CN108852405A - 门控装置、医疗设备及其控制方法、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种门控装置、医疗设备及其控制方法、设备和介质，该门控装置包括：听诊头，所述听诊头用于采集目标对象的原始心音信号；信号处理机构，所述信号处理机构用于对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号，其中，所述脉冲控制信号用于触发与所述门控装置相连的医疗设备。以解决对于有些医疗设备，现有技术没有有效监控心脏生理状态的门控装置的技术问题。

Description

门控装置、医疗设备及其控制方法、设备和介质

技术领域

本发明实施例涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种门控装置、医疗设备及其控制方法、设备和介质。

背景技术

磁共振成像是临床上常用的医学影像技术之一。其基本原理是：通过对静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体中的氢质子吸收电磁波的能量而发生共振现象；当停止脉冲激励后，质子在弛豫过程中又把吸收的能量释放出来，即发射磁共振信号；通过对磁共振信号的接收、空间编码和图像重建等处理过程，可以得到人体的断层解剖图像，即磁共振图像。磁共振成像技术因具有无电离辐射危害、无需使用造影剂、对软组织的区分能力好等优点，在临床上得到了广泛的应用。然而，另一方面，因磁共振成像时间相对较长，在进行胸、腹部成像时，由于受心跳、呼吸等生理运动的影响，容易产生严重的运动伪影，使图像模糊不清。

解决运动伪影的方法之一是采用门控技术。门控技术是利用受试者的心电、呼吸或脉搏等生理信号，控制磁共振扫描仪的射频脉冲发射序列，使每次扫描的磁共振信号的产生和采集，与心动周期、呼吸周期或脉搏周期等生理运动同步。这样，每次扫描获得的磁共振信号都来自生理运动周期的同一状态，多个周期的同一状态的图像进行叠加，可以增强图像的信噪比。根据触发门控的生理信号分类，常用的门控技术有心电门控、呼吸门控和脉搏门控。

若要采集特定心脏状态下的磁共振影像，则需要监控心脏的生理状态，而现有的心电门控技术无法满足高磁场条件下的门控需要。因为心电信号为生物电信号，受磁场强度的影响较大。而且随着磁共振成像技术的发展，为了提高图像的信噪比，往往采用1.5特斯拉或更高强度的超导磁体，在如此高磁场的环境下，电磁场及磁流体对心电信号的干扰大大增加，常导致心电门控装置无法可靠触发。

综上所述，对于有些医疗设备，现有技术没有有效监控心脏生理状态的门控装置。

发明内容

本发明实施例提供一种门控装置、医疗设备及其控制方法、设备和介质，以解决对于有些医疗设备，现有技术没有有效监控心脏生理状态的门控装置的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种门控装置，包括：

听诊头，所述听诊头用于采集目标对象的原始心音信号；

信号处理机构，所述信号处理机构用于对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号，其中，所述脉冲控制信号用于触发与所述门控装置相连的医疗设备。

第二方面，本发明实施例还提供了一种医疗设备系统，包括：

第一方面所述的门控装置，所述门控装置用于通过听诊头采集目标对象的原始心音信号，且用于通过信号处理机构对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

医疗设备，所述医疗设备用于根据所述脉冲控制信号执行预设动作。

第三方面，本发明实施例还提供了一种医疗设备控制方法，包括：

获取目标对象的原始心音信号；

对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

根据所述脉冲控制信号控制所述医疗设备执行预设动作。

第四方面，本发明实施例还提供了一种医疗设备控制装置，包括：

获取模块，用于获取目标对象的原始心音信号；

输出模块，用于对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

控制模块，用于根据所述脉冲控制信号控制所述医疗设备执行预设动作

第五方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第三方面所述的医疗设备控制方法。

第六方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第三方面所述的医疗设备控制方法。

本发明实施例提供的门控装置的技术方案，通过听诊头采集目标对象的原始心音信号，通过信号处理机构对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，该脉冲控制信号可用于触发与门控装置相连的医疗设备，以实现通过心音信号控制医疗设备执行预设动作的技术效果，而且由于原始心音信号为机械信号，不受电磁影响，相对于心电门控装置，具有更为广泛的适用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的门控装置的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的又一门控装置的结构框图；

