本發(fā)明涉及心力分析技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

心力儲(chǔ)備指心輸出量能隨機(jī)體代謝需要而增長的能力。心力儲(chǔ)備與正常人及心臟病患者的生存幾率和預(yù)期死亡率有很大的相關(guān)性。一般認(rèn)為，心功儲(chǔ)備包括心率儲(chǔ)備和心肌收縮力儲(chǔ)備，反映心臟功能對代謝需要的適應(yīng)能力。它受多種因素的影響，如當(dāng)機(jī)體進(jìn)行激烈的運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于交感腎上腺系統(tǒng)的活動(dòng)增強(qiáng)，主要通過動(dòng)用心率儲(chǔ)備和收縮期儲(chǔ)備使心輸出量增強(qiáng)。目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)對心率的影響的研究相當(dāng)深入。但由于研究方法的限制，運(yùn)動(dòng)對心肌收縮力影響的研究還較少見。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，特別是微型傳感器、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)及統(tǒng)計(jì)軟件技術(shù)的發(fā)展，使這一研究成為了可能。

目前，關(guān)于心臟功能的評估手段和方法，心電圖檢查是心臟變時(shí)性和變傳導(dǎo)性的最佳監(jiān)測方法，但不能用來監(jiān)測心臟的變力性。心導(dǎo)管檢查測定心功能雖客觀、量化，但屬于有創(chuàng)傷檢查；超聲心動(dòng)圖能通過對心腔直徑從舒張期到收縮期的變化程度和速度以及射血分?jǐn)?shù)的測算來評估心肌的功能狀態(tài)，但敏感性較差；放射性核素心血池顯影的敏感性、特異性都高，但檢查費(fèi)用昂貴，難以推廣。

心音是心肌的收縮、瓣膜的啟閉以及血液流動(dòng)沖擊瓣膜和血管壁的機(jī)械震動(dòng)，傳遞到胸壁而產(chǎn)生的。若用換能器將這些機(jī)械震動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號記錄下來，便得到心音圖。傳統(tǒng)的心音圖儀完全沒有量化分析功能，在心音的存儲(chǔ)、處理上存在著較大的局限性，故臨床應(yīng)用較少。近年來，由于心音信號處理的極富挑戰(zhàn)性和吸引力，同時(shí)，數(shù)字技術(shù)特別是多媒體技術(shù)為解決這些問題預(yù)示了美好的前景，國內(nèi)外學(xué)者利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對心音量化分析進(jìn)行了新的探索。

心音信號是非平穩(wěn)信號，由于各種干擾的存在，常規(guī)方法采集到的心音信號質(zhì)量較差，因此在進(jìn)行分析之前要對心音信號進(jìn)行處理，消除其包含的各種噪聲，現(xiàn)有心音監(jiān)測技術(shù)，采用單個(gè)傳感器測量心音數(shù)據(jù)，測試時(shí)要求被測者保持相對靜止，不能有任何抖動(dòng)，對測試者要求也較高，比如音信傳感器的放置位置，以上因素對心音監(jiān)測都會(huì)造成影響。采用單心音信號傳感器測量心音信號時(shí)，心音信號與干擾信號同時(shí)被采集進(jìn)入，而且干擾信號無規(guī)律，帶有不確定性，因此如果通過后端軟件濾波把干擾信號消除掉有很大難度。

在動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)視心力時(shí)，被測者狀態(tài)不確定，如果被測者身體姿態(tài)稍微有變化，干擾隨時(shí)都會(huì)進(jìn)入傳感器，因此單傳感器更無法滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的系統(tǒng)與方法，可以實(shí)現(xiàn)對聽診區(qū)域的干擾信號排除，以得到真實(shí)的心音信號。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的系統(tǒng)，設(shè)于聽診區(qū)域用以檢測處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號的心音信號傳感器；

設(shè)于非聽診區(qū)域用以檢測處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號的干擾信號傳感器；

多個(gè)分別與所述心音信號傳感器和所述干擾信號傳感器相連、用以分別對處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號和處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號進(jìn)行采集的數(shù)據(jù)采集裝置；

與所述數(shù)據(jù)采集裝置相連、用以將處于聽診區(qū)和非聽診區(qū)內(nèi)的干擾信號從處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除、并得到真實(shí)的心音信號的中央處理器。

優(yōu)選的，所述中央處理器包括：

分別與所述數(shù)據(jù)采集裝置相連、用以接收處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號以及用以接收處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號的接收裝置；

與所述接收裝置相連、用以將處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號從處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除、并得到真實(shí)的心音信號的計(jì)算裝置；

與所述計(jì)算裝置相連、用以輸出真實(shí)的心音信號的輸出裝置。

優(yōu)選的，所述輸出裝置連接有用以顯示真實(shí)的心音信號的顯示器。

優(yōu)選的，所述輸出裝置連接有用以將真實(shí)的心音信號傳送至移動(dòng)端的傳輸裝置。

優(yōu)選的，還包括與所述中央處理器相連、用以對真實(shí)的心音信號進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)裝置。

