[发明专利]心脉跳动频谱映射听诊装置的使用方法与装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及听诊的技术领域，具体涉及一种心脉跳动频谱映射听诊装置的使用方法与装置。

背景技术

内科体检经常采用望诊、触诊、听诊和必要的B超、心电图等检测方法。其中，听诊是借助听诊器对器官活动的声音进行放大，并对环境噪声实施阻断，医生根据声音的特性及其变化来诊断相关脏器的病变，广泛应用于心、肺、腹的检测。其中，心音是指由心肌收缩、心脏瓣膜关闭和血液撞击心室壁、大动脉壁等引起的振动所产生的声音。医生用听诊器在胸部可直接听到心音及混杂其中的杂音，据此有利于疾病的早期发现与及时治疗，特别是先天性心脏病、风湿性心脏瓣膜病等诊断。然而，现有听诊器在使用中存在如下不足：

(1)听诊结果的有效性依赖于听诊器的正确使用，需要根据音调高低选择不同的体件，如钟型体件适用于听取低调(低频)声音，膜性体件适用于听取高调(高频)声音。

(2)体内器官或组织运动形成的声音彼此混杂，听诊时要摒除其它声音的干扰，如听心音时要摒除肺音干扰。

(3)血液冲击心室壁、大动脉壁等引起振动所产生的声音可能位于20Hz-20KHz范围外，超出了人耳感知范围，而在人耳听力敏感区之外的声音不容易被医生听到，更不能被辨别。

因此，不同医生通过听诊得出的诊断结果不尽相同，甚至会产生误诊。

鉴于此，本专利提出了一种心脉跳动频谱映射听诊装置使用方法与装置。该方法直接检测心室壁或者血管壁某一个确定位置的跳动，利用超声波的收发对心室壁或者血管壁上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运动波形，即点跳动波。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，辅助医生进行疾病诊断。该装置具有辐射小、结构简单、抗干扰强、声音清晰、使用安全等优点，可广泛用于心脏、脉搏、肺、肠胃等听诊领域。

发明内容

针对听诊中器官活动声音的干扰和超过人耳听觉范围造成识别不清的问题，本发明提出了一种心脉跳动频谱映射听诊装置使用方法与装置，把心室壁或者血管壁选定检测点的跳动波映射到人耳听力敏感区的频率范围并播放出来实现听诊。

一种心脉跳动频谱映射听诊装置使用方法，其听诊头中设置了收发一体的超声波探头阵列，发射探头把电信号转换成超声信号并发射出去，在心室壁或者血管壁选定的检测点处产生反射，部分反射波由邻近的超声波接收探头接收，利用后续的回波分析和几何反演可对检测点位置、结构作出判断，实现位置检测。此外，心脉跳动引起检测点位置随之发生变化，通过连续的位置检测可获得检测点在不同时刻的位置，进而对检测点因位置变化形成的跳动波进行时间和空间的多维检测，得到点跳动波。通过对这个点跳动波进行频谱分析,可以得到该信号的频谱，即各个频率成分和频率分布范围，并求出各个频率成分的能量。根据奈奎斯特的信号采样定理，利用超声波的收发可检测超过人耳听力频段范围(20Hz-20KHz)以外的点跳动波信号。此外，根据人耳的等响度曲线可知，人耳对1KHz-4KHz之间的声音最为敏感，应用频谱映射把点跳动波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内，得到映射声谱，可以把点振动波频谱中听不见和听不清的信号映射到人耳听力敏感区。最后，通过频谱反变换得到映射后的时域序列，利用电声转换器把该信号转变为声音信号并播放出来实现听诊。

一种心脉跳动频谱映射听诊装置使用方法，其中所述几何反演根据发射传感器、接收传感器的位置和信号的传输延时对检测点位置进行反演，确定检测点的空间位置。每个接收传感器可以利用已知的发射信号和自己的接收信号估算出信号传输延时，如果以收、发传感器的位置为焦点，那么检测点位于一个椭球面上，这个椭球面是到这两个焦点的距离之和等于传输延时的所有点构成。每个接收传感器都可以根据估算的传输延时构造一个椭球面，检测点位于这些椭球面上，故检测点是这些椭球面的交点。在数学上通过性能函数的构造把检测点的位置反演转化成一个优化问题并进行求解。

一种心脉跳动频谱映射听诊装置使用方法，其中所述频谱映射负责把点跳动波的频谱映射到人耳听力敏感区的频率范围内。根据奈奎斯特的信号采样定理，利用超声波的收发可检测超过人耳听力频段范围(20Hz-20KHz)以外的点跳动波信号，而人耳对1KHz-4KHz之间的声音最为敏感，这就对应了一个把宽频信号映射到人耳听力敏感区的数学问题。如果把不同频率分量按照相同的比例逐一映射，就可以在人耳听力敏感区得到一个频谱结构相似的信号。

一种心脉跳动频谱映射听诊装置使用方法的具体实现步骤包括：