CN102319064A - 一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置和方法 - Google Patents

一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置和方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

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
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
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。
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，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。
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。
发明内容
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。
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。
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。
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，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)。
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，用于分析所述满足标准的序列C(n)中减速序列段的连续减速个数。
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。
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。
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。
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
Figure 2011103096799100002DEST_PATH_IMAGE006
与
Figure 2011103096799100002DEST_PATH_IMAGE008
作差，得到序列段
Figure 2011103096799100002DEST_PATH_IMAGE010
，在序列段
Figure 370648DEST_PATH_IMAGE010
中寻找不超过阈值R 0 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
Figure 587368DEST_PATH_IMAGE006
中有满足此条件的序列段，则
Figure 401740DEST_PATH_IMAGE006
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
Figure 2011103096799100002DEST_PATH_IMAGE012
，所述的基线变异部分将
Figure 345907DEST_PATH_IMAGE006
分割成为若干个片段，记为
Figure DEST_PATH_IMAGE014
对判断是否满足减速标准，如果其满足减速标准则
Figure 550623DEST_PATH_IMAGE016
为减速序列段，否则则为基线变异序列段，其中R 0  为预先设定的参数；
步骤43，在所述减速序列段
Figure 936474DEST_PATH_IMAGE016
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
Figure 605353DEST_PATH_IMAGE016
为一个减速，如果有满足这样条件的序列段，则记为
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，然后分析每个分段
Figure DEST_PATH_IMAGE020
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
Figure 415363DEST_PATH_IMAGE020
合并到片段
Figure 152375DEST_PATH_IMAGE020
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
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，如果
Figure 862711DEST_PATH_IMAGE022
超过阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，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。
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
Figure DEST_PATH_IMAGE026
、终点计算持续时间
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，计算减速中偏离基线的最大幅度
Figure DEST_PATH_IMAGE032
，并记录该点（波峰点）的位置
Figure DEST_PATH_IMAGE034
。
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。
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。
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
Figure DEST_PATH_IMAGE036
必须大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE038
。
第三：偏离基线的最大幅度
Figure DEST_PATH_IMAGE040
必须大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE042
。
第四：设该段胎心率曲线及其对应的基线段分别为
Figure 848695DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 310769DEST_PATH_IMAGE008
，将
Figure 954240DEST_PATH_IMAGE008
与作差，得到序列段
Figure 956011DEST_PATH_IMAGE010
，对
Figure 242284DEST_PATH_IMAGE010
采用步长为的等分的复化梯形公式得到面积
Figure DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure 677945DEST_PATH_IMAGE046
必须大于等于动态阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE048
和静态阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE050
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、
Figure 574225DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure DEST_PATH_IMAGE052
是预先设定的参数。
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。
附图说明
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。
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
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。
用于胎心率减速自动识别的技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分钟的胎心率数据。
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。
103.对采集的胎心率数据进行预处理；
对序列H(n)依次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。
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。
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。
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计算结果进行显示和/或打印和/或存储。
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。
101. 进行胎心率数据采集，得到胎心率数据序列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。
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、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。
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。
1032. 对V(n)进行插值处理得到序列C(n)；
对序列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。
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。
1041. 序列C(n)中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。
第二：在胎心率基线之下的持续时间
Figure 711814DEST_PATH_IMAGE036
必须大于等于阈值
Figure 594320DEST_PATH_IMAGE038
。
第三：偏离基线的最大幅度
Figure 884487DEST_PATH_IMAGE040
必须大于等于阈值
Figure 827035DEST_PATH_IMAGE042
。
第四：根据复化数值积分原理对该段胎心率曲线求面积
Figure 451920DEST_PATH_IMAGE046
