CN104783794A - 一种电磁波信号处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电磁波信号处理方法及装置，首先利用一个频率为预设频率值的电磁波扫描待测物质，并且，接收扫描过待测物质的扫描信号；然后根据扫描信号获取扫描数据；最后，将预设频率值与一个预设增加值相加之后的总和作为预设频率值，重新利用频率为预设频率值的电磁波扫描待测物质，不断获得扫描数据，直到预设频率值大于预设终止频率值为止，并根据所有扫描数据获取扫描结果值。当待测物质为人类颅骨内的颅脑时，可直接将本发明实施例提供的方法及装置直接应用于人类颅骨外侧，无需在人体开设创口。另外，本发明实施例提供的方法简单，装置简易，能够快速获取脑部信号。
Description
技术领域
本发明涉及电磁波信号技术领域，特别是涉及一种电磁波信号处理方法及装置。
背景技术
脑水肿是指脑内水分增加的病理现象，是脑组织对各种致病因素的反应。脑水肿易导致颅内高压，严重损伤脑组织，临床上常见于神经系统疾病，如颅脑外伤，颅内感染(脑炎，脑膜炎等)，脑血管疾病，颅内占位性疾病(如肿瘤)，癫痫发作以及全身性疾病如中毒性痢疾、重型肺炎等。因此，及时准确诊断脑水肿病情，掌握脑水肿病情变化，正确处理脑水肿是急性脑循环损伤、颅脑伤、脑手术后并发症等脑疾病成功救治的关键因素之一。
目前，脑水肿病人的检查方法主要包括颅内压直接测量、电子计算机断层扫描(CT，Computer Tomography)和磁共振成像(MRI，Magnetic Resonance Imaging)，其中，颅内压直接测量是一种间接反映脑水肿程度的方法，包括腰穿测压和硬膜外测压两种方式，但是，颅内压直接测量方法需要将压力传感器置于体内，具有创伤性，容易引起病人的痛苦，不可能进行监护。同时，这种方法不可能确定脑水肿的位置和大小，因此，颅内压直接测量需要与CT或MRI技术相结合。
CT检测和MRI技术的使用虽然解决了确定脑水肿位置和大小的问题，但由于脑水肿形态变化需要一定的时间，CT和MRI不能在第一时间发现脑水肿。另外，CT和MRI检查耗费时间长、费用高，不适合床旁监护的需要。因此，发展一种无创、简易的脑水肿检测技术，对于脑水肿相关脑疾病的救治十分必要，也是目前脑水肿检测领域亟待解决的重大问题。
发明内容
本发明实施例中提供了一种电磁波信号处理方法及装置，以实现简易、无创地监测脑部信号。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
一种电磁波信号处理方法，所述方法包括：
获取预设频率值；
利用一个频率为所述预设频率值的电磁波扫描待测物质；
将扫描过所述待测物质的电磁波作为扫描信号，并接收所述扫描信号；
根据扫描信号获取扫描数据；
将所述预设频率值与一个预设增加值相加，并将相加之后的总和作为所述预设频率值；
判断所述预设频率值是否大于预设终止频率值；
如果所述预设频率值大于所述预设终止频率值，根据所有所述扫描数据获取扫描结果值。
可选地，根据所有所述扫描数据获取扫描结果值，包括：
获取所有所述扫描数据的加和平均值作为扫描结果值。
可选地，在根据所有所述扫描数据获取扫描结果值之后，还包括以下步骤：
判断所述扫描结果值是否位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，所述第一预设警报值大于所述第二预设警报值；
如果所述扫描结果值不位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，发出警报。
可选地，所述方法还包括：
判断所述扫描结果值是否大于所述第一预设警报值；
如果所述扫描结果值大于所述第一预设警报值，发出第一预设警报。
可选地，所述方法还包括：
判断所述扫描结果值是否小于所述第二预设警报值；
如果所述扫描结果值小于所述第二预设警报值，发出第二预设警报。
一种电磁波信号处理装置，所述装置包括：
获取预设频率值的频率获取器；
与所述频率获取器连接，且利用一个频率为所述预设频率值的电磁波扫描待测物质的扫描器；
与待测物质接触，且接收所述电磁波穿过所述待测物质的扫描信号的接收器；
与所述接收器连接，且从所述扫描信号中获取扫描数据的扫描数据获取器；
与所述扫描数据获取器连接，且在获取扫描数据之后将所述预设频率值与一个预设增加值相加，并将相加之后的总和作为所述预设频率值的扩频电路；
与所述扩频电路连接，且判断所述预设频率值是否大于预设终止频率值的频率比较器；
分别与所述频率比较器和所述扫描数据获取器连接，且在所述预设频率值大于所述预设终止频率值时，根据所有所述扫描数据获取扫描结果值的扫描结果获取单元。
可选地，所述扫描结果获取单元包括：
获取所有所述扫描数据的加和平均值作为扫描结果值的结果获取器。
可选地，所述装置还包括：
判断所述扫描结果值是否位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内的预警判别器，所述第一预设警报值大于所述第二预设警报值；
