[发明专利]心脉跳动频谱映射听诊装置的使用方法与装置

权利要求书

1.一种心脉跳动频谱映射听诊装置的使用方法，其特征是直接检测心室壁或者血管壁某一个确定位置的跳动，即在听诊头中通过超声波的收发和回波分析、几何反演对心室壁或血管壁特定检测点的位置进行检测和连续监测，得到该检测点因跳动而形成的点跳动波；通过信号处理方法把该点跳动波映射到人耳听力敏感区，利用电声转换器把这个电信号转变为声音信号并播放出来。

2.根据权利要求1所述的心脉跳动频谱映射听诊装置的使用方法，其特征是具体实现步骤包括：

1)装置参数设置，设置的参数包括：检测点位置、宽频检测信号参数、点振动波反演单元参数、频谱分析参数、频谱映射参数、时频转换参数、通信单元参数和声谱播放参数等；

2)设备状态的自动检测，该步骤所检测的状态包括：柔性听诊头中探头阵列的连接状态，柔性听诊头与处理模块的连接状态，处理模块与耳机的连接状态，通信单元的连接与在线状态，柔性听诊头的电源容量状态；

3)宽频检测信号的产生，处理模块的信号发生单元根据步骤1所设置的宽频检测信号参数产生宽频检测信号；

4)超声波发射，柔性听诊头的通信模块负责接收处理模块产生的宽频检测信号，这个接收信号在发射处理单元中进行放大和D/A转换，通过发射探头转换成超声波并发射出去；

5)超声回波接收，发射的超声波遇到心室壁或血管壁后产生反射形成超声回波，部分超声回波由邻近的超声波探头接收，接收的回波信号在接收处理单元进行放大、A/D转换后保存在数据缓存单元，并通过通信模块发送到处理模块；

6)点跳动波的几何反演，采取回波分析和几何学原理对心室壁和血管壁选定的检测点位置及其变化进行时间和空间的时域反演，得到点跳动波的时域序列x[n]；

7)处理单元对点跳动波时域序列x[n]进行信号处理：

a)预处理：对点跳动波时域序列进行预处理，预处理包括去噪和滤波；

b)频谱分析：对已经进行了预处理的时域序列进行傅里叶变换得到频谱X(e^jω)；

c)频谱映射：把频率分布范围内的频谱映射到人耳听力敏感区的频率范围1KHz-4KHz，得到映射声谱X'(e^jω)；

8)时域转换，通过傅立叶反变换得到序列x′[n]；

9)信号播放，电声转换器对接收的数字信号进行数/模变换，把电信号转变为声音信号并播放出来。

3.一种心脉跳动频谱映射听诊装置，其特征是包括柔性听诊头、处理模块和电声转换器；其中柔性听诊头和处理模块相连接，处理模块和电声转换器相连接；柔性听诊头贴附着在特定听诊部位的体表，负责超声波的发射和接收、数据通信；处理模块负责整个装置的参数设置、数据通信、点振动波反演、信号处理和人机交互；耳机负责模/数变换，并将电信号转换成声信号，实现声音的播放。

4.根据权利要求3所述的心脉运动频谱映射听诊装置，其特征是所述柔性听诊头包括收发一体的超声波探头阵列、发射处理单元、接收处理单元和通信单元，它们固定在柔性电路板上，并采用透声防水材料进行封装，放置在紧邻心脏或血管壁的皮肤外侧并利用耦合剂可紧贴皮肤；其中收发一体的超声波探头阵列由多个超声波探头按一定方式排列并组成阵列，其中一个探头负责超声波发射，其它探头负责超声回波接收；发射处理单元根据设置参数对从处理模块接收的信号进行放大和D/A转换，转换后的电信号通过发射探头转变成超声信号并发射出去；接收处理单元根据设置参数对接收信号进行放大、A/D转换和数据缓存；通信单元负责柔性听诊头与处理模块之间数据和控制信息的传递，采用有线/无线通信模式。

5.根据权利要求3所述的心脉运动频谱映射听诊装置，其特征是所述处理模块包括信号发生单元、主控制器、点振动波反演单元、信号处理单元、人机交互平台、通信单元和数据缓存单元；所述信号发生单元负责宽频检测信号的产生成与驱动，该信号通过通信单元送至柔性听诊头；所述主控制器负责不同单元之间的调度，以保证整个系统正常运行；所述点振动波反演单元负责对产生反射的检测点位置、结构作出判断，对检测点位置的连续检测可对点振动波进行时间和空间的多维检测；所述信号处理单元的功能包括预处理、频谱分析、频谱映射、时域转换，负责对这个点振动波进行频谱分析,然后把该信号频谱映射到人耳听力敏感区的频率范围内，得到映射频谱，通过频域到实域的转换得到可以播放的序列；所述人机交互平台负责人机交互，用于参数设置、控制命令的输入及错误信息的输出；所述通信单元负责柔性听诊头与处理模块之间数据和控制信息的传递，可采用有线/无线通信模式；所述数据缓存单元负责缓存超声回波信号数据、控制参数。