一种医学信号处理方法，包括步骤： 接收相应于时基医学诊断信号的一段定义的时间间隔的时基信息； 对所述时基信息执行转换以获得由关于相应的一组频率的一组非零振幅值定义的频谱，所述频谱包括在不规则地隔开的频率间隔的许多所述的非零振幅值，其中所述非零振幅值包括在第一频率值处的第一非零振幅值以及在第二频率处的比所述第一非零振幅值大的第二非零振幅值，并且所述第二频率为除了所述第二频率以外的所述频率组的每个频率的非整数倍；以及 在信号处理环境中操作处理器，用于使用所述转换来提供基于所述时基医学诊断信号的输出。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】技术域本专利技术一般涉及信号处理应用，特别涉及牵涉时间-到-频率域转换的信号处理应用，在该时间-频率域转换中，定义包括关于不同于基频及其谐波的频率而言的频率信息的频谱是有用的，或者产生基于代表少于一个信号组分的周期的时基信号的一部分的频谱是有用的。本专利技术对于一些方法具有特别的应用，在该方法中，接收的信号被分解或者，否则以提供关于调制或者，否则产生该接收的信号的物质的特性的信息这样的方式被处理。所接收的信号可能从与引进到生物体中的询问信号相互作用的组织发出，并且通过生物体的物质，例如器官、组织、流体或者其它的结构，的一个或多个影响，从询问信号修改。
技术介绍
使用询问信号的非侵害的诊断频繁地被用来确定组织的状况和器官的功能参数。例如，这样的询问信号可以使用电磁的或者声波的，包括超声波，能量。一个例子为传输超声波至，像人那样的，生物体中，并接收返回的信号，该返回的信号为所传输的询问信号的被修改的形式，该修改由一种或多种组织类型的特性所引起。测量并处理所接收的信号以估计组织或者询问信号与之相互作用的其它物质的状况或特性。具体而言，常常传输询问超声波信号至生物体中，并且所接收的信号是由询问信号通过一种或多种组织类型的反散射或回波而产生的。更具体而言，常常传输超声波询问信号至生物体的一个部位，这里有预期的血流，并且所接收的信号为询问信号的被修改的形式，其中，这样的修改整体或部分地归因于包括血液的运动的组织的运动所引起的多普勒效应(Doppler effect)所导致的频率移位。在这种情形中，期望以为了估计活动组织的不同速率，尤其流动血液的速率，能够确定所发生的多普勒频率移位的总量这样的方式来测量及处理所接收的信号。超声波多普勒技术典型地需要使用包含一个或多个传感器的手持探测器，这些传感器用来传输询问信号并且典型地以时变电压的形式产生对所接收的信号的响应。询问超声波信号典型地具有在大约0.5百万赫兹(0.5MHz)到大约20MHz的射频(RF)范围内的频率，尽管可以使用其它的频率。可以连续地发送询问信号，在这种情形，所使用的方法被称为“连续波”(CW)或者可以通常以一个周期为基础间歇地发送询问信号，在这种情形中，所使用的方法被称为“脉冲方式(pulsed)”。当使用脉冲多普勒时，通过仅在发送脉冲之后的一段预定的时间延迟以后发生的一段选择的持续时间期间测量所接收的信号，在离传感器所规定的距离范围内询问组织是可能的。如果用于干扰组织的声速已知，那么时间延迟直接转换成被询问的组织的深度。询问指定的组织深度常常提供，如果使用CW多普勒则不能获得的，临床有价值的信息。CW多普勒系统常常比脉冲多普勒系统简单，尽管它们不能提供已知来自于与特定的时间延迟(及相应的估计的组织深度)相关联的组织的信息。不管多普勒系统是脉冲的还是连续的，分析所接收的信号的频谱内容以估计组织如何修改询问信号。信号的频谱的频率内容是，当结合起来时，形成总信号的每个组成频率的振幅的度量。频谱内容典型地被表示为或者每个频率的振幅或者每个频率的功率。当绘制频谱内容数据时，作为结果的绘图具有多种的名称，包括频谱图和频谱密度函数。术语“频谱密度函数”(SD函数)在下文将被用作为普遍的术语。当询问信号的频率内容为已知时，能够将它与所接收的信号的频谱作比较，并且频谱之间的差能够被解释为由信号通过的组织的速率分布引起的。利用熟知的已建立的方法能够根据频谱差反计算速率分布。