CN117796844A - 一种心率信号的探测方法及探测*** - Google Patents

一种心率信号的探测方法及探测*** Download PDF

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CN117796844A CN202311536373.6A CN202311536373A CN117796844A CN 117796844 A CN117796844 A CN 117796844A CN 202311536373 A CN202311536373 A CN 202311536373A CN 117796844 A CN117796844 A CN 117796844A
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黄伟康
曾维全
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Abstract

本发明实施例涉及生理参数检测设备技术领域,公开了一种心率信号的探测方法及探测***,该方法包括:为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号;根据多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作;依据超声多普勒原理,对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。实施本发明实施例,能够优化心率信号探测***的性能和效率。

Description

一种心率信号的探测方法及探测***
技术领域
本发明涉及生理参数检测设备技术领域,尤其涉及一种心率信号的探测方法及探测***。
背景技术
目前,现有国内外胎儿心率检测,主要使用7-12个紧密排列的压电陶瓷晶片探头,探头覆盖面积在50平房厘米左右。但在实践中发现,由于超声探头照射面积大多较小,使得其在使用过程中存在有如下缺点:1、摊儿心脏位置不好找,需要经过专业培训的技师去做;2、由于超声探头面积小,技师捕捉到胎儿心脏后也容易丢失,导致20分钟的检测数据不完整,需要重新开始检测,浪费了时间。
发明内容
本发明实施例公开一种心率信号的探测方法及探测***,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
本发明实施例第一方面公开一种心率信号的探测方法,所述方法包括:
为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使所述多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号;
根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作;
依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形,包括:
对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理操作,以获得预处理超声波心率信号;
对所述预处理超声波心率信号中的指定时间数据进行线性变换处理,以获得线性变换后超声波心率信号;
对所述预处理超声波心率信号和所述线性变换后超声波心率信号进行卷积运算,以计算出目标心率信号;
在对有规律的所述目标心率信号进行叠加运算之后,进行信号预处理操作,以获得所述目标心率信号波形。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作,包括:
依据所述超声多普勒原理,对所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得多组心率信号波形;
从所述多组心率信号波形中选取出符合预设信号波形要求的可运行心率信号波形;
将所述可运行心率信号波形对应的陶瓷晶片组确定为所述当前可运行陶瓷晶片组;
停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作之后,以及所述依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形之前,所述方法还包括:
若所述当前可运行陶瓷晶片组内存在有未启动压电陶瓷晶片时,通过对模拟多路开关控制选通所述未启动压电陶瓷晶片,以增加所述当前可运行陶瓷晶片组内的压电陶瓷晶片数量;
若存在有若干个所述当前可运行陶瓷晶片组,为若干个所述当前可运行陶瓷晶片组进行分时轮流提供激励信号。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,每一陶瓷晶片组内设有N个压电陶瓷晶片;其中,所述N为不少于1的自然数。
本发明实施例第二方面公开一种探测***,所述探测***包括:
提供单元,用于为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使所述多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号;
确定并关闭单元,用于根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作;
计算单元,用于依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,所述计算单元包括:
预处理子单元,用于对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理操作,以获得预处理超声波心率信号;
第一计算子单元,用于对所述预处理超声波心率信号中的指定时间数据进行线性变换处理,以获得线性变换后超声波心率信号;
第二计算子单元,用于对所述预处理超声波心率信号和所述线性变换后超声波心率信号进行卷积运算,以计算出目标心率信号;
