一种结合心音的超声频谱包络峰识别的方法

摘要

本发明提供了一种结合心音的超声频谱包络峰识别的方法，其步骤为同时采用多普勒超声探头及心音探头，在人体相关部位同步采集心排量信号和心音信号，两者信号输入到计算机做处理。计算机将心排量信号和心音信号相结合自动分析出有效峰并包络，然后计算心排量参数和心音参数。本发明能更加有效的提取真实峰，同时通过对有效包络峰的计算得出能够反映心功能的相关参数。本发明亦能够有效的得出频谱包络峰的多项参数，能够真实的反映人体心功能的基本生理状况和变化。

主权项

1.一种结合心音的超声频谱包络峰识别的方法，其特征在于，步骤为：步骤1、结合心音的超声多普勒频谱分析：步骤1.1、在超声探头采集信号的同时采集心音信号，对于实时信号，每次从超声硬件模块得到一段新的IQ信号超声数据，在计算机中计算多普勒频谱，过程是先对IQ信号做傅立叶变换，然后计算幅值，得到一维的频谱数组；步骤1.2、对频谱数组做包络计算，得到当前频谱数组的包络点，为了时间域上包络的连贯性，需将当前频谱数组的包络点结合时间域上前至少5个包络点做平滑处理，得到新的平滑包络点；步骤1.3、在处理超声数据的同时处理心音数据，在频域上使用起始频率约为180Hz的布莱克曼窗高通滤波器将采集到的心音数据做滤波，得到心音波形；步骤1.4、对通过步骤1.2得到的至少50个平滑包络点作为一个点集做波峰识别，通过值比较先找到点集中的最大值点，若最大值点前的所有点使用最小二乘法直线拟合后所得直线斜率大于1，最大值后的点使用最小二乘直线拟合所得直线斜率大于-1，则认为识别到波峰，如未识别到波峰则返回步骤1.2计算下一个时间域上的频谱数组的平滑包络点的点集，如识别到波峰，则进入下一步；步骤1.5、对步骤1.4识别到的超声频谱的波峰和步骤1.3得到的心音波形的波峰做时间差计算，采用峰起点或峰顶点做时间差计算，若最终得到的时间差小于0.2ms范围，则认为该识别到的超声频谱的波峰是有效峰，否则认为是伪峰；步骤2、计算参数步骤2.1、计算血液流速v：公式为：其中，c是超声在人体中的声速，f_d是超声发射频率和接收频率的频移，f是发射频率，θ为探头与血管的角度；步骤2.2、计算心搏距离：心搏距离由步骤1.5得到的超声频谱的有效峰的积分面积(速度时间积分)得到，公式为：其中，s为心搏距离，t₁为波峰起始时刻，t₂为波峰结束时刻，v(t)为速度随时间变化函数，在图像上反映即为包络；步骤2.3、计算心排量，公式为：co＝s·hr·xsa；其中，hr为心率，由60秒和单个心音波形的波峰的时间比值得到，xsa是人体动脉血管的截面积，co为输出的心排量。