，其过程为：设该段胎心率曲线及其对应的基线段分别为
Figure 872537DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 282790DEST_PATH_IMAGE008
，将
Figure 586120DEST_PATH_IMAGE008
与
Figure 511351DEST_PATH_IMAGE006
作差，得到序列段
Figure 673342DEST_PATH_IMAGE010
，对
Figure 734839DEST_PATH_IMAGE010
采用步长为的等分的复化梯形公式得到面积，
Figure 584349DEST_PATH_IMAGE046
必须大于等于动态阈值
Figure 765932DEST_PATH_IMAGE048
和静态阈值
Figure 142555DEST_PATH_IMAGE050
中的最小值。
该判断条件丰富了判断的标准，使得判断更加准确，其中参数A0、T0、、
Figure 546172DEST_PATH_IMAGE052
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。
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
Figure 847840DEST_PATH_IMAGE002
以及其对应的基线序列段集合
Figure 395365DEST_PATH_IMAGE004
，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。
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
Figure 782484DEST_PATH_IMAGE006
，将
Figure 89968DEST_PATH_IMAGE006
与
Figure 164585DEST_PATH_IMAGE008
作差，得到序列段
Figure 961640DEST_PATH_IMAGE010
，在序列段
Figure 508159DEST_PATH_IMAGE010
中寻找值不超过阈值R0的连续的序列段，如果
Figure 681651DEST_PATH_IMAGE010
中没有满足此条件的序列段，则序列段
Figure 879283DEST_PATH_IMAGE006
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
Figure 847239DEST_PATH_IMAGE006
中有满足此条件的序列段，则
Figure 881054DEST_PATH_IMAGE006
中对应位置的序列段即为基线变异部分，记基线变异部分为
Figure 592658DEST_PATH_IMAGE012
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE054
，此时基线变异部分会将
Figure 644797DEST_PATH_IMAGE006
分割成为若干个片段，记为
Figure 721337DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，对判断是否满足减速标准，如果其满足减速标准则
Figure 741432DEST_PATH_IMAGE016
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
Figure 664388DEST_PATH_IMAGE016
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。
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
Figure 288158DEST_PATH_IMAGE056
，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
Figure 65621DEST_PATH_IMAGE016
为一个减速；如果有满足这样条件的序列段，则记为，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE058
，然后分析每个分段
Figure 963356DEST_PATH_IMAGE020
是否能单独满足减速标准，如果能满足，则
Figure 820454DEST_PATH_IMAGE020
独立成为减速，如果不满足，则需要将
Figure 701691DEST_PATH_IMAGE020
合并到片段
Figure 353252DEST_PATH_IMAGE020
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。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
Figure DEST_PATH_IMAGE060
所指的曲线段部分为识别到的胎心率减速曲线段。
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。
107. 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；
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)。
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。
第三步：计算调整后的减速中的信号损失程度
Figure 336252DEST_PATH_IMAGE022
，信号损失度为胎心率减速曲线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
Figure 918411DEST_PATH_IMAGE022
超过阈值
Figure 467205DEST_PATH_IMAGE024
，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。
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
Figure 492929DEST_PATH_IMAGE026
、终点
Figure 759963DEST_PATH_IMAGE028
计算其持续时间
Figure 142884DEST_PATH_IMAGE030
，计算减速中偏离基线的最大幅度
Figure 546183DEST_PATH_IMAGE032
，并记录该点（波峰点）的位置
Figure 742809DEST_PATH_IMAGE034
。
另外，如果在同时采集宫缩数据的时候，可以判断减速的类型，如果没有采集宫缩数据，则不判断减速的类型，最终的减速显示效果图与图8一致；如果采集了宫缩数据，则对每个减速采用混合减速检测算法确定该减速的类型的过程为：判断条件一：
Figure 497139DEST_PATH_IMAGE034
减去
Figure 421101DEST_PATH_IMAGE026
得到的值大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE064
，减去宫缩起点
Figure DEST_PATH_IMAGE066
的绝对值小于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE068
，
Figure 436648DEST_PATH_IMAGE034
减去宫缩波峰点位置的绝对值小于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE072
；判断条件二：
Figure 537328DEST_PATH_IMAGE034
减去得到的值
Figure 911382DEST_PATH_IMAGE062
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE074
，
Figure 184231DEST_PATH_IMAGE028
减去
Figure 913153DEST_PATH_IMAGE026
得到的值
Figure DEST_PATH_IMAGE076
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE078
，
Figure 116601DEST_PATH_IMAGE034
减去宫缩波峰点位置
Figure 614579DEST_PATH_IMAGE070
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE080
且小于等于阈值，大于宫缩的终点
Figure DEST_PATH_IMAGE084
；判断条件三：
Figure 648449DEST_PATH_IMAGE034
减去
Figure 468637DEST_PATH_IMAGE026
得到的值
Figure 821121DEST_PATH_IMAGE062
小于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE086
，
Figure 947690DEST_PATH_IMAGE030
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE088
且小于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE090
，
Figure 510258DEST_PATH_IMAGE032
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE092
；判断条件四：
Figure 868559DEST_PATH_IMAGE030
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE094
且小于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE096
，
Figure 528079DEST_PATH_IMAGE032
大于等于阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE098
。如果所判断的减速数据满足条件一则判断为早发减速，满足条件二则判断为迟发减速，满足条件三则判断为变化减速，满足条件四则判断为延长减速。将每个减速数据输入这四个判断条件中，如果仅满足一个条件，则该减速判断为典型减速，也即单一类型减速；如果满足多个条件，则该减速数据判断为不典型减速，也即混合减速类型，同时可以根据该减速所满足的条件确定该减速为哪些减速类型的混合。图9为有宫缩数据时减速类型识别效果图，图中
Figure DEST_PATH_IMAGE100
表示早发减速，
Figure DEST_PATH_IMAGE102
表示变化减速，表示早发减速与变化减速混合，
Figure DEST_PATH_IMAGE106
表示迟发减速与变化减速混合。
106. 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；