優(yōu)選的，還包括與所述中央處理器相連、用以對真實(shí)的心音信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)處理裝置。

一種用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的方法，其特征在于，包括：

檢測并分別采集處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號以及處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號；

將處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號從處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除，得到真實(shí)的心音信號。

優(yōu)選的，所述將處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號從處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除，得到真實(shí)的心音信號的步驟包括：

接收處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號以及處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號；

將處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號從處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除，得到真實(shí)的心音信號；

輸出真實(shí)的心音信號。

優(yōu)選的，還包括：

顯示真實(shí)的心音信號；和/或，

將真實(shí)的心音信號傳送至移動(dòng)端；和/或，

對真實(shí)的心音信號進(jìn)行存儲(chǔ)；和/或，

對真實(shí)的心音信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

相對于上述背景技術(shù)，本發(fā)明

本發(fā)明提供的系統(tǒng)進(jìn)行心音檢測時(shí)，位于聽診區(qū)的心音信號傳感器進(jìn)行心音信號的檢測，檢測到的信號可能為夾雜干擾信號的心音信號。而干擾信號傳感器，因其設(shè)在非聽診區(qū)，檢測不到心音信號，只用于檢測心音信號以外的干擾信號。這樣，將心音信號和干擾信號進(jìn)行了初步的分離。然后，將心音信號傳感器和多個(gè)干擾信號傳感器分別傳遞給各自的數(shù)據(jù)采集裝置，經(jīng)過數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行心音信號和干擾信號的數(shù)據(jù)采集，以及采集數(shù)據(jù)的傳輸，將心音信號和干擾信號的數(shù)據(jù)傳輸給中央處理器。最后，由中央處理器經(jīng)過分析和計(jì)算，將干擾信號進(jìn)一步的分離過濾，從而得到不包含干擾信號的、真實(shí)的心音信號，為臨床診斷提供準(zhǔn)確有效的依據(jù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為圖1中中央處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的方法的流程圖；

圖4為處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號的信號圖；

圖5為處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號的信號圖；

圖6為經(jīng)過本發(fā)明實(shí)施例所提供的用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的方法處理后所得到真實(shí)的心音信號。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，心音信號傳感器1設(shè)置在聽診區(qū)域。通常，人體心臟瓣膜共有五個(gè)聽診區(qū)：位于搏動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)的心尖區(qū)、位于胸骨左側(cè)第二肋間的肺動(dòng)脈瓣區(qū)，位于胸骨右側(cè)第二肋間的主動(dòng)脈瓣區(qū)、位于胸骨左側(cè)第三、四肋間的主動(dòng)脈瓣第二聽診區(qū)，以及位于胸骨下端左側(cè)的三尖瓣區(qū)。這五個(gè)區(qū)域?qū)⑿呐K主要的部位全覆蓋，設(shè)置在五個(gè)聽診區(qū)的傳感器可以采集和檢測心臟的心音信號。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，聽診區(qū)還可以位于人體的其他部位，本發(fā)明不再贅述。

聽診區(qū)外的區(qū)域即為非聽診區(qū)，非聽診區(qū)域內(nèi)的聲音信號來源于心音之外的信號，例如外界振動(dòng)、聲音所產(chǎn)生的信號，本發(fā)明中稱其為干擾信號。非聽診區(qū)設(shè)置有干擾信號傳感器2，用于采集和檢測干擾信號。本發(fā)明中，干擾信號傳感器2可以包括第一干擾信號傳感器21、……第n干擾信號傳感器2n。數(shù)據(jù)采集裝置3可以包括心音數(shù)據(jù)采集裝置30、第一干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置31、……第n干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置3n；其中：心音信號傳感器1連接心音數(shù)據(jù)采集裝置30、第一干擾信號傳感器21連接第一干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置31、……第n干擾信號傳感器2n連接第n干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置3n；

首先，心音信號傳感器1和干擾信號傳感器2分別檢測位于聽診區(qū)和非聽診區(qū)內(nèi)的心音信號和干擾信號，將檢測到的心音信號發(fā)送給心音采集裝置30，并將第一干擾信號、……第n干擾信號分別發(fā)送給第一干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置31、……第n干擾信號采集裝置3n；

然后，第一干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置31、……第n干擾信號采集裝置3n分別對應(yīng)第一干擾信號傳感器21、……第n干擾信號傳感器2n中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將心音數(shù)據(jù)和干擾數(shù)據(jù)傳遞給與之相連的中央處理器4；

最后，中央處理器4通過對比心音信號通道的數(shù)據(jù)與干擾信號通道的數(shù)據(jù)，獲取第一個(gè)信號的幀，從而判斷當(dāng)前信號是否為干擾信號，并將干擾信號的頻譜做運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對干擾信號的消除。

圖2為本發(fā)明中央處理器4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，具體包括：接收裝置41、計(jì)算裝置42，以及輸出裝置43，各個(gè)裝置間依次串聯(lián)連接。