如果所述扫描结果值不位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，发出警报。
可选地，所述装置还包括：
判断所述扫描结果值是否大于所述第一预设警报值的第一预警判别器；
如果所述扫描结果值大于所述第一预设警报值，发出第一预设警报。
可选地，所述装置还包括：
判断所述扫描结果值是否小于所述第二预设警报值的第二预警判别器；
如果所述扫描结果值小于所述第二预设警报值，发出第二预设警报。
由以上技术方案可见，本发明实施例提供的电磁波信号处理方法及装置，首先利用一个频率为预设频率值的电磁波扫描待测物质，并且，接收扫描过待测物质的扫描信号；然后根据扫描信号获取扫描数据；最后，将预设频率值与一个预设增加值相加之后的总和作为预设频率值，重新利用频率为预设频率值的电磁波扫描待测物质，不断获得扫描数据，直到预设频率值大于预设终止频率值为止，并根据所有扫描数据获取扫描结果值。
本发明实施例提供的电磁波信号处理方法及装置，能够获取不同频率电磁波扫描待测物质之后的扫描数据，当待测物质为人类颅骨内的颅脑时，可直接将本发明实施例提供的方法及装置直接应用于人类颅骨外侧，无需在人体开设创口。另外，本发明实施例提供的方法及装置原理简单，仅需在人类颅骨外侧设置电磁波发射端和电磁波接收端，方法简单，装置简易，能够快速获取脑部信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电磁波信号处理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种电磁波信号处理方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种电磁波信号处理方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种电磁波信号处理方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电磁波信号处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
电磁波在空间中以波的形式传递能量，其传播速度与传播物质的介电常数平方根成反比，不同物质在传递相同频率的电磁波时具有不同的介电常数，因此，测量相同频率电磁波在不同物质中传播的速度可间接识别物质的种类。例如，在传递某频率电磁波时，水的介电常数为80，血的介电常数为130，而生物组织，如脑组织的介电常数为100，由此可明显区分水、血和脑组织。
但是，水、血和脑组织在传递较低频率的电磁波时的介电常数差异不大，不能准确区分三者，在传递同一较高频率的电磁波时的介电常数也可能出现异常，导致误判。另外，将三者混合后所形成混合物的介电常数与三者自身的介电常数具有较大差异，因此，通过测量相同频率电磁波在混合物中的传播速度不能获得三者各自在混合物中所占的比例。
人类颅骨内的颅脑基本由脑组织、水和血构成，并且，三者在颅脑中所占比例相差不大，但是，在人类脑部发生内部病变时，颅骨内部常出现积水或血肿，导致水或血在颅脑中所占比例增大，形成脑积水或脑血肿，对病患脑部健康的影响十分严重，此时，若能采用一种简易、快速的方法和装置获取脑组织、水和血在颅脑中所占的比例，将能够实现对脑积水和脑血肿的监测。本发明提供的电磁波信号处理方法及装置正是达到上述目的一种有效方法及装置，以下将详细说明具体实现方式。
图1为本发明实施例提供的一种电磁波信号处理方法的流程示意图，通过以下步骤实现。
步骤S101：获取预设频率值。
该预设频率值并不是一个固定值，在首次应用本实施例提供的方法时，预设频率值是一个初始的预设频率值，例如10KHz，并且，在重复进行本步骤时，该预设频率值的数值逐渐增大，具体方式将在下述步骤中说明。
步骤S102：利用一个频率为预设频率值的电磁波扫描待测物质。
在获取预设频率值之后，利用频率为该预设频率值的电磁波扫描待测物质，例如，使一个发射电磁波的电极片与颅骨外部接触，该发射电磁波电极片向颅骨发射一个频率为10KHz的电磁波，电磁波能够穿过颅骨以及颅骨内部的颅脑，即完成颅脑的扫描。下述实施例均以待测物质为颅脑为例，当然，在实际应用中，待测物质也可以为其他物质。
步骤S103：将扫描过待测物质的电磁波作为扫描信号，并接收扫描信号。
在10KHz的电磁波扫描过颅脑之后能够穿出颅骨，将这个穿出颅骨的电磁波作为扫描信号，在颅骨外侧设置两个接收电磁波的电极片与颅骨接触，这两个接收电磁波的电极片均能够接收扫描信号。
步骤S104：根据扫描信号获取扫描数据。
接收电磁波的电极片在接收到扫描信号之后，将该扫描信号传输给其他处理设备，例如，电脑等，其他处理设备根据扫描信号获取扫描数据。在本发明的一个具体实施例中，扫描数据为阻抗值，可通过以下方法获得阻抗值。
对扫描信号进行模数转换，将扫描信号转换为数字信号，并且，在一个数据处理周期内进行多次模数转换，例如100次，最后取平均值；然后采用离散傅里叶变换(DFT，Discrete Fourier Transform)算法处理，得到每一个扫描信号的一个实部数据值和一个虚部数据值，计算出阻抗值。