图3是本发明实施例一提供的AD转换器单元输出的心音信号示意图；

图4是本发明实施例一提供的心音包络(实线)与预设基准点(虚线)示意图；

图5是本发明实施例一提供的预设基准点变化曲线的放大图；

图6是本发明实施例一提供的脉冲控制信号的示意图；

图7是本发明实施例二提供的医疗设备系统的结构框图；

图8是本发明实施例三提供的医疗设备控制方法的流程图；

图9是本发明实施例四提供的医疗设备控制装置的结构框图；

图10是本发明实施例五提供的医疗设备控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的门控装置的结构框图。如图1所示，该门控装置包括听诊头11和信号处理机构12，听诊头11用于采集目标对象的原始心音信号，信号处理机构12用于对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，其中，脉冲控制信号用于触发与门控装置相连的医疗设备。

其中，听诊头11采用橡胶或合成树脂等非金属材料制成，放置于受试者胸前收集声波，即收集原始心音信号。听诊头11优选放置在二尖瓣听诊区，即左锁骨中线第五肋间稍内侧(心尖部)，此处的第一心音最强。为防止外界噪声干扰，听诊头11应与胸部皮肤紧密接触，并用小沙包压住，以防滑落。需要说明的是，听诊头11可以放置于任一临床心音信号检测处，但通常将其放置于第一心音信号较强位置或是第二心音信号较强位置，本实施例优选将其放置于第一心音信号最强的二尖瓣听诊区。

由于原始心音信号为机械信号，相对于心电等生物电信号，机械信号不受电磁场影响，因此原始心音信号即便在强电磁场景中也不受影响。那么，为了提高门控装置的性能，特别是不受电磁场影响的性能，本实施例通过非金属材质的信号传输机构13连接听诊头11和信号处理机构12，以将原始心音信号传输至没有电磁信号或是电磁信号较低处的信号处理机构12，如图2所示。信号传输机构12可以是橡胶管等常用的心音信号传输机构。

为了实现心音信号的门控功能，需要确定心音信号在目标心动周期中的预设基准点，而要确定该预设基准点通常需要先将声音信号形式的原始心音信号转换为电信号形式的心音信号。如图2所示，本实施例通过传感器模块121将原始心音信号的声音信号转换为心音信号的电信号，且传感器模块121采用现有技术的声音传感器即可，本实施例对此不予限定。

将原始心音信号转换为电信号形式的心音信号后，以及在确定心音信号在目标心动周期中的预设基准点之前，通常还需要对心音信号进行预处理，以去除或减少噪声对预设基准点确定的影响。如图2所示，本实施例通过预处理模块122对电信号形式的心音信号进行预处理。预处理模块122包括顺次连接的滤波单元1221、放大单元1222以及AD转换器单元1223，滤波单元1221用于滤除心音信号中1000Hz以上的高频噪声，以得到预处理滤波后的心音信号；放大单元1222用于对预处理滤波后的心音信号进行差分放大，将其幅值放大至预设幅值，以得到放大后的心音信号；AD转换器单元1223用于将放大后的心音信号由模拟信号转换为数字信号，以更新心音信号，更新后的心音信号如图3所示。其中，AD转换器单元1223的采样频率大于或等于2000Hz。

心音信号预处理后，本实施例通过算法处理模块123基于预设算法确定更新后的心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，且算法处理模块123包括心音包络算法处理单元1231和动态阈值算法处理单元1232。

其中，心音包络算法处理单元1231用于获取更新后的心音信号的心音包络，具体为：将AD转换器单元1223输出的心音信号通过截止频率为第一预设频率的高通滤波器，以得到高通滤波后的心音信号；对高通滤波后的心音信号取绝对值，以得到心音信号模值；将心音信号模值通过截止频率为第二预设频率的低通滤波器，以得到心音信号的心音包络，如图4实线所示。其中，第一预设频率优选为5Hz，用于滤除基线漂移。第二预设频率通常小于50Hz，比如20Hz、25Hz以及30Hz等，本实施例优选20Hz。

