一种电声门图同步的超声喉动态镜系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电声门图同步的超声喉动态镜系统及其控制方法，包括DEGG信号获取模块、特征点检测模块、触发信号输出模块、键盘输入模块、单片机、显示器及动态成像装置，DEGG信号获取模块包括微分电路及EGG电极，触发信号输出模块包括触发前延时电路、触发电路及用于控制电路，当动态成像装置的工作帧率为高帧率时，触发前延时电路的输出端直接与触发电路的输入端相连接；当动态成像装置的工作帧率为低帧率时，触发前延时电路的输出端通过错位延时电路与触发电路的输入端相连接。本发明专利技术可以对声带特定振动相位进行选择并定位采集。

【技术实现步骤摘要】
—种电声门图同步的超声喉动态镜系统及其控制方法
本专利技术属于生物医学仪器与设备领域，具体涉及。
技术介绍
人体声带高速、复杂、多维振动产生了嗓音源，它是人体内振动速度最快的小器官，也是最易产生损伤的发声器官。然而目前对在体声带是如何通过调节自身组织力学特性从而改变发声模式、以及病变损伤是如何造成声带的组织力学特性改变而导致病理语音产生等问题的研究仍然处于起步阶段。根据声带的解剖结构及其分层振动模型，声带分为两层:体层和被覆层，声带的振动其实是这具有不同组织力学特性的两层组织振动的综合效应。目前对声带振动进行的研究大部分都是集中在被覆层，因为被覆层的振动能够容易地通过喉内窥镜和高速摄像机进行观察和记录。然而，各种光学摄影喉镜都无法对声带体层振动进行成像。近年来，在头颈区的临床和研究工作中，医用超声逐渐成为了一种重要工具。作为无侵入的成像设备，超声能够在最小程度影响发声的条件下对声带体层进行动态成像。然而，临床的医用超声成像帧率过低，无法满足振动声带对成像速度的要求；而且，无论临床使用的低帧率超声或应用于研究的高帧率超声，其对声带振动的采样都是随机的，即无法控制超声采样时刻在声带振动相位上的落点。从而造成了无法对声带振动的特定相位进行有目的的重点研究、以及对声带振动的量化研究无法在同一的标准下开展等问题。电声门图(EGG)作为一种能够反映发声过程中声带接触面积的周期性变化的研究方法而在被普遍应用于声带的临床检查和科学研究中。由EGG和微分电声门图(DEGG)中提取的特征点对应于声带振动中具有特殊意义的生理动作时刻点。此外，EGG的高时间分辨率和易于提取记录等特点使其能够识别声带运动的相位变化。然而，EGG信号反映的是声带整体运动的综合效应，无法揭示特定区域(如声带体层)的量化振动特性。基于以上在声带振动研究中所存在的问题和现有方法的局限性，提出一种能够对声带特定振动相位进行选择并定位采集的超声成像检测系统和方法是非常必要的。然而目前并无相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了，该系统及其控制方法可以对声带特定振动相位进行选择并定位米集。为达到上述目的，本专利技术所述的电声门图同步的超声喉动态镜系统包括DEGG信号获取模块、特征点检测模块、触发信号输出模块、键盘输入模块、单片机、显示器及用于检测声带振动的动态成像装置，DEGG信号获取模块包括微分电路及用于将人体声带振动转换为电导变化的电声门图仪，触发信号输出模块包括触发前延时电路、触发电路及用于控制触发前延时电路的延时时间的控制电路，电声门图仪的输出端与微分电路的输入端相连接，微分电路的输出端与特征点检测模块的输入端相连接，特征点检测模块的输出端与触发前延时电路的输入端及控制电路的输入端相连接，触发前延时电路的输出端与触发电路的输入端相连接，触发电路的输出端与动态成像装置的控制端相连接，控制电路的输出端与触发前延时电路的控制端相连接，键盘输入模块的输出端通过单片机与特征点检测模块的控制端、控制电路的控制端及显示器的输入端相连接；当动态成像装置的工作帧率为高帧率时，触发前延时电路的输出端直接与触发电路的输入端相连接；当动态成像装置的工作帧率为低帧率时，触发前延时电路的输出端通过错位延时电路与触发电路的输入端相连接。