所述预处理子单元,还用于在对有规律的所述目标心率信号进行叠加运算之后,进行信号预处理操作,以获得所述目标心率信号波形。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,所述确定并关闭单元包括:
第三计算子单元,用于依据所述超声多普勒原理,对所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得多组心率信号波形;
选取子单元,用于从所述多组心率信号波形中选取出符合预设信号波形要求的可运行心率信号波形;
确定子单元,用于将所述可运行心率信号波形对应的陶瓷晶片组确定为所述当前可运行陶瓷晶片组;
停止子单元,用于停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
作为另一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,所述探测***包括:
选通单元,用于所述停止子单元停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作之后,以及所述计算单元依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形之前,若所述当前可运行陶瓷晶片组内存在有未启动压电陶瓷晶片时,通过对模拟多路开关控制选通所述未启动压电陶瓷晶片,以增加所述当前可运行陶瓷晶片组内的压电陶瓷晶片数量;
所述提供单元,还用于若存在有若干个所述当前可运行陶瓷晶片组,为若干个所述当前可运行陶瓷晶片组进行分时轮流提供激励信号。
本发明实施例第三方面公开一种探测***,所述探测***包括:
存储有可执行程序代码的存储器;
与所述存储器耦合的处理器;
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行本发明实施例第一方面公开的一种心率信号的探测方法。
本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质,其存储计算机程序,其中,所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种心率信号的探测方法。
本发明实施例第五方面公开一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行第一方面的任意一种心率信号的探测方法的部分或全部步骤。
本发明实施例第六方面公开一种应用发布平台,所述应用发布平台用于发布计算机程序产品,其中,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行第一方面的任意一种心率信号的探测方法的部分或全部步骤。
与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:
本发明实施例中,为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使所述多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号;根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作;依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。可见,本发明实施例,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例公开的一种心率信号的探测方法的流程示意图;
图2是本发明实施例公开的另一种心率信号的探测方法的流程示意图;
图3是本发明实施例公开的一种探测***的结构示意图;
图4是本发明实施例公开的另一种探测***的结构示意图;
图5是本发明实施例公开的另一种探测***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅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。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象,而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例公开了一种心率信号的探测方法及探测***,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
以下结合附图进行详细描述。
实施例一
请参阅图1,图1是本发明实施例公开的一种心率信号的探测方法的流程示意图。如图1所示,该心率信号的探测方法可以包括以下步骤。
101、探测***为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号。
在本实施例中,探测***可通过控制模块产生激励信号,随后为每组陶瓷晶片提供用于激发压电陶瓷晶片发射超声波的激励信号,而压电陶瓷晶片发射超声波在传输中若遇到用户心脏就会被反射回来,以被压电陶瓷晶片接收到,***最后可依据超声多普勒原理来计算出心脏跳动的频率,即目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例中,探测***可根据陶瓷晶片组的类型和特性,设计或选择适当的激励电路,该激励电路通常包括脉冲发生器、驱动放大器等元件,用于产生适当频率和幅度的激励信号。随后可通过激励电路产生适合陶瓷晶片组的激励信号,这些激励信号的频率、振幅和波形取决于需要产生的超声波信号的参数,如频率范围、功率要求等。***可通过引线、导线或其他传输介质来完成陶瓷晶片组的激励信号传输,以确保信号在传输过程中不会严重衰减或失真,并且能够正确分配给每个陶瓷晶片组。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例中,本申请中单位时间内控制的每组陶瓷晶片都可以看成是一个独立的探头,可独立完成超声波的发射和接收,随后***可对接收到的信号进行处理,以计算出目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例中,***通过分组控制若干个陶瓷晶片探头,可在单位时间内降低了探头的发射功率,从而在满足医疗器械法规要求的基础上,增加压电陶瓷晶片的个数,扩大超声波的覆盖面,实现全方位的覆盖。