其中，动态阈值算法处理单元1232具体用于：基于当前时刻之前的预设初始时间内的心音包络确定目标对象的心动周期；通过当前时刻所在心动周期之前的预设数量心动周期的心音包络的峰值，确定当前时刻所在心动周期的心音包络的起始峰值，并根据所述起始峰值确定起始基准点；获取心音包络在起始基准点后的预设时间内的最大峰值，并根据最大峰值与起始峰值确定预设基准点，如图4虚线所示。

其中，预设初始时间可以根据实际情况进行设定，本实施例以5s为例进行说明，取前5s的心音包络信号，并作傅里叶变换，在傅里叶频谱的预设频率范围内搜索频谱最大值，该最大值对应心率，该心率的倒数即为心动周期，预设频率范围通常将其设置为0.6-2.0Hz。

其中，预设数量的心动周期也可以根据实际情况进行设定，本实施例以五个心动周期为例进行说明。取前五个心动周期的每个心动周期中的心音包络最大值，去除这五个最大值中的最大值和最小值后进行平均以得到起始峰值，起始峰值乘以预设系数C即得到起始基准点。预设系数C的取值范围为0.1至0.6，优选为0.2或0.3。

通常情况下，预设基准点可以将其设置于心音包络的第一心音包络的上升沿或是下降沿，亦或是位于第二心音包络的上升沿或是下降沿，本实施例以预设基准点位于第一心音包络的上升沿为例进行说明。具体为：起始基准点确定后，当心音包络由低到高上升至刚好越过起始基准点时，计算心音包络越过起始基准点后预设时间内的最大峰值，所以起始基准点小于最大峰值。此最大峰值乘以预设系数B，再加上起始峰值乘以预设系数A，即得到新峰值，并将该新峰值作为当前的起始峰值。预设基准点为当前的起始峰值乘以预设系数C。所述预设系数A的范围为0.2至0.8；预设系数B的范围为0.2至0.8，且满足预设系数A与预设系数B之和为1，预设系数A和预设系数B优选分别为0.6和0.4；预设系数C的范围为0.1-0.6，优选为0.2或0.3。由系数A与系数B之和为1可知当前的起始峰值小于最大峰值；由系数C小于1，可知预设基准点小于当前的起始峰值，所以预设基准点小于最大峰值，因此预设基准点始终位于第一心音包络的上升沿。

图5为预设基准点的变化曲线的放大图。横坐标与图4中相同，将纵坐标拉伸，以便清楚地观察到预设基准点的变化过程。结合图4和图5可以看出，最开始的五个心动周期用于预设基准点的初始化，从第六个心动周期开始，每检测到第一心音包络的上升沿，预设基准点则根据第一心音包络的幅值略作调整。信号处理就根据预设基准点的调整结果输出脉冲控制信号，如图6所示。

要提高门控装置的性能，就要提高预设基准点检测的准确性，而要提高预设基准点检测的准确性，需要锁定预设基准点的大致位置，比如预设基准点是在第一心音包络的上升沿还是在第二心音包络的上升沿。本实施例以预设基准点位于第一心音包络的上升沿为例进行说明。当预设基准点位于第一心音包络位置的上升沿，此时通常会在心音包络的上升沿期间进行预设基准点的检测，但由于心音包括第一心音包络和第二心音包络，所以在一个心动周期中存在两个上升沿。为了锁定第一心音包络的上升沿，以防止将第二心音包络的上升沿的某一值作为预设基准信号，从而使门控装置在第二心音包络的上升沿误触发。本实施例在预设基准点后设置预设免检时间的不应期，且在不应期期间不对心音包络进行预设基准点的判断，以防止信号处理机构在心音包络的第二心音包络期间输出脉冲控制信号，其中，第二心音包络对应心音信号中的第二心音信号，不应期范围为3/8-5/8个心动周期，且优选为半个心动周期的时间。

