一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)用監(jiān)護【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是醫(yī)用胎兒監(jiān)護【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法和裝置。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，利用對宮縮壓數(shù)值的判斷，識別出正在進行的宮縮，利用智能化控制信號增益的方法，抵消胎心搏動力度變?nèi)跏沟贸暬夭ㄐ盘栕內(nèi)醯挠绊?，保證宮縮期間良好的超聲波回波信號，且智能化的控制也不會因為增益的變化導(dǎo)致信號飽和失真，從而得到良好的胎兒心音信號，為后續(xù)的處理提供高質(zhì)量的信號。
【專利說明】一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用監(jiān)護【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是醫(yī)用胎兒監(jiān)護【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲多普勒胎兒監(jiān)護儀都是發(fā)射超聲波信號，再接收來自胎兒心臟的超聲回波信號，因為胎兒心臟在不停的搏動，利用超聲多普勒原理，回波信號會有一定的頻率偏移，現(xiàn)在的胎兒監(jiān)護儀都是利用回波解調(diào)放大電路，從超聲波回波信號中解析出該頻率