102、探测***根据多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
在本实施例中,当***依据超声多普勒原理来计算出心脏跳动的频率之后,可获得多个陶瓷晶片组对应的心率信号波形,而由于陶瓷晶片组上的陶瓷晶片均匀分布并覆盖在用户目标位置上,那么必然有陶瓷晶片组会照摄到心脏部位,假设第3组陶瓷晶片组照摄到心脏部位,***可计算获得出第3组陶瓷晶片组对应的稳定有规律的心率信号波形,即当前可运行陶瓷晶片组存在有对应的心率信号波形,而不可运行陶瓷晶片组不存在有对应的心率信号波形,随后***可主动关闭不可运行陶瓷晶片组的驱动信号,即关闭发送至不可运行陶瓷晶片组上的激励信号,从而降低整体探头的发射功率。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,根据超声波信号的反馈,***可以确定哪些陶瓷晶片组是可运行的,哪些是不可运行的,然后关闭不可运行的陶瓷晶片组的工作,以优化***的性能和效率。
103、探测***依据超声多普勒原理,对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,在获取当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号之后,***可使用适当的信号处理和滤波技术对信号进行预处理,以去除噪声并提取出目标心率信号,随后对预处理后的信号应用超声多普勒算法,该算法基于多普勒效应,通过分析信号中心频率的变化来计算目标心率信号波形,且在计算过程中,***可考虑超声波心率信号的采样频率、补偿因子等参数,并结合陶瓷晶片组的特性进行合理的校准。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请在使用过程中无需寻找准确的心脏部位,探头绑上去就会有不同分组的压电陶瓷晶片发射的超声波照射到用户心脏,从而获取到稳定的返回信号,无需医院专业人员操作,简化了使用者的要求,用户可独立进行监测心脏检测,可进行大面积推广使用,以降低医院医护人员的工作量,从而解决本申请的技术问题。
在图1的心率信号的探测方法中,以探测***作为执行主体为例进行描述。需要说明的是,图1的心率信号的探测方法的执行主体还可以是与探测***相关联的独立设备,本发明实施例不作限定。
可见,实施图1所描述的一种心率信号的探测方法,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
此外,实施图1所描述的一种心率信号的探测方法,能够便捷且快速的获得目标心率信号波形。
实施例二
请参阅图2,图2是本发明实施例公开的另一种心率信号的探测方法的流程示意图。如图2,该心率信号的探测方法可以包括以下步骤:
201、探测***为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号。
在本实施例中,每一陶瓷晶片组内设有N个压电陶瓷晶片;其中,N为不少于1的自然数。
202、探测***依据超声多普勒原理,对多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得多组心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请在收集到多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号之后,可先对每个陶瓷晶片组的信号进行预处理,包括滤波、噪声消除等步骤,以提高信号质量,随后对每个预处理后的陶瓷晶片组信号单独应用超声多普勒算法进行计算,以获得各自的心率信号波形。该算法利用多普勒效应,分析信号中心频率的变化来计算心率。随后,***可将多组心率信号波形进行整合和比较,可以通过可视化或其他方式呈现出不同陶瓷晶片组之间的心率差异。
203、探测***从多组心率信号波形中选取出符合预设信号波形要求的可运行心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请可先定义预设信号波形要求,这可能包括心率范围、稳定性、峰值高度等指标。随后可利用相关算法或技术计算指标,如心率计算、波形相似性比较、峰值检测等对每个陶瓷晶片组的心率信号波形进行评估。最后可以通过设定阈值或其他规则来判断某个心率信号波形是否符合要求,来筛选出符合要求的心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请可根据具体应用场景和需求,确定预设信号波形要求的具体指标,并设计适当的评估方法。同时,在筛选心率信号波形时,可综合考虑多个指标,确保选择出的波形符合要求并能满足实际应用的需求。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请可通过比较每个陶瓷晶片组的心率信号波形与预设信号波形的相似性,评估它们之间的匹配程度。这可以使用波形相似性度量方法,如相关性、欧氏距离等进行比较,随后***可选择出与预设信号波形最匹配的陶瓷晶片组作为当前可运行陶瓷晶片组,即该陶瓷晶片组的心率信号波形与预设信号波形最接近,符合要求。
204、探测***将可运行心率信号波形对应的陶瓷晶片组确定为当前可运行陶瓷晶片组。