因为临床经验表明，从第一心音到第二心音的间距小于从第二心音到第一心音的间距。如果“当心音包络由低到高上升至刚好越过预设基准点时”的心音包络为第一心音对应的第一心音包络，则第二心音对应的第二心音包络刚好落在不应期内，不会使信号处理机构误触发。如果信号处理机构被误触发，即“当心音包络由低到高上升至刚好越过预设基准点时”的心音包络为第二心音对应的第二心音包络时，则第一心音对应的第一心音包络不会落在不应期内，下一次的脉冲控制信号肯定是信号处理机构在第一心音对应的第一心音包络的上升沿期间输出的。可以理解的是，为了提高门控装置的门控准确性，可对门控装置的信号处理机构进行优化设计，比如，信号处理机构在检测到预设数量的预设基准点之后才输出脉冲控制信号。

当心音包络的预设基准点确定后，信号处理机构可以在检测到预设基准点的时候立即输出脉冲控制信号，也可以先将预设基准点延迟预设延迟时间，然后在延迟时间结束时输出脉冲控制信号。可以理解的是，当预设基准点确定后，可以以该预设基准点为基准点确定心动周期的任一时刻，因此信号处理机构可以在心动周期的任一时刻输出脉冲控制信号。

当心音包络的预设基准点确定后，信号处理机构可以在检测到每个预设基准点便输出脉冲控制信号，也可以间隔预设数量的心动周期再输出脉冲控制信号，比如间隔一个心动周期，那么信号处理机构在第1、3、5等奇数个心动周期的预设基准点输出脉冲控制信号。

本发明实施例提供的门控装置的技术方案，通过听诊头采集目标对象的原始心音信号，通过信号处理机构对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，该脉冲控制信号可用于触发与门控装置相连的医疗设备，以实现通过心音信号控制医疗设备执行预设动作的技术效果，而且由于原始心音信号为机械信号，不受电磁影响，相对于心电门控装置，具有更为广泛的适用场景。

实施例二

图7是本发明实施例二提供的医疗设备系统的结构框图。如图7所示，该医疗设备系统包括：医疗设备2和前述实施例所述的门控装置1，门控装置1用于通过听诊头采集目标对象的原始心音信号，且用于通过信号处理机构对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号；医疗设备2用于根据脉冲控制信号执行预设动作。

本实施例中的医疗设备通常需要根据心脏生理状态进行触发。考虑到原始心音信号为机械信号，不受电磁场的影响，因此医疗设备可以为核磁共振等携带有强电磁场的设备。当医疗设备为核磁共振时，将门控装置中的听诊头固定于核磁共振检测区的目标对象的预设心音采集位置，以采集目标对象的原始心音信号；通过非金属材质的传输机构将原始心音信号传输至位于核磁共振主磁场外的信号处理机构，然后由门控装置的信号处理机构对原始心音信号进行处理处理以确定预设基准点位置，以及在预设基准点位置向核磁共振输出脉冲控制信号，以控制核磁共振执行诸如图像采集的动作。基于前述实施例，可以理解的是，信号处理机构也可以在预设基准点的基础上，延迟预设延迟时间，并在预设延迟时间结束时，向核磁共振输出脉冲控制信号，以控制核磁共振的工作状态。

可以理解是，该医疗设备生产时，可以将信号处理机构集成在医疗设备系统的处理器中。另外，门控装置检测心音信号的预设基准点的原理，请参见前述实施例，本实施例在此不予赘述。

本实施例提供的医疗设备系统的技术方案，通过听诊头采集目标对象的原始心音信号，且用于通过信号处理机构对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，并通过脉冲控制信号控制医疗设备执行预设动作。达到了基于心音信号的门控装置控制医疗设备执行预设动作的技术效果，由于该原始心音信号为机械信号，不受电磁场的影响，因此脉冲控制信号由于不受电磁影响而具有较高的准确性，因此医疗设备根据该脉冲控制信号执行预设动作能够准确地捕捉到心脏的预设生理状态。