步骤S105：将预设频率值与一个预设增加值相加，并将相加之后的总和作为预设频率值。
初始的预设频率值为10KHz，在利用10KHz的电磁波获得扫描数据之后，在当前预设频率值的基础上增加一个预设增加值，并将当前预设频率值与预设增加值相加之后的总和作为预设频率值，例如，预设增加值为10KHz，与预设增加值相加之后的预设频率值为20KHz。采用信号编码发生器将电磁波的频率调整为20KHz，并利用调整频率后的电磁波重新扫描颅脑。
步骤S106：判断预设频率值是否大于预设终止频率值。
在调整电磁波的频率之前，首先判断与预设增加值相加之后的预设频率值是否大于预设终止频率值，例如，预设终止频率值为100KHz，如果当前获得扫描结果值时所采用的电磁波频率为100KHz，增加10KHz之后得到预设频率值为110KHz，超过了预设终止频率值，则执行步骤S107。如果当前获得扫描结果值时所采用的电磁波频率为70KHz，增加10KHz之后得到预设频率值为80KHz，没有超过预设终止频率值，则重复执行步骤S101，重新获取预设频率值80KHz。
步骤S107：根据所有扫描数据获取扫描结果值。
在本发明的一个具体实施例中，可获取所有扫描数据的加和平均值作为扫描结果值。在上述实施例中，判断预设频率值大于预设终止频率值之后，获取基于每个预设频率值获得的扫描数据，计算所有扫描数据的总和并获得总和的平均值，将这个平均值作为扫描结果值。例如，所有扫描数据为320、300、290、240、210、205、180、175、160、150，计算所有扫描数据的平均值，得到扫描结果值为223。
通过本实施例的方法，能够基于多个不同的频率获得多个扫描数据，有效避免仅利用同一频率的电磁波扫描颅脑存在的误判情况，也可通过获得的扫描结果值，判断颅脑内水和血的占比情况，具体判断方式将在下述实施例中说明。
在本发明的另一个实施例中，上述实施例在获取扫描结果值之后，如图2所示，还包括以下步骤。
步骤S201：判断扫描结果值是否位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内。
如果扫描结果值不位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，发出警报，其中，第一预设警报值大于第二预设警报值，例如，第一预设警报值为360，第二预设警报值为280，上述实施例中获得的扫描结果值为223，不位于360和280之间的数值范围内，则发出警报。
如果扫描结果值位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，说明扫描结果值属于正常范围内，则不发出警报。
第一预设警报值和第二预设警报值的获得可以是使用者通过多次试验获得的，例如，用户经多次试验得知，扫描结果值超过360时颅脑内一般存在积水，或，扫描结果值低于280时颅脑内一般存在血肿，因此，在设定两个比较值之后，可自动判断颅脑内是否正常，如果不正常则报警。
在本发明的另一个实施例中，如图3所示，上述实施例中的方法还包括以下步骤：
步骤S2011：判断扫描结果值是否大于第一预设警报值。
如果扫描结果值大于第一预设警报值，发出第一预设警报。以上述实施例中获得的扫描结果值223为例，若第一预设警报值为360，可确定扫描结果值不大于第一预设警报值，则不发出第一预设警报。例如，用户经多次试验得知，扫描结果值超过360时，颅脑内血的占比较高，颅脑内可能存在脑血肿，因此，在发出第一预设警报时，可获知病患存在脑血肿风险。
如果扫描结果值不大于第一预设警报值，说明扫描结果值不属于需要发出第一预设警报的范围，则不发出第一预设警报。
在本发明的另一个实施例中，如图4所示，上述实施例中的方法还包括以下步骤。
步骤S2012：判断扫描结果值是否小于第二预设警报值。
如果扫描结果值小于第二预设警报值，发出第二预设警报。以上述实施例中获得的扫描结果值223为例，若第二预设警报值为280，可确定扫描结果值小于第二预设警报值，则发出第二预设警报。例如，用户经多次试验得知，扫描结果值低于280时，颅脑内水的占比较高，颅脑内可能存在脑积水，因此，在发出第二预设警报时，可获知病患存在脑积水风险。
如果扫描结果值不小于第二预设警报值，说明扫描结果值不属于需要发出第二预设警报的范围，则不发出第二预设警报。
图5为一种电磁波信号处理装置的结构示意图，该装置包括：
获取预设频率值的频率获取器11；
与频率获取器11连接，且利用一个频率为预设频率值的电磁波扫描待测物质的扫描器12；
与待测物质接触，且接收电磁波穿过待测物质的扫描信号的接收器13；
与接收器13连接，且从扫描信号中获取扫描数据的扫描数据获取器14；
与扫描数据获取器14连接，且在获取扫描数据之后将预设频率值与一个预设增加值相加，并将相加之后的总和作为预设频率值的扩频电路15；
与扩频电路15连接，且判断预设频率值是否大于预设终止频率值的频率比较器16；
分别与频率比较器16和扫描数据获取器14连接，且在预设频率值大于预设终止频率值时，根据所有扫描数据获取扫描结果值的扫描结果获取单元17。
