[发明专利]基于胎儿心率曲线的胎儿安静睡眠周期提取方法

摘要

本发明公开了基于胎儿心率曲线的胎儿安静睡眠周期提取方法，包括信号输入模块，减速识别模块，安静睡眠周期识别模块，结果输出模块。其中：信号输入模块包括信号预处理与减速片段提取，胎儿安静睡眠周期识别模块包括有效信号选取、参数计算以及安静睡眠周期识别。结果输出为安静睡眠周期次数、最长持续时间和平均持续时间等参数。该方法可利用胎心监护仪器获得的原始数据提取出胎儿的安静睡眠周期并输出相关参数，有效提高对电子胎心监护图的解读效率。

主权项

1.基于胎儿心率曲线的胎儿安静睡眠周期提取方法，其特征在于：包括信号输入模块、减速识别模块、安静睡眠周期识别模块、结果输出模块；信号输入模块、减速识别模块、安静睡眠周期识别模块、结果输出模块依次相连，胎儿心率信号输入信号输入模块后在减速识别模块对胎儿心率信号进行预处理并识别出减速片段，在安静睡眠周期识别模块中进行有效信号选取及特定参数计算后提取出胎儿安静睡眠周期，之后在结果输出模块计算出胎儿安静睡眠周期的最长持续时间、次数、平均持续时间及安静睡眠周期占整体监护时间的比例，最后将这些参数输出；所述信号输入模块，接收电子胎心监护仪器实测的信号F(t)，F(t)中包含母亲心率信号、胎儿心率信号、母亲移动次数和子宫肌电信号，并从信号F(t)中分离出胎儿心率信号f(t)；所述减速识别模块，对分离得到的胎儿心率信号f(t)进行预处理，并利用减速定义提取识别出胎儿心率减速片段，以下为减速具体识别方法；首先对胎儿心率信号f(t)进行预处理，将f(t)分为N段特定长度的胎儿心率信号片段f(k)，每一段胎儿心率信号片段f(k)中胎儿心率等于0的为丢失信号f(k₀)，其长度为l(f(k₀))，与该段胎儿心率信号片段f(k)的长度l(f(k))之比作为信号丢失率筛选出满足信号丢失率lost小于特定阈值low的胎儿心率信号片段g(k)，即满足条件其中g(k₀)为胎儿心率信号片段g(k)中胎儿心率等于0的丢失信号，l(g(k₀))为g(k₀)的长度；则监护胎儿心率信号时间总长度为其中N为满足信号丢失率lost小于特定阈值low的胎儿心率信号片段g(k)的个数；然后识别胎儿心率减速片段，对于输入的胎儿心率信号g(k)，如若满足胎儿心率g(k)≤b(k)成立，则开始计数，当g(k+aj)＞b(k+aj)成立时则停止计数，计数不包括第aj个胎儿心率，故有0,1,2...(aj‑1)共aj个数值，此时如果计数值aj≥m1且满足g(kr)≤b(kr)‑m2，其中kr∈[k,k+aj‑1]，m1与m2为特定阈值且都大于零，则该段胎儿心率片段为减速片段gd(k)；所述安静睡眠周期识别模块，在筛选出有效信号e(t)之后，利用e(t)计算特征参数c，识别出胎儿安静睡眠周期，以下为胎儿安静睡眠周期具体识别方法；首先是筛选有效信号e(t)；对于胎儿心率信号g(k)，将其分为定长为一分钟的信号片段min(k)；如果长度为一分钟的胎儿心率信号min(k)满足以下两个条件中任何一个，则舍弃该段胎心率信号；条件一：信号min(k)中含有判定为胎儿心率减速片段g_d(k)的部分或者全部；条件二：信号min(k)的丢失率lost＞40％，其中为信号min(k)中胎儿心率等于0的长度，l(min(k))为信号min(k)的长度；在对定长为一分钟的胎儿心率信号min(k)进行判断并舍弃满足条件的信号之后，剩余一分钟长度的胎儿心率信号片段为有效信号片段e(k)，所有的一分钟长度信号e(k)的集合则为有效信号e(t)；然后利用有效胎儿心率信号e(t)计算出特征参数c；每一分钟长度的有效信号e(k)都会对应计算出一个特征参数c；计算公式如下：其中b(k)为心率信号e(k)对应的基线心率；max(e(k))为e(k)中最大胎儿心率值，min(e(k))为e(k)中最小胎儿心率值；max(b(k))为该段有效信号e(k)对应的最大基线心率值，min(b(k))为该段有效信号e(k)对应的最小基线心率值；最后识别出胎儿安静睡眠周期；设定有效胎儿心率信号e(t)长度为M分钟，则对应会计算出特征参数c为M个，其中第i分钟对应的特征参数为c(i)；将M个特征参数c折叠成(M‑5)行6列的矩阵D；矩阵D如下所示：矩阵D每行为六分钟有效胎儿心率信号对应的六个特征参数，如D(i)表示矩阵第i行，其包含第i分钟到第i+5分钟有效信号对应的特征参数；对矩阵D的每一行进行如下比较：D(i)中的六个特征参数c(i)c(i+1)c(i+2)c(i+3)c(i+4)c(i+5)分别与特定阈值m3进行比较，如果六个特征参数中有五个或者六个特征参数小于等于特定阈值m3，则D(i)为胎儿安静睡眠片段；故胎儿安静睡眠片段持续时间最短为六分钟，如果判定结果D(i)和D(i+1)都为胎儿安静睡眠片段，则从第i分钟到i+6分钟总计持续时间七分钟为胎儿安静睡眠片段；记第j次胎儿安静睡眠周期持续时间为T(j)，胎儿安静睡眠周期出现共计n次；所述结果输出模块，在计算出胎儿安静睡眠周期的最长持续时间max(T(j))、次数n、平均持续时间mean(T(j))及胎儿安静睡眠周期占整体监护时间的比例rate之后，将这些胎儿安静睡眠相关参数输出；首先从胎儿安静睡眠周期片段中选出最长持续时间max(T(j))；计算出胎儿安静睡眠周期平均持续时间mean(T(j))；mean(T(j))计算公式如下：胎儿安静睡眠周期占整体监护时间的比例rate计算公式如下：最后将上述计算出的胎儿安静睡眠周期参数结果输出。