接收裝置41：用于接收來自心音數(shù)據(jù)采集裝置30、第一干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置31、……第n干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置3n輸出的信號；

計(jì)算裝置42，用于將判斷為干擾信號的頻譜與設(shè)定的抑制參數(shù)相乘，從而實(shí)現(xiàn)對干擾信號的消除；

輸出裝置43，用于將獲得的排除干擾信號后真實(shí)的心音信號輸出。

請參考圖4、圖5和圖6。中央處理器4將圖4所示的夾雜干擾信號的心音信號(如圖5所示)去除，將得到全部的心音信號(如圖6所示)。由圖4和圖5可知，由于不可避免地受到如噪聲等外界環(huán)境的影響，以及檢查者接受檢查時(shí)的姿勢、甚至是檢查者自身情緒等因素的影響，聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號通常都夾雜著干擾信號。位于聽診區(qū)域的心音信號傳感器1，檢測到的信號是夾雜干擾信號的心音信號。由于位于非聽診區(qū)域，干擾信號傳感器2接收到的信號僅為干擾信號。

需要說明的是，心音信號傳感器1與干擾信號傳感器2均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的心音傳感器，用以分別檢測處于聽診區(qū)域的心音信號以及處于非聽診區(qū)域中的環(huán)境干擾信號。當(dāng)然，心音信號傳感器1與干擾信號傳感器2還可以為現(xiàn)有技術(shù)中的其他類型的傳感器，本文不再贅述。

由于干擾信號無規(guī)律，且?guī)в胁淮_定性，因此，需要將夾雜在心音信號中的干擾信號過濾出來，得到完全的心音信號，才能真實(shí)有效地反映檢查者的心力情況，為醫(yī)療機(jī)構(gòu)提供有效的臨床指導(dǎo)。

需要說明的是，在處理上，三個(gè)信號的單位坐標(biāo)要統(tǒng)一。也即，在處理過程中，圖4與圖5橫軸(可以為時(shí)間軸)應(yīng)對應(yīng)，以便得到真實(shí)的心音數(shù)據(jù)，如圖6所示。

基于上述實(shí)施例，在本實(shí)施例中與中央處理器相連的、位于中央處理器4之后還可以設(shè)置顯示器5、傳輸裝置6、存儲(chǔ)裝置7、數(shù)據(jù)處理裝置8其中的一種或多種設(shè)備，各設(shè)備與中央處理器串聯(lián)。

其中，

顯示器5：用于顯示過濾掉干擾信號后的心音信號；

傳輸裝置6：可以為無線、usb傳輸，將分析過程中的所有數(shù)據(jù)都發(fā)送給電腦、手機(jī)等終端設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備對心音的監(jiān)控，增加用戶體驗(yàn)；

存儲(chǔ)裝置7：用于存儲(chǔ)心音分析過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，以便對后續(xù)的分析提供數(shù)據(jù)支持；

數(shù)據(jù)處理裝置8：可將檢查者的心音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到反映諸如冠心病、心肌炎等其它疾病的數(shù)據(jù)。

需要說明的是，心音數(shù)據(jù)采集裝置30、第一干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置31、……，以及第n干擾信號數(shù)據(jù)采集裝置3n都是多通道采集裝置，可實(shí)現(xiàn)多通道同時(shí)采集數(shù)據(jù)并傳輸?shù)街醒胩幚砥?。此外，上述各裝置之間的連接關(guān)系可以為電連接、導(dǎo)線連接、信號線連接及其它可以實(shí)現(xiàn)其功能的連接方式。

本發(fā)明還公開了一種消除干擾的心力監(jiān)測方法，同樣能實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果。

請參見圖3，本發(fā)明還提供一種用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的方法，包括：

s100、檢測并分別采集處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號以及處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號；

s200、將處于非聽診區(qū)域內(nèi)的干擾信號從處于聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除，得到真實(shí)的心音信號。

步驟s200中所述將干擾信號從聽診區(qū)域內(nèi)的心音信號中去除，包括：

根據(jù)信號頻譜進(jìn)行信號特征分析處理，獲取每一個(gè)信號的幀，并根據(jù)信號的幀，判斷當(dāng)前信號是否為干擾信號；

確定所述心音信號的幅值參數(shù)、時(shí)限參數(shù)等特征參數(shù)；

將判斷為干擾信號的頻譜與設(shè)定的抑制參數(shù)相乘，消除干擾信號。

通過以上具體實(shí)施方式的介紹可知，本發(fā)明所提供的用于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測心力的系統(tǒng)，通過在非聽診區(qū)設(shè)置干擾信號傳感器2，監(jiān)測心音信號之外的干擾信號，以及通過設(shè)置中央處理器4，對干擾信號進(jìn)行調(diào)整并轉(zhuǎn)換成心音信號，從而將心音信號中的干擾信號消除，從而得到真實(shí)的心音信號。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體與另外幾個(gè)實(shí)體區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。

以上對本發(fā)明所提供的用于消除干擾的心力監(jiān)測系統(tǒng)與方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。