实施例三

图8是本发明实施例三提供的医疗设备控制方法的流程图。本实施例的技术方案适用于根据心脏生理状态控制医疗设备执行预设动作的情况。该方法可以由本发明实施例提供的医疗设备装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在医疗设备系统的处理器中应用。如图8所示，该方法包括如下步骤：

S101、获取门控装置的听诊头采集的目标对象的原始心音信号。

其中，听诊头采用橡胶或合成树脂等非金属材料制成，放置于受试者胸前收集声波，即收集原始心音信号。听诊头优选放置在二尖瓣听诊区，即左锁骨中线第五肋间稍内侧(心尖部)，此处第一心音最强，为防止外界噪声干扰，听诊头应与胸部皮肤紧密接触，并用小沙包压住，以防滑落。需要说明的是，听诊头可以放置于任一临床心音信号检测处，但通常将其放置于第一心音信号较强位置或是第二心音信号较强位置，本实施例优选将其放置于第一心音信号最强的二尖瓣听诊区。

由于原始心音信号为机械信号，相对于心电等生物电信号，机械信号不受电磁场影响，因此原始心音信号即便在强电磁场景中也不受影响。那么，为了使门控装置进一步免受电磁场影响，本实施例通过非金属材质的信号传输机构13连接听诊头和信号处理机构，以将原始心音信号传输至信号处理机构，如图2所示。信号处理机构通常设置在没有电磁信号或是电磁信号较低处的地方。其中，信号传输机构可以是橡胶管等常用的心音信号传输机构。

S102、对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号。

为了实现心音信号的门控功能，需要确定心音信号在目标心动周期中的预设基准点，而要确定该预设基准点通常需要先将声音信号形式的原始心音信号转换为电信号形式的心音信号。如图2所示，本实施例通过传感器模块121将原始心音信号的声音信号转换为心音信号的电信号，且传感器模块121采用现有技术的声音传感器即可，本实施例对此不予限定。

将原始心音信号转换为电信号形式的心音信号后，以及在在确定心音信号在目标心动周期中的预设基准点之前，通常还需要对心音信号进行预处理，以去除或减少噪声对预设基准点确定的影响。因此本实施例通过预处理模块122对电信号形式的心音信号进行预处理。具体为：

预处理模块122包括顺次连接的滤波单元1221、放大单元1222以及AD转换器单元1223，通过滤波单元1221滤除心音信号的高频噪声，以得到预处理滤波后的心音信号，比如滤除心音信号中1000Hz以上的高频噪声，以得到预处理滤波后的心音信号；通过放大单元1222用于对预处理滤波后的心音信号进行差分放大，将其幅值放大至预设幅值，以得到放大后的心音信号；通过AD转换器单元1223将放大后的心音信号由模拟信号转换为数字信号，以更新心音信号，更新后的心音信号如图3所示。其中，AD转换器单元1223的采样频率大于或等于2000Hz。

心音信号预处理后，通过算法处理模块123基于预设算法确定更新后的心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，包括：通过心音包络算法处理单元1231获取更新后的心音信号的心音包络，如图4实线所示；通过动态阈值算法处理单元1232基于心音信号的心音包络，确定更新后的心音信号在目标心动周期的预设基准点，如图4虚线所示，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号。

其中，通过心音包络算法处理单元1231获取更新后的所述心音信号的心音包络，包括：将AD转换器单元1223输出的心音信号通过截止频率为第一预设频率的高通滤波器，以得到高通滤波后的心音信号；对高通滤波后的心音信号取绝对值，以得到心音信号模值；将心音信号模值通过截止频率为第二预设频率的低通滤波器，以得到心音信号的心音包络，如图4实线所示。其中，第一预设频率优选为5Hz，用于滤除基线漂移。第二预设频率通常小于50Hz，比如20Hz、25Hz以及30Hz等，本实施例优选20Hz。

