[发明专利]一种基于云架构的心音采集与分析系统及方法在审

专利信息
申请号: 201910618540.9 申请日: 2019-07-10
公开(公告)号: CN110353725A 公开(公告)日: 2019-10-22
发明(设计)人: 刘澄玉;王星尧;樊佛莉;李建清 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: A61B7/04 分类号: A61B7/04
代理公司: 南京众联专利代理有限公司 32206 代理人: 叶涓涓
地址: 211189 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 心音信号 异常心音 云平台 嵌入式终端 无线传输模块 分析系统 心音采集 云架构 诊断 采集 无线方式传输 心音 采集装置 放大处理 分析模块 环境噪声 模数转换 数据通过 心音数据 诊断结果 诊断信息 智能分析 专业医护 降噪 滤波 上传 算法 存储 分析 分类 检测 医生
【权利要求书】:

1.一种基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:包括心音信号采集装置、无线传输模块、嵌入式终端、云平台;

所述心音信号采集装置用于采集心音信号及环境声音,并且对心音信号进行模数转换、滤波、降噪、放大处理后传输至嵌入式终端;

无线传输模块,用于通过无线传输技术进行心音信号采集装置与嵌入式终端、嵌入式终端与云端之间的数据传输;

嵌入式终端,用于通过算法对正常心音信号和异常心音信号进行初步分类,排除正常的心音数据,并将检测出来的异常心音数据通过无线传输模块上传至云平台进一步分析诊断;

云平台,用于对心音信号进行采集、显示、存储和分析诊断,包括云平台前端交互界面、后端的服务器和数据库以及心音分析模块,所述心音分析模块用于对有异常的心音信号进行扫描、特征提取和分类诊断。

2.根据权利要求1所述的基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:所述心音信号采集装置包括4通道信号采集系统和与其连接的信号处理电路,所述4通道信号采集系统包括设置在主动脉区域、肺动脉区域、二尖瓣区域和三尖瓣区域4个位置的声音传感器模块,所述声音传感器采用双传感器降噪结构,一个传感器朝向胸腔用于采集心音信号,另一个朝向相反方向用于采集来自周围环境的声音;所述信号处理电路包括依次连接的运算放大电路、模数转换模块、音源分离模块、数字滤波器组、数字放大模块;所述运算放大模块用于对4个采集点的两个方向的传感器采集到的信号都进行放大,所述模数转换模块用于将放大后的信号转化为数字信号,所述音源分离模块用于通过主成分分析法或者通过训练多流神经网络模型分离心音与噪声,只留下朝向胸腔的传感器所采集到的心音信号,所述数字滤波器组包括:电源滤波单元、带通滤波和降噪滤波,所述电源滤波单元用于滤除电流噪声,所述带通滤波单元用于滤除心音频带以外的噪声,所述降噪滤波单元用于滤除环境噪声,所述数字放大模块用于对滤波处理后的心音信号进行放大。

3.根据权利要求2所述的基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:所述声音传感器采用基于压电MEMS麦克风的双麦克风模块。

4.根据权利要求1所述的基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:所述嵌入式终端架构中算法包括如下步骤:对心音信号的时频域特征进行提取,采用轻量化CNN模型训练,输出分类结果。

5.根据权利要求1所述的基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:所述心音分析模块包括心音分割单元和心音分析诊断单元,所述心音分割单元用于将心音信号分为4段:第一心音、收缩期、第二心音、舒张期;所述心音分析诊断单元基于心音分割单元得到的不同阶段的心音信号,分别对4个状态的信号进行特征提取,并且提取心音信号的节律特征,再统一输入至AI自动诊断模块中进行诊断处理,最终得到诊断结果。

6.根据权利要求5所述的基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:所述AI自动诊断模块基于第一心音、第二心音、收缩期和舒张期的数据,结合具体病症的临床病理特征,进行病症的详细诊断,诊断结果包含各种病症的识别分类及其严重程度。

7.根据权利要求6所述的基于云架构的心音采集与分析系统,其特征在于:所述AI自动诊断模块在深度学习的基础上结合传统机器学习模型,结合贝叶斯网络引入各类疾病的心音信号的病理性特征作为先验规则。

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