将识别到的减速数据段分别送入显示、打印、存储模块，并且还可以在胎监图上标识并显示出每个减速数据段及其属性值，并可存储和打印其属性值。
为了更好的解释本发明，一种提高胎心率数据减速识别准确性的装置的一种实施例架构图，如图3所示：
胎心率数据采集模块301：
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)；
胎心率数据基线识别模块302：
与所述的胎心率数据采集模块301连接，用于接收所述胎心率数据采集模块301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)；
胎心率数据预处理模块303：
与所述的胎心率数据采集模块301连接，用于接收所述胎心率数据采集模块301发送的胎心率数据序列H(n)，并且对序列H(n)进行预处理得到胎心率数据序列V(n)；
胎心率数据减速识别模块304：
与所述的胎心率数据基线识别模块302和胎心率数据预处理模块303连接，用于接收所述胎心率数据基线识别模块302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303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；
胎心率数据减速属性计算模块305：
与所述的胎心率数据减速识别模块304连接，用于接收所述的胎心率数据减速识别模块304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；
输出模块306：
与所述的胎心率数据减速属性计算模块305连接，用于接收胎心率数据减速属性计算模块305发送的所述的减速数据段及其减速属性计算结果，并进行输出。
为了更好的解释本发明，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，如图4所示：
一种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300：
与所述的胎心率数据采集模块301相连接，是一个实现信号采集、处理和转换的超声探头装置，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301；
胎心率数据减速校验模块312：
与所述的胎心率数据减速识别模块304和胎心率数据减速属性计算模块305连接，用于接收所述的胎心率数据减速识别模块304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305；
胎心率数据减速判断标准设定模块313：
与所述的胎心率数据减速识别模块304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304；
胎心率数据减速类型判断模块314：
与所述的胎心率数据减速属性计算模块305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305；
采集时长设定与判断模块319：
与所述的胎心率数据采集模块301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301发送超时信号；
另外，所述的胎心率数据预处理模块303，进一步包括了：
错误数据处理单元307，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308，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)；
所述的胎心率数据减速识别模块304，进一步包括了：
标准比较单元309，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310，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311，用于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；
所述的输出模块306，进一步包括了：
显示单元315，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316，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317，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318，用于将识别到的减速数据段及其属性值进行标识；
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

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，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，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，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，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，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 
Figure 501271DEST_PATH_IMAGE001
以及其对应的基线序列段集合
Figure 67381DEST_PATH_IMAGE002
，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
Figure 306733DEST_PATH_IMAGE003
与
Figure 667307DEST_PATH_IMAGE004
作差，得到序列段
Figure 241377DEST_PATH_IMAGE005
，在序列段
Figure 548861DEST_PATH_IMAGE005
中寻找不超过阈值R0的连续的序列段，如果
Figure 439457DEST_PATH_IMAGE005
中没有满足此条件的序列段，则判断序列段
Figure 420533DEST_PATH_IMAGE003
为减速序列段，如果
Figure 29368DEST_PATH_IMAGE003
中有满足此条件的序列段，则
Figure 140544DEST_PATH_IMAGE003
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
Figure 151225DEST_PATH_IMAGE006
，所述的基线变异部分将
Figure 306132DEST_PATH_IMAGE003
分割成为若干个片段，记为
Figure 402264DEST_PATH_IMAGE007
对
Figure 51551DEST_PATH_IMAGE008
判断是否满足减速标准，如果其满足减速标准则
Figure 916739DEST_PATH_IMAGE008
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
Figure 242547DEST_PATH_IMAGE008
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
Figure 825975DEST_PATH_IMAGE008
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
Figure 998647DEST_PATH_IMAGE010
是否能单独满足减速标准，如果能满足，则
Figure 495357DEST_PATH_IMAGE010
独立成为减速，如果不满足，则需要将
Figure 566081DEST_PATH_IMAGE010
合并到片段
Figure 557171DEST_PATH_IMAGE010
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，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
Figure 67491DEST_PATH_IMAGE011
超过阈值
Figure 359932DEST_PATH_IMAGE012
，则撤销该减速的资格，否则保留减速的资格，其中
Figure 154713DEST_PATH_IMAGE012
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：
步骤51，根据每个减速的起点
Figure 848999DEST_PATH_IMAGE013
、终点
Figure 687511DEST_PATH_IMAGE014
计算持续时间
Figure 732827DEST_PATH_IMAGE015
，计算减速中偏离基线的最大幅度
Figure 65720DEST_PATH_IMAGE016
，并记录该点（波峰点）的位置
Figure 614513DEST_PATH_IMAGE017
；
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：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
Figure 889505DEST_PATH_IMAGE018
必须大于等于阈值
Figure 156539DEST_PATH_IMAGE019
；
第三：偏离基线的最大幅度
Figure 293122DEST_PATH_IMAGE020
必须大于等于阈值
Figure 696421DEST_PATH_IMAGE021
；
第四：设该段胎心率曲线及其对应的基线段分别为
Figure 142315DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 834328DEST_PATH_IMAGE004
，将
Figure 571339DEST_PATH_IMAGE004
与
Figure 302183DEST_PATH_IMAGE003
作差，得到序列段
Figure 732027DEST_PATH_IMAGE005
，对采用步长为
Figure 186460DEST_PATH_IMAGE022
的等分的复化梯形公式得到面积
Figure 16881DEST_PATH_IMAGE023
，
Figure 352048DEST_PATH_IMAGE023
必须大于等于动态阈值
Figure 18652DEST_PATH_IMAGE024
和静态阈值
Figure 97467DEST_PATH_IMAGE025
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、
Figure 782395DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 288463DEST_PATH_IMAGE026
是预先设定的参数。
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