其中，通过动态阈值算法处理单元1232基于所述心音信号的心音包络，确定更新后的所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号，包括：基于当前时刻之前的预设初始时间内的心音包络确定目标对象的心动周期；通过当前时刻所在心动周期之前的预设数量心动周期的心音包络的峰值，确定当前时刻所在心动周期的心音包络的起始峰值；获取心音包络在起始峰值后的预设时间内的最大峰值，并根据最大峰值与起始峰值确定预设基准点，如图4虚线所示。

其中，预设初始时间可以根据实际情况进行设定，本实施例以5s为例进行说明，取前5s的心音包络信号，并作傅里叶变换，在傅里叶频谱的预设频率范围内搜索频谱最大值，该最大值对应心率，该心率的倒数即为心动周期，预设频率范围通常将其设置为0.6-2.0Hz。

其中，预设数量的心动周期也可以根据实际情况进行设定，本实施例以五个心动周期为例进行说明。取前五个心动周期的每个心动周期中的心音包络最大值，去除这五个最大值中的最大值和最小值后进行平均以得到起始峰值，起始峰值乘以预设系数C即得到起始基准点。预设系数C的取值范围为0.1至0.6，优选为0.2或0.3。

通常情况下，预设基准点可以将其设置于心音包络的第一心音包络的上升沿或是下降沿，亦或是位于第二心音包络的上升沿或是下降沿，本实施例以预设基准点位于第一心音包络的上升沿为例进行说明。具体为：起始基准点确定后，当心音包络由低到高上升至刚好越过起始基准点时，计算心音包络越过起始基准点后预设时间内的最大峰值。此最大峰值乘以预设系数B，再加上起始峰值乘以预设系数A，即得到新峰值，并将该新峰值作为当前的起始峰值。预设基准点为当前的起始峰值乘以预设系数C。所述预设系数A的范围为0.2至0.8；预设系数B的范围为0.2至0.8，且满足预设系数A与预设系数B之和为1，预设系数A和预设系数B优选分别为0.6和0.4；预设系数C的范围为0.1-0.6，优选为0.2或0.3。由系数A与系数B之和为1可知当前的起始峰值小于最大峰值，由于系数C小于1，可知预设基准点小于当前的起始峰值，所以预设基准点小于最大峰值，因此预设基准点始终位于第一心音包络的上升沿。

图5为预设基准点的变化曲线的放大图。横坐标与图4中相同，将纵坐标拉伸，以便清楚地观察到预设基准点的变化过程。结合图4和图5可以看出，最开始的五个心动周期用于预设基准点的初始化，从第六个心动周期开始，每检测到第一心音包络的上升沿，预设基准点则根据第一心音包络的幅值略作调整。信号处理就根据预设基准点的调整结果输出脉冲控制信号，如图6所示。

要提高门控装置的性能，就要提高预设基准点检测的准确性，而要提高预设基准点检测的准确性，需要锁定预设基准点的大致位置，比如预设基准点是在第一心音包络的上升沿还是在第二心音包络的上升沿。本实施例以预设基准点位于第一心音包络的上升沿为例进行说明。当预设基准点位于第一心音包络位置的上升沿，此时通常会在心音包络的上升沿期间进行预设基准点的检测，但由于心音包括第一心音包络和第二心音包络，所以在一个心动周期中存在两个上升沿。为了锁定第一心音包络的上升沿，以防止将第二心音包络的上升沿的某一值作为预设基准信号，从而使门控装置在第二心音包络的上升沿误触发。本实施例在预设基准点后设置预设免检时间的不应期，且在不应期期间不对心音包络进行预设基准点的判断，以防止信号处理机构在心音包络的第二心音包络期间输出脉冲控制信号，其中，第二心音包络对应心音信号中的第二心音信号，不应期范围为3/8-5/8个心动周期，且优选为半个心动周期的时间。