在本发明的另一个实施例中，上述实施例中的扫描结果获取单元17包括：
获取所有扫描数据的加和平均值作为扫描结果值的结果获取器。
在本发明的另一个实施例中，上述实施例中的装置还包括：
判断扫描结果值是否位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内的预警判别器，第一预设警报值大于第二预设警报值；
如果扫描结果值不位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，发出警报。
在本发明的另一个实施例中，上述实施例中的装置还包括：
判断扫描结果值是否大于第一预设警报值的第一预警判别器；
如果扫描结果值大于第一预设警报值，发出第一预设警报。
在本发明的另一个实施例中，上述实施例中的装置还包括：
判断扫描结果值是否小于第二预设警报值的第二预警判别器；
如果扫描结果值小于第二预设警报值，发出第二预设警报。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电磁波信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取预设频率值；
利用一个频率为所述预设频率值的电磁波扫描待测物质；
将扫描过所述待测物质的电磁波作为扫描信号，并接收所述扫描信号；
根据扫描信号获取扫描数据；
将所述预设频率值与一个预设增加值相加，并将相加之后的总和作为所述预设频率值；
判断所述预设频率值是否大于预设终止频率值；
如果所述预设频率值大于所述预设终止频率值，根据所有所述扫描数据获取扫描结果值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所有所述扫描数据获取扫描结果值，包括：
获取所有所述扫描数据的加和平均值作为扫描结果值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所有所述扫描数据获取扫描结果值之后，还包括以下步骤：
判断所述扫描结果值是否位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，所述第一预设警报值大于所述第二预设警报值；
如果所述扫描结果值不位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，发出警报。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述扫描结果值是否大于所述第一预设警报值；
如果所述扫描结果值大于所述第一预设警报值，发出第一预设警报。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述扫描结果值是否小于所述第二预设警报值；
如果所述扫描结果值小于所述第二预设警报值，发出第二预设警报。
6.一种电磁波信号处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取预设频率值的频率获取器；
与所述频率获取器连接，且利用一个频率为所述预设频率值的电磁波扫描待测物质的扫描器；
与待测物质接触，且接收所述电磁波穿过所述待测物质的扫描信号的接收器；
与所述接收器连接，且从所述扫描信号中获取扫描数据的扫描数据获取器；
与所述扫描数据获取器连接，且在获取扫描数据之后将所述预设频率值与一个预设增加值相加，并将相加之后的总和作为所述预设频率值的扩频电路；
与所述扩频电路连接，且判断所述预设频率值是否大于预设终止频率值的频率比较器；
分别与所述频率比较器和所述扫描数据获取器连接，且在所述预设频率值大于所述预设终止频率值时，根据所有所述扫描数据获取扫描结果值的扫描结果获取单元。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扫描结果获取单元包括：
获取所有所述扫描数据的加和平均值作为扫描结果值的结果获取器。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断所述扫描结果值是否位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内的预警判别器，所述第一预设警报值大于所述第二预设警报值；
如果所述扫描结果值不位于第一预设警报值和第二预设警报值之间的范围内，发出警报。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断所述扫描结果值是否大于所述第一预设警报值的第一预警判别器；
如果所述扫描结果值大于所述第一预设警报值，发出第一预设警报。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
判断所述扫描结果值是否小于所述第二预设警报值的第二预警判别器；
如果所述扫描结果值小于所述第二预设警报值，发出第二预设警报。
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