所述DEGG信号获取模块还包括前置放大电路及低通滤波电路，电声门图仪的输出端与前置放大电路的输入端相连接，前置放大电路的输出端与低通滤波电路的输入端相连接，低通滤波电路的输出端与微分电路的输入端相连接。所述特征点检测模块包括峰值检测电路及过零检测电路，微分电路的输出端与触发前延时电路的输入端通过峰值检测电路或过零检测电路相连接，键盘输入模块通过单片机来选择切换到峰值检测电路或过零检测电路。所述控制电路包括静默时间延时电路及静默周期计数电路，触发前延时电路的控制端与静默时间延时电路输出端或静默周期计数电路的输出端相连接，静默时间延时电路的控制端及静默周期计数电路的控制端与键盘输入模块的输出端通过单片机相连接，静默时间延时电路的输入端及静默周期计数电路的输入端均与特征点检测模块的输出端相连接，键盘输入模块通过单片机使静默时间延时电路与静默周期计数电路中的一个正常工作，同时键盘输入模块通过单片机来调整静默时间延时电路与静默周期计数电路的静默时间或周期。所述高帧率为大于或等于800Hz的帧率；所述低帧率为小于800Hz的帧率。相应的，本专利技术所述的电声门图同步的超声喉动态镜的控制方法，包括以下步骤:1)将电声门图仪置于与人体声带高度相同的颈部皮肤表面，电声门图仪检测人体声带振动，并根据人体声带振动产生EGG信号，EGG信号经微分电路微分处理后转换为DEGG信号;2)用户通过键盘输入模块及单片机预设特征点检测模块检测所述DEGG信号的特征点类型及控制电路的静默周期，当特征点检测模块检测到DEGG信号的相应特征点时，则产生第一路脉冲信号，并将所述第一路脉冲信号输入到控制电路及触发前延时电路中，控制电路接收所述第一路脉冲信号，并对第一路脉冲信号进行累加，当第一路脉冲信号的数量为控制电路内预设的静默周期时，控制电路产生第二路脉冲信号，并将所述第二路脉冲信号输入到触发前延时电路中，触发前延时电路根据所述第二路脉冲信号产生控制信号；3)当动态成像装置的工作帧率为高帧率时，触发前延时电路直接将所述控制信号输入到触发电路中，触发电路根据所述控制信号产生一列触发信号，并将所述一列触发信号输入到动态成像装置中，动态成像装置根据所述一列触发信号采集声带的振动图像；当动态成像装置的工作帧率为低帧率时，触发前延时电路将所述控制信号输入到错位延时电路中，控制信号经错误延时电路错位延时后输入到触发电路中，触发电路根据错位延时后的控制信号产生单触发信号，并将所述单触发信号输入到动态成像装置内，动态成像装置根据所述单触发信号采集声带的振动图像。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术设有DEGG信号获取模块、特征点检测模块、触发信号输出模块及动态成像装置，在使用过程中，通过DEGG信号获取模块内的电声门图仪非侵入式的从喉部外侧对声带振动相位进行记录，并通过DEGG信号获取模块内的微分电路得到DEGG信号，然后通过特征点检测模块来获取DEGG信号正峰时刻、负峰时刻及正峰后的第一个过零时刻作为基准时刻点，触发信号输出模块即可根据使用者预设来对声带振动的特定相位进行选择并完成对动态成像装置的控制，使得动态成像装置能够根据使用者需要对声带特定相位进行选择性记录，使用方便简单，时间分辨率高，其次动态成像装置的工作帧率可以是高帧率，也可以工作在低帧率，应用范围广。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的原理图。其中，I为电声门图仪、2为前置放大电路、3为低通滤波电路、4为微分电路、5为峰值检测电路、6为过零检测电路、7为触发前延时电路、8为触发电路、9为动态成像装置、10为静默时间延时电路、11为静默周期计数电路。