临床经验表明：从第一心音到第二心音的间距小于从第二心音到第一心音的间距。如果“当心音包络由低到高上升至刚好越过预设基准点时”的心音包络为第一心音对应的第一心音包络，则第二心音对应的第二心音包络刚好落在不应期内，不会使信号处理机构误触发。如果信号处理机构被误触发，即“当心音包络由低到高上升至刚好越过预设基准点时”的心音包络为第二心音对应的第二心音包络时，则第一心音对应的第一心音包络不会落在不应期内，下一次的脉冲控制信号肯定是信号处理机构在第一心音对应的第一心音包络的上升沿期间输出的。可以理解的是，为了提高门控装置的门控准确性，可在检测到预设数量的预设基准点之后才输出脉冲控制信号。

当心音包络的预设基准点确定后，信号处理机构可以在检测到预设基准点的时候立即输出脉冲控制信号，也可以先将预设基准点延迟预设延迟时间，然后在延迟时间结束时输出脉冲控制信号。可以理解的是，当预设基准点确定后，可以以该预设基准点为基准点确定心动周期的任一时刻，因此信号处理机构可以在心动周期的任一时刻输出脉冲控制信号。

当心音包络的预设基准点确定后，信号处理机构可以在检测到每个预设基准点便输出脉冲控制信号，也可以间隔预设数量的心动周期再输出脉冲控制信号，比如间隔一个心动周期，那么信号处理机构在1、3、5等奇数个心动周期的预设基准点输出脉冲控制信号。

S103、根据脉冲控制信号控制医疗设备执行预设动作。

当检测到脉冲控制信号后，控制医疗设备执行预设动作，比如控制核磁共振执行图像采集动作。

本实施例提供的医疗设备控制方法的技术方案，获取目标对象的原始心音信号；对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，根据脉冲控制信号控制医疗设备执行预设动作。达到了基于心音信号的门控装置控制医疗设备执行预设动作的技术效果，由于该原始心音信号为机械信号，不受电磁场的影响，因此脉冲控制信号由于不受电磁影响而具有较高的准确性，因此医疗设备根据该脉冲控制信号执行预设动作能够准确地捕捉到心脏的预设生理状态。

实施例四

图9是本发明实施例提供的医疗设备控制装置的结构框图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的医疗设备控制方法，该装置可选为软件或硬件实现。该装置包括：

获取模块31，用于获取目标对象的原始心音信号；

输出模块32，用于对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

控制模块33，用于根据所述脉冲控制信号控制所述医疗设备执行预设动作。

本实施例提供的医疗设备控制装置的技术方案，获取目标对象的原始心音信号；对原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据预设基准点输出脉冲控制信号，根据脉冲控制信号控制医疗设备执行预设动作。达到了基于心音信号的门控装置控制医疗设备执行预设动作的技术效果，由于该原始心音信号为机械信号，不受电磁场的影响，因此脉冲控制信号由于不受电磁影响而具有较高的准确性，因此医疗设备根据该脉冲控制信号执行预设动作能够准确地捕捉到心脏的预设生理状态。

本发明实施例所提供的医疗设备控制装置可执行本发明任意实施例所提供的医疗设备控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图10为本发明实施例五提供的设备的结构示意图，如图10所示，该设备包括处理器401、存储器402、输入装置403以及输出装置404；设备中处理器401的数量可以是一个或多个，图10中以一个处理器401为例；设备中的处理器401、存储器402、输入装置403以及输出装置404可以通过总线或其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。

存储器402作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的医疗设备控制方法对应的程序指令/模块(例如，获取模块31、输出模块32以及控制模块33)。处理器401通过运行存储在存储器402中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的医疗设备控制方法。

存储器402可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器402可进一步包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置403可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

输出装置404可包括显示屏等显示设备，例如，用户终端的显示屏。

实施例六

本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种医疗设备控制方法，该方法包括：

获取目标对象的原始心音信号；

对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

根据所述脉冲控制信号控制所述医疗设备执行预设动作。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的医疗设备控制方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的医疗设备控制方法。