205、探测***停止向不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,在通过断开电源、禁用相关控制器或发送停止指令等方式实现停止向不可运行陶瓷晶片组提供激励信号的操作之后,***可通过检查相应的信号输出、功耗变化或其他相关指标来进行监测陶瓷晶片组的工作状态,确保已成功停止其工作。同时,***还可以验证当前可运行陶瓷晶片组的工作状态,确保当前可运行陶瓷晶片组正常工作并提供所需功能。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,***在扫描每组陶瓷晶片获得多组心率信号波形数据X1,X2,X3…Xn之后,在对多组心率信号波形数据进行线性变化可获得多组对应的数据Y1,Y2,Y3…Yn,随后对多组心率信号波形数据Xn和对应的数据Yn做卷积运算,以计算获得数据阵列Gt={G1,G2,G3…Gn},而由于陶瓷晶片均匀分布并覆盖在用户上,必然有陶瓷晶片组会照摄到心脏部位,假设第3组镜片照摄到心脏部位,则G3中会计算出稳定有规律的心率信号波形,随后***可主动关闭G1,G2,G4…Gn对应的陶瓷镜片的驱动信号,从而降低整体探头的发射功率。
206、若当前可运行陶瓷晶片组内存在有未启动压电陶瓷晶片时,探测***通过对模拟多路开关控制选通未启动压电陶瓷晶片,以增加当前可运行陶瓷晶片组内的压电陶瓷晶片数量。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请在确定未启动的压电陶瓷晶片的位置和数量之后,可通过电路、芯片或其他控制器来配置模拟多路开关,使其能够选择并连接这些未启动的压电陶瓷晶片到所需的电路或***中。随后,***可通过发送适当的信号或命令来选通未启动的压电陶瓷晶片,确保模拟多路开关将电路路径切换到这些未启动的陶瓷晶片。最后***可监测陶瓷晶片的工作状态,确保已成功启动和激活选择的未启动压电陶瓷晶片。
207、若存在有若干个当前可运行陶瓷晶片组,探测***为若干个当前可运行陶瓷晶片组进行分时轮流提供激励信号。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,在确定需要进行分时轮流激励的当前可运行陶瓷晶片组数量之后,***可通过设定定时器或其他时序控制机制来设计一个合适的时间间隔或时序,用于控制激励信号的切换和分时轮流操作,随后可通过控制开关、驱动电路或其他适当的方式来依次选择每个当前可运行陶瓷晶片组,并在相应的时间间隔内为其提供激励信号。***还可以监测每个陶瓷晶片组的工作状态,以确保它们在各自的激励时间段内正常运行。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请可通过对陶瓷晶片的分组和对每个分组的分时轮流激发实现单位时间的功耗降低,来增加陶瓷晶片的数量,从而扩大压电陶瓷晶片的覆盖范围。
208、探测***对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理操作,以获得预处理超声波心率信号。
209、探测***对预处理超声波心率信号中的指定时间数据进行线性变换处理,以获得线性变换后超声波心率信号。
210、探测***对预处理超声波心率信号和线性变换后超声波心率信号进行卷积运算,以计算出目标心率信号。
211、探测***在对有规律的目标心率信号进行叠加运算之后,进行信号预处理操作,以获得目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,***可对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理,以获得预处理后的数据X,随后***可对的数据X中的最后N毫秒数据做线性变换得到数据Y,最后,***可对得到的数据X和Y做卷积运算得到数据G,而通过对有规律信号的不断叠加运算,最后降低干扰信号,放大有规律的心率信号,从而提取出目标心率信号波形。
可见,实施图2所描述的另一种心率信号的探测方法,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
此外,实施图2所描述的另一种心率信号的探测方法,能够在降低功耗的同时保证探测准确率。
实施例三
请参阅图3,图3是本发明实施例公开的一种探测***的结构示意图。如图3,该探测***300可以包括提供单元301、确定并关闭单元302和计算单元303,其中:
提供单元301,用于为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号。
确定并关闭单元302,用于根据多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
计算单元303,用于依据超声多普勒原理,对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。
在本实施例中,提供单元301可通过控制模块产生激励信号,随后为每组陶瓷晶片提供用于激发压电陶瓷晶片发射超声波的激励信号,而压电陶瓷晶片发射超声波在传输中若遇到用户心脏就会被反射回来,以被压电陶瓷晶片接收到,计算单元303最后可依据超声多普勒原理来计算出心脏跳动的频率,即目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例中,提供单元301可根据陶瓷晶片组的类型和特性,设计或选择适当的激励电路,该激励电路通常包括脉冲发生器、驱动放大器等元件,用于产生适当频率和幅度的激励信号。随后提供单元301可通过激励电路产生适合陶瓷晶片组的激励信号,这些激励信号的频率、振幅和波形取决于需要产生的超声波信号的参数,如频率范围、功率要求等。提供单元301可通过引线、导线或其他传输介质来完成陶瓷晶片组的激励信号传输,以确保信号在传输过程中不会严重衰减或失真,并且能够正确分配给每个陶瓷晶片组。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例中,本申请中单位时间内控制的每组陶瓷晶片都可以看成是一个独立的探头,可独立完成超声波的发射和接收,随后***可对接收到的信号进行处理,以计算出目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例中,***通过分组控制若干个陶瓷晶片探头,可在单位时间内降低了探头的发射功率,从而在满足医疗器械法规要求的基础上,增加压电陶瓷晶片的个数,扩大超声波的覆盖面,实现全方位的覆盖。