至此，多种方法已经被用来估计所接收的信号的频谱的频率内容。主要的频谱分析方法传统地分类为或者非参数的或者参数的方法。非参数的方法与使用傅立叶(Fourier)级数有关，并且它们在等间隔的频率点估计频谱内容。现有的方法包括傅立叶和z-变换(包括线性调频(Chirp)z-变换)。简短来讲，使用在等间隔的频率点估计频谱内容的所有方法被称为傅立叶方法。典型地采用快速傅立叶变换(FFT)的形式的傅立叶方法，是熟知的，并且将信号分解成为基频的整数倍的频率。该整数倍的频率在频率域内形成一个正交基。众所周知，这种信息能够被用来近似信号为三角多项式。傅立叶方法已被广泛地用来分析所接收的信号，因为这样的方法已经被精炼到其很快且具有适当定义的特性的程度。另一类频谱分析方法为参数方法。参数方法使用时序分析来估计用于有理函数模型的参数。该有理函数可能具有或者仅只极点，其为自回归(AR)模型，仅只零点，其为移动平均(MA)模型，或者极点和零点两者，其为自回归移动平均(ARMA)模型。最大熵方法(MEM)包括在这些方法中。参数方法中使用的模型参数的数目称为该模型的阶。现存的用于计算模型参数的值的各种各样的方法，例如伯格算法(Burg algorithm)和杜宾(Durbin)第一和第二方法，是熟知的。参数方法的一个优点是使用数据的极少的循环或者循环的部分，它们能够产生合理的频谱估计。
技术实现思路
包括交替的时间-频率域转换的交替式频谱分析方法可能对多种的信号处理应用有益，包括某些医学的应用，这已经是公认的。具体而言，尽管傅立叶方法的广泛使用，它们存在重大的不足。参数方法也存在重大的不足。关于傅立叶方法，最重大的不足是这些方法仅对于少量的离散的频率产生频谱估计，即使当预料到或者已知真实的频谱覆盖连续范围的频谱或者频谱可能包含不同于构成为傅立叶变换的输出的基底(basis)的那些频率的频率时。例如，信号可能包含不为基频的整数倍的频率。当基础不正确时，会产生重大的误差，或者因为基础的频谱是连续的或者因为它包含不同于在傅立叶变换的输出的基底中的那些频率的频率。这些误差作为频谱的扩展显露出来，其中振幅(或者功率)展开到实际上不存在于信号中的频率上。通过将振幅扩展到远离基础频率的频率上，傅立叶方法近似信号的实际频率内容。这样的扩展是关于傅立叶方法的熟知的问题，并被称为频谱加宽。频谱加宽不能被消除，尽管已经使用各种各样的诸如依赖于窗口的那些方法之类的方法来减少它。不同于它们熟知的存在，这些加窗(windowing)方法与当前的专利技术无关，并且广泛的使用证实频谱加宽是由在傅立叶变换中的固有的离散近似引起的一个重大问题。当使用离散的频率来估计信号的频谱内容时，将总是会发生频谱加宽，该信号具有或者连续的，或者由这样的多数紧密间隔的、基本上连续的频率组成的频谱，如由来自动脉中的血流的询问信号的多普勒移位产生的信号。傅立叶方法的另一个主要问题是它们不能用来检验所有感兴趣的频率。它们仅能包括作为在测量中使用的基频的谐波的频率。这些问题又是熟知的并且它们限制了傅立叶方法检验低于在测量中使用的基频的频率的能力。此外，这种局限性导致频率分解(frequency resolution)等于基频。例如，为了估计相隔20Hz的频率的振幅，基频必须为20Hz或者更低。因此，如果询问信号具有2MHz的频率以及存在以20Hz的分解区别所接收的信号的要求，那么在基底中至少有100,000个谐波。这种大量的谐波造成重大的计算上的困难，并且由于多种原因，包括为执行这样的计算而使用许多数据点的需求，一般被认为是不切实际的。用于傅立叶级数的所有的基础频率都是基于基频的局限性也导致了其它问题，例如当所接收的信号不是固定的(随着独立的变量例如时间，而变化)时候。例如，，所接收的信号使得本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：沃伦·P·海姆，
申请(专利权)人：蒂姆医药公司，
类型：发明
国别省市：
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