号进行自相关处理，然后基于自相关结果序列求得信号的周期，进而得到胎儿心率。

自相关函数的公式描述为：

在信息分析中，通常将自相关函数称之为自协方差方程。用来描述信息在不同时间τ的信息函数值的相关性。

自相关具有使能使周期信号得到加强而随机噪声被减弱的特性，在一定程度上可以减少干扰对信号的影响，理论上，自相关结果序列的第一主峰就对应信号周期。但是由于人体是一个复杂的运动环境，尤其是围产期胎儿本身的心跳就比较弱，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，如果只依赖自相关结果序列求得信号周期，有时候很难得到正确的胎心周期，从而有可能导致胎心的减半或加倍现象，给医生的诊断造成困扰。

相对时域的处理方法来说，频域的处理方法实时性不强，但是抗干扰能力比较强，得到的结果要更稳定，常用的求取频域的方法是FFT和CZT。

理论上，FFT就可以得到比较精确的频率，但是由于FFT固有的频率分辨率与计算量之间的矛盾也限制了它的应用，即要提高FFT的频率分辨率，需要增加分析的采样点数，而这将大大增加计算量。因此，我们可以先用FFT对信号频谱进行粗略的估计，获取需要细化分析的窄带频谱范围，再在该窄带范围内进行频域细化分析，以获得满足精度要求的频谱。

CZT是一种典型的频域细化的方法，它可以在Z平面单位圆上取一个自定义的弧段，只在该弧段上进行序列Z变化的均匀取样，而且取样间隔也可以自由确定，如果所取弧段对应于待细化的窄带，则CZT就是窄带中个频率点处的频谱值。因此，CZT适合窄带高分辨率的计算。

从上面的论述可以看出，时域有实时性的优势，频域有稳定性的优势。

目前，现有的方法都是在时域对信号进行自相关处理，进而求得胎心率，虽然在实时性方面满足临床要求，但是在稳定性方面性能不佳，在临床中，当信号不好的情况下，时常会出现减半和加倍的现象。因此，在本专利中，我们将时域处理和频域处理结合起来，应用在胎儿监护仪上，进而得到一种即能满足实时性要求，又有较好稳定性的胎心率处理方法，它可以得到更加准确、可靠的胎儿心率，减少临床上胎心减半或加倍的现象，减少由此导致医生误诊而引发的医疗事故。

发明内容

本发明提供一种更准确地获取胎心率的方法及其实现装置，它能提供更准确、可靠的胎儿心率，特别是在信号比较差的情况下，对于胎心率的加倍和减半有很好的抑制作用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种胎心率信号处理方法，包括以下步骤：

．采集胎心多普勒包络信号；

．对采集的胎心多普勒包络信号进行去噪、滤波处理，得到预处理信号；

．所述预处理信号分为两路信号，一路经过频域分析，另一路经过时域分析；

．对时域分析后确定的胎心信号的初步周期与根据频域分析求得的信号频率进行换算比较，根据比较结果，确认胎心信号的周期；

．对得到的胎心信号的周期进行折算，求取胎儿心率。

进一步地，所述频域分析步骤和时域分析步骤不分先后且可同时进行。

进一步地，所述频域分析步骤为：

′．判断上述预处理信号是否丢失，若丢失，则返回步骤．重新采集胎心多普勒包络信号，若未丢失，则

′．对预处理信号做FFT运算；

′．对经FFT运算后的信号进行峰值检测，找出测定频率段内的测定极大值点，定位信号的频率范围；

′．在上述定位的信号频率范围内对预处理信号进行CZT运算；

′．对做完CZT运算后的频率数据进行求极值处理，找出极大值，求得信号频率。

进一步地，所述时域分析步骤为：

′．对预处理信号进行自相关处理，得到自相关结果序列；