在本实施例中,当计算单元303依据超声多普勒原理来计算出心脏跳动的频率之后,可获得多个陶瓷晶片组对应的心率信号波形,而由于陶瓷晶片组上的陶瓷晶片均匀分布并覆盖在用户目标位置上,那么必然有陶瓷晶片组会照摄到心脏部位,假设第3组陶瓷晶片组照摄到心脏部位,***可计算获得出第3组陶瓷晶片组对应的稳定有规律的心率信号波形,即当前可运行陶瓷晶片组存在有对应的心率信号波形,而不可运行陶瓷晶片组不存在有对应的心率信号波形,随后确定并关闭单元302可主动关闭不可运行陶瓷晶片组的驱动信号,即关闭发送至不可运行陶瓷晶片组上的激励信号,从而降低整体探头的发射功率。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,根据超声波信号的反馈,确定并关闭单元302可以确定哪些陶瓷晶片组是可运行的,哪些是不可运行的,然后关闭不可运行的陶瓷晶片组的工作,以优化***的性能和效率。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,在获取当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号之后,***可使用适当的信号处理和滤波技术对信号进行预处理,以去除噪声并提取出目标心率信号,随后计算单元303对预处理后的信号应用超声多普勒算法,该算法基于多普勒效应,通过分析信号中心频率的变化来计算目标心率信号波形,且在计算过程中,计算单元303可考虑超声波心率信号的采样频率、补偿因子等参数,并结合陶瓷晶片组的特性进行合理的校准。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请在使用过程中无需寻找准确的心脏部位,探头绑上去就会有不同分组的压电陶瓷晶片发射的超声波照射到用户心脏,从而获取到稳定的返回信号,无需医院专业人员操作,简化了使用者的要求,用户可独立进行监测心脏检测,可进行大面积推广使用,以降低医院医护人员的工作量,从而解决本申请的技术问题。
可见,实施图3所描述的探测***,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
此外,实施图3所描述的探测***,能够便捷且快速的获得目标心率信号波形。
实施例四
请参阅图4,图4是本发明实施例公开的另一种探测***的结构示意图。其中,图4的探测***是由图3的探测***进行优化得到的。与图3的探测***相比较,图4的计算单元303包括:
预处理子单元3031,用于对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理操作,以获得预处理超声波心率信号。
第一计算子单元3032,用于对预处理超声波心率信号中的指定时间数据进行线性变换处理,以获得线性变换后超声波心率信号。
第二计算子单元3033,用于对预处理超声波心率信号和线性变换后超声波心率信号进行卷积运算,以计算出目标心率信号。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,预处理子单元3031还用于在对有规律的目标心率信号进行叠加运算之后,进行信号预处理操作,以获得目标心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,预处理子单元3031可对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理,以获得预处理后的数据X,随后第一计算子单元3032可对的数据X中的最后N毫秒数据做线性变换得到数据Y,最后,第二计算子单元3033可对得到的数据X和Y做卷积运算得到数据G,而预处理子单元3031通过对有规律信号的不断叠加运算,最后降低干扰信号,放大有规律的心率信号,从而提取出目标心率信号波形。
与图3的探测***相比较,图4的确定并关闭单元302包括:
第三计算子单元3021,用于依据超声多普勒原理,对多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得多组心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请在收集到多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号之后,可先对每个陶瓷晶片组的信号进行预处理,包括滤波、噪声消除等步骤,以提高信号质量,随后第三计算子单元3021对每个预处理后的陶瓷晶片组信号单独应用超声多普勒算法进行计算,以获得各自的心率信号波形。该算法利用多普勒效应,分析信号中心频率的变化来计算心率。随后,***可将多组心率信号波形进行整合和比较,可以通过可视化或其他方式呈现出不同陶瓷晶片组之间的心率差异。
