[发明专利]用于处理针对听诊的心音的设备与方法

说明书

技术领域

以下属于针对听诊的辅助的领域。

背景技术

听诊形成临床检查的重要部分，以用于筛查患有或疑似患有心脏病的患者。对心音中的模式的自动识别对于辅助的诊断是有用的。心搏周期的逐次搏动持续时间随着每个个体而变化，并且周期含量也是这样，例如收缩期持续时间以及相应的杂音。心音常常叠加有噪声，包括例如环境噪声和呼吸噪声。为了更有效的听诊或为了心音的自动分析，重要的是识别非周期性噪声和周期性信号，以用于更好的诊断。呼吸噪声自身可能在实现更准确的诊断中是有用的，并且足量环境噪声的存在可以增强医师的信号感知。

对心音信号的电子处理取决于特定形式的滤波，以减少整体信号中噪声的能量。即使心音信号基本上位于200Hz以下，例如，一些分量也会位于该频率以上。因此，使用低通滤波器以改善心音的信噪比(SNR)可能不是理想的方式。

文档US2008/0273709-A1描述了一种处理心音信号的设备，其中，分析工具包括交互调谐器、处理调谐器和输出调谐器。所述交互调谐器包括预设调谐选择器和动态范围调谐选择器。所述处理调谐器包括带通滤波器和算法提取引擎，所述算法提取引擎向电子心信号应用提取算法、分割它们并提取感兴趣信号。

发明内容

期望具有一种设备与方法，来独立地且可控地放大或衰减心音信号的分量，而不通过滤波去除所述信号的任意分量。利用这种设备，承载信息的全部信号分量仍是可用的并且能够对用户有用。然而，滤波也可以被应用于与心音完全无关的相比于感兴趣信号而言非常高频率的信号。

这种用于处理表示心音的信号的设备包括：分割器，其用于将表示心音的信号分割成个体心音周期；选择器，其用于选择一周期作为模板，所述选择基于所述周期的信噪比；差生成器，其用于从周期减去所述模板，以获得提取的分量；放大器，其具有放大器件，所述放大器件具有独立的放大控制器件以独立地控制其增益，所述放大器用于放大所述提取的信号的级联的反傅里叶变换和所述模板的反傅里叶变换；以及组合器，其用于组合所放大的信号，以输出组合信号。

这种设备将所述信号的两个分量分开。所述两个分量之后可以被独立地放大或衰减，并且被同步回放。根据需要，所述分量中的任一个可以被完全消除，并且另一个被放大至针对进一步使用所要求的水平。这样处理的信号可以由临床医师用于诊断，或者被路由到自动设备以用于自动诊断。

必须注意，上文描述的设备可以被配置为根据应用或需要处理实时信号，或被存储在存储器中的信号，或两者。还必须注意，术语放大也能够意指衰减，因为当信号被衰减时，其可以视为利用小于一的放大因数被放大。

本文还公开了一种处理受试者的心音信号的方法。所述方法包括以下步骤：分割心跳信号的单个周期的分割步骤；执行对所述周期的傅里叶变换的傅里叶变换步骤；确定所述周期的信噪比的信噪比确定步骤；选择具有最大信噪比的信号作为模板的选择步骤；从单个周期信号减去所述模板以获得所述周期的噪声分量的减法步骤；获得个体周期和所述模板的反傅里叶变换的恢复步骤；可控地各自放大每个分量的放大步骤；以及相加所述分量以输出组合信号的加和步骤。

后文参考以下附图详细描述了所述设备的不同实施例和所述方法的变型，其中：

附图说明

后文参考以下附图详细描述了所述设备的不同实施例和所述方法的变型，其中：

图1为所公开的设备的实施例的示意性框图。

图2为所公开的设备的实施例的示意性框图，其中，可以额外地采集ecg信号。

图3为所公开的设备的实施例的方法的示意性表示。

具体实施方式

图1示出所公开的设备的实施例的示意性框图。心音传感器101从受试者的胸廓的表面感测心音。模数转换器(ADC)103将信号转换成数字信号。心音被分割器105分割成个体心动周期。每个个体心动周期的离散傅里叶变换(DFT)可以被生成并被存储在存储器(未示出)中。模板选择器107选择具有最大SNR的周期作为模板。

应注意，出于本公开的目的，所述周期的在预定频率以下包括所述预定频率的能量含量与所述周期的在所述预定频率以上的能量含量的比率被视为所述SNR。即使心音主要在0-200Hz的范围，一些心音，像是咔哒声和杂音处于较高的频率范围中。然而，出于本描述的目的，可以将例如200Hz指定为阈值频率。也可以选择任意其他预定频率作为阈值，因为不像在滤波的情况中，在阈值任一侧的信号都不会丢失。还有可能阈值频率也是用户可选的。