值得注意的是，上述医疗设备控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种门控装置，其特征在于，包括：

听诊头，所述听诊头用于采集目标对象的原始心音信号；

信号处理机构，所述信号处理机构用于对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号，其中，所述脉冲控制信号用于触发与所述门控装置相连的医疗设备。

2.根据权利要求1所述的门控装置，其特征在于，所述信号处理机构包括：

传感器模块，所述传感器模块用于将所述原始心音信号的声音信号转换为所述心音信号的电信号；

预处理模块，所述预处理模块用于对所述心音信号进行预处理，以更新所述心音信号；

算法处理模块，所述算法处理模块包括心音包络算法处理单元和动态阈值算法处理单元，所述心音包络算法处理单元用于获取更新后的所述心音信号的心音包络；所述动态阈值算法处理单元用于基于所述心音信号的心音包络，确定更新后的所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号。

3.根据权利要求2所述的门控装置，其特征在于，所述动态阈值算法处理单元具体用于：

基于当前时刻之前的预设初始时间内的心音包络确定目标对象的心动周期；

通过当前时刻所在心动周期之前的预设数量心动周期的心音包络的峰值，确定当前时刻所在心动周期的心音包络的起始峰值，并根据所述起始峰值确定起始基准点；

获取所述心音包络在所述起始基准点后的预设时间内的最大峰值，并根据所述最大峰值与所述起始峰值确定所述预设基准点。

4.根据权利要求3所述的门控装置，其特征在于，所述预设基准点位于心音包络的第一心音包络的上升沿或下降沿，其中第一心音包络对应心音信号中的第一心音信号；

所述预设基准点后设置预设免检时间的不应期，且在所述不应期期间不对所述心音包络进行预设基准点的检测，以防止所述信号处理机构在所述心音包络的第二心音包络期间输出脉冲控制信号，其中，第二心音包络对应心音信号中的第二心音信号，所述不应期范围为3/8-5/8个心动周期。

5.根据权利要求1-4任一所述的门控装置，其特征在于，所述信号处理机构用于对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，将所述预设基准点延迟预设延迟时间以更新所述预设基准点，以及根据更新后的所述预设基准点输出脉冲控制信号。

6.一种医疗设备系统，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一所述的门控装置，所述门控装置用于通过听诊头采集目标对象的原始心音信号，且用于通过信号处理机构对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

医疗设备，所述医疗设备用于根据所述脉冲控制信号执行预设动作。

7.根据权利要求6所述的医疗设备系统，其特征在于，所述医疗设备为核磁共振，所述核磁共振根据所述脉冲控制信号执行预设动作。

8.一种医疗设备控制方法，其特征在于，包括：

获取目标对象的原始心音信号；

对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号；

根据所述脉冲控制信号控制所述医疗设备执行预设动作。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述原始心音信号进行处理以生成心音信号，以及确定所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号，包括：

通过传感器模块将所述原始心音信号的声音信号转换为所述心音信号的电信号；

通过预处理模块对所述心音信号进行预处理，以更新所述心音信号；

通过算法处理模块的心音包络算法处理单元获取更新后的所述心音信号的心音包络；以及通过算法处理模块的动态阈值算法处理单元基于所述心音信号的心音包络，确定更新后的所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过动态阈值算法处理单元基于所述心音信号的心音包络，确定更新后的所述心音信号在目标心动周期的预设基准点，以及根据所述预设基准点输出脉冲控制信号，包括：

基于当前时刻之前的预设初始时间内的心音包络确定目标对象的心动周期；

通过当前时刻所在心动周期之前的预设数量心动周期的心音包络的峰值，确定当前时刻所在心动周期的心音包络的起始峰值，并根据所述起始峰值确定起始基准点；

获取所述心音包络在所述起始基准点后的预设时间内的最大峰值，并根据所述最大峰值与所述起始峰值确定所述预设基准点。

11.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求8-10中任一所述的医疗设备控制方法。

12.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求8-10中任一所述的医疗设备控制方法。