选取子单元3022,用于从多组心率信号波形中选取出符合预设信号波形要求的可运行心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请可先定义预设信号波形要求,这可能包括心率范围、稳定性、峰值高度等指标。随后可利用相关算法或技术计算指标,如心率计算、波形相似性比较、峰值检测等对每个陶瓷晶片组的心率信号波形进行评估。最后选取子单元3022可以通过设定阈值或其他规则来判断某个心率信号波形是否符合要求,来筛选出符合要求的心率信号波形。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,选取子单元3022可根据具体应用场景和需求,确定预设信号波形要求的具体指标,并设计适当的评估方法。同时,在筛选心率信号波形时,可综合考虑多个指标,确保选择出的波形符合要求并能满足实际应用的需求。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,选取子单元3022可通过比较每个陶瓷晶片组的心率信号波形与预设信号波形的相似性,评估它们之间的匹配程度。这可以使用波形相似性度量方法,如相关性、欧氏距离等进行比较,随后***可选择出与预设信号波形最匹配的陶瓷晶片组作为当前可运行陶瓷晶片组,即该陶瓷晶片组的心率信号波形与预设信号波形最接近,符合要求。
确定子单元3023,用于将可运行心率信号波形对应的陶瓷晶片组确定为当前可运行陶瓷晶片组。
停止子单元3024,用于停止向不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
在本实施例中,每一陶瓷晶片组内设有N个压电陶瓷晶片;其中,N为不少于1的自然数。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,停止子单元3024在通过断开电源、禁用相关控制器或发送停止指令等方式实现停止向不可运行陶瓷晶片组提供激励信号的操作之后,***可通过检查相应的信号输出、功耗变化或其他相关指标来进行监测陶瓷晶片组的工作状态,确保已成功停止其工作。同时,***还可以验证当前可运行陶瓷晶片组的工作状态,确保当前可运行陶瓷晶片组正常工作并提供所需功能。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,***在扫描每组陶瓷晶片获得多组心率信号波形数据X1,X2,X3…Xn之后,第三计算子单元3021在对多组心率信号波形数据进行线性变化可获得多组对应的数据Y1,Y2,Y3…Yn,随后第三计算子单元3021对多组心率信号波形数据Xn和对应的数据Yn做卷积运算,以计算获得数据阵列Gt={G1,G2,G3…Gn},而由于陶瓷晶片均匀分布并覆盖在用户上,必然有陶瓷晶片组会照摄到心脏部位,假设第3组镜片照摄到心脏部位,则G3中会计算出稳定有规律的心率信号波形,随后停止子单元3024可主动关闭G1,G2,G4…Gn对应的陶瓷镜片的驱动信号,从而降低整体探头的发射功率。
与图3的探测***相比较,图4的探测***包括:
选通单元304,用于停止子单元3024停止向不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作之后,以及计算单元303依据超声多普勒原理,对当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形之前,若当前可运行陶瓷晶片组内存在有未启动压电陶瓷晶片时,通过对模拟多路开关控制选通未启动压电陶瓷晶片,以增加当前可运行陶瓷晶片组内的压电陶瓷晶片数量。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请在确定未启动的压电陶瓷晶片的位置和数量之后,选通单元304可通过电路、芯片或其他控制器来配置模拟多路开关,使其能够选择并连接这些未启动的压电陶瓷晶片到所需的电路或***中。随后,选通单元304可通过发送适当的信号或命令来选通未启动的压电陶瓷晶片,确保模拟多路开关将电路路径切换到这些未启动的陶瓷晶片。最后***可监测陶瓷晶片的工作状态,确保已成功启动和激活选择的未启动压电陶瓷晶片。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,提供单元301还用于若存在有若干个当前可运行陶瓷晶片组,为若干个当前可运行陶瓷晶片组进行分时轮流提供激励信号。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,在确定需要进行分时轮流激励的当前可运行陶瓷晶片组数量之后,提供单元301可通过设定定时器或其他时序控制机制来设计一个合适的时间间隔或时序,用于控制激励信号的切换和分时轮流操作,随后选通单元304可通过控制开关、驱动电路或其他适当的方式来依次选择每个当前可运行陶瓷晶片组,并在相应的时间间隔内为其提供激励信号。***还可以监测每个陶瓷晶片组的工作状态,以确保它们在各自的激励时间段内正常运行。
作为一种可选的实施方式,在本实施例中,本申请可通过对陶瓷晶片的分组和对每个分组的分时轮流激发实现单位时间的功耗降低,来增加陶瓷晶片的数量,从而扩大压电陶瓷晶片的覆盖范围。
可见,实施图4所描述的另一种探测***,能够优化心率信号探测***的性能和效率。
此外,实施图4所描述的另一种探测***,能够在降低功耗的同时保证探测准确率。
实施例五
请参阅图5,图5是本发明实施例公开的另一种探测***的结构示意图。
如图5,该探测***可以包括:
存储有可执行程序代码的存储器501;
与存储器501耦合的处理器502;
其中,处理器502调用存储器501中存储的可执行程序代码,执行图1~图2任意一种心率信号的探测方法。
本发明实施例公开一种计算机可读存储介质,其存储计算机程序,其中,该计算机程序使得计算机执行图1~图2任意一种心率信号的探测方法。
本发明实施例还公开一种计算机程序产品,其中,当计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如以上各方法实施例中的方法的部分或全部步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存储器(Random Access Memory,RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory,OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory,CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种心率信号的探测方法及探测***进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种心率信号的探测方法,其特征在于,包括:
为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使所述多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号;
根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作;
依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形,包括:
对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理操作,以获得预处理超声波心率信号;
对所述预处理超声波心率信号中的指定时间数据进行线性变换处理,以获得线性变换后超声波心率信号;
对所述预处理超声波心率信号和所述线性变换后超声波心率信号进行卷积运算,以计算出目标心率信号;
在对有规律的所述目标心率信号进行叠加运算之后,进行信号预处理操作,以获得所述目标心率信号波形。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作,包括:
依据所述超声多普勒原理,对所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得多组心率信号波形;
从所述多组心率信号波形中选取出符合预设信号波形要求的可运行心率信号波形;
将所述可运行心率信号波形对应的陶瓷晶片组确定为所述当前可运行陶瓷晶片组;
停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作之后,以及所述依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形之前,所述方法还包括:
若所述当前可运行陶瓷晶片组内存在有未启动压电陶瓷晶片时,通过对模拟多路开关控制选通所述未启动压电陶瓷晶片,以增加所述当前可运行陶瓷晶片组内的压电陶瓷晶片数量;
若存在有若干个所述当前可运行陶瓷晶片组,为若干个所述当前可运行陶瓷晶片组进行分时轮流提供激励信号。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每一陶瓷晶片组内设有N个压电陶瓷晶片;其中,所述N为不少于1的自然数。
6.一种探测***,其特征在于,所述探测***包括:
提供单元,用于为多个陶瓷晶片组提供激励信号,以使所述多个陶瓷晶片组发射出超声波陶瓷晶片信号;
确定并关闭单元,用于根据所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号,确定出所述多个陶瓷晶片组中的当前可运行陶瓷晶片组,并关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作;
计算单元,用于依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形。
7.根据权利要求6所述的探测***,其特征在于,所述计算单元包括:
预处理子单元,用于对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行预处理操作,以获得预处理超声波心率信号;
第一计算子单元,用于对所述预处理超声波心率信号中的指定时间数据进行线性变换处理,以获得线性变换后超声波心率信号;
第二计算子单元,用于对所述预处理超声波心率信号和所述线性变换后超声波心率信号进行卷积运算,以计算出目标心率信号;
所述预处理子单元,还用于在对有规律的所述目标心率信号进行叠加运算之后,进行信号预处理操作,以获得所述目标心率信号波形。
8.根据权利要求6或7所述的探测***,其特征在于,所述确定并关闭单元包括:
第三计算子单元,用于依据所述超声多普勒原理,对所述多个陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得多组心率信号波形;
选取子单元,用于从所述多组心率信号波形中选取出符合预设信号波形要求的可运行心率信号波形;
确定子单元,用于将所述可运行心率信号波形对应的陶瓷晶片组确定为所述当前可运行陶瓷晶片组;
停止子单元,用于停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作。
9.根据权利要求6所述的探测***,其特征在于,所述探测***包括:
选通单元,用于所述停止子单元停止向所述不可运行陶瓷晶片组提供激励信号,以关闭所述多个陶瓷晶片组中的不可运行陶瓷晶片组的工作之后,以及所述计算单元依据超声多普勒原理,对所述当前可运行陶瓷晶片组反射回来的超声波心率信号进行计算,以获得目标心率信号波形之前,若所述当前可运行陶瓷晶片组内存在有未启动压电陶瓷晶片时,通过对模拟多路开关控制选通所述未启动压电陶瓷晶片,以增加所述当前可运行陶瓷晶片组内的压电陶瓷晶片数量;
所述提供单元,还用于若存在有若干个所述当前可运行陶瓷晶片组,为若干个所述当前可运行陶瓷晶片组进行分时轮流提供激励信号。
10.一种探测***,其特征在于,所述探测***包括:
存储有可执行程序代码的存储器;
与所述存储器耦合的处理器;
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行权利要求1-5任一项所述的心率信号的探测方法。
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