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述:参考图1及图2，本专利技术所述的电声门图同步的超声喉动态镜系统包括DEGG信号获取模块、特征点检测模块、触发信号输出模块、键盘输入模块、单片机、显示器及用于检测声带振动的动态成像装置9，DEGG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电声门图同步的超声喉动态镜系统，其特征在于，包括DEGG信号获取模块、特征点检测模块、触发信号输出模块、键盘输入模块、单片机、显示器及用于检测声带振动的动态成像装置(9)，DEGG信号获取模块包括微分电路(4)及用于将人体声带振动转换为电导变化的电声门图仪(1)，触发信号输出模块包括触发前延时电路(7)、触发电路(8)及用于控制触发前延时电路(7)的延时时间的控制电路，电声门图仪(1)的输出端与微分电路(4)的输入端相连接，微分电路(4)的输出端与特征点检测模块的输入端相连接，特征点检测模块的输出端与触发前延时电路(7)的输入端及控制电路的输入端相连接，触发前延时电路(7)的输出端与触发电路(8)的控制端相连接，触发电路(8)的输出端与动态成像装置(9)的控制端相连接，控制电路的输出端与触发前延时电路(7)的控制端相连接，键盘输入模块的输出端通过单片机与特征点检测模块的控制端、控制电路的控制端及显示器的输入端相连接；当动态成像装置(9)的工作帧率为高帧率时，触发前延时电路(7)的输出端直接与触发电路(8)的输入端相连接；当动态成像装置(9)的工作帧率为低帧率时，触发前延时电路(7)的输出端通过错位延时电路与触发电路(8)的输入端相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电声门图同步的超声喉动态镜系统，其特征在于，包括DEGG信号获取模块、特征点检测模块、触发信号输出模块、键盘输入模块、单片机、显示器及用于检测声带振动的动态成像装置(9)，DEGG信号获取模块包括微分电路(4)及用于将人体声带振动转换为电导变化的电声门图仪(I)，触发信号输出模块包括触发前延时电路(7)、触发电路(8)及用于控制触发前延时电路(X)的延时时间的控制电路，电声门图仪⑴的输出端与微分电路(4)的输入端相连接，微分电路(4)的输出端与特征点检测模块的输入端相连接，特征点检测模块的输出端与触发前延时电路(7)的输入端及控制电路的输入端相连接，触发前延时电路⑵的输出端与触发电路⑶的控制端相连接，触发电路⑶的输出端与动态成像装置(9)的控制端相连接，控制电路的输出端与触发前延时电路(7)的控制端相连接，键盘输入模块的输出端通过单片机与特征点检测模块的控制端、控制电路的控制端及显示器的输入端相连接； 当动态成像装置(9)的工作帧率为高帧率时，触发前延时电路(7)的输出端直接与触发电路(8)的输入端相连接；当动态成像装置(9)的工作帧率为低帧率时，触发前延时电路(7)的输出端通过错位延时电路与触发电路(8)的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的电声门图同步的超声喉动态镜系统，其特征在于，所述DEGG信号获取模块还包括前置放大电路(2)及低通滤波电路(3)，电声门图仪(I)的输出端与前置放大电路⑵的输入端相连接，前置放大电路⑵的输出端与低通滤波电路⑶的输入端相连接，低通滤波电路(3)的输出端与微分电路(4)的输入端相连接。3.根据权利要求1所述的电声门图同步的超声喉动态镜系统，其特征在于，所述特征点检测模块包括峰值检测 电路(5)及过零检测电路(6)，微分电路(4)的输出端与触发前延时电路(7)的输入端通过峰值检测电路(5)或过零检测电路(6)相连接，键盘输入模块通过单片机来选择切换到峰值检测电路(5)或过零检测电路(6)。4.根据权利要求1所述的电声门图同步的超声喉动态镜系统，其特征在于，所述控制电路包括静默时间延时电路(10)及静默周期计数电路(11)，触发前延时电路(7)的控制端与静默时间延时电路(10)输出端或静默周期计数电路(11)的输出端相连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：万明习，唐姗姗，张聪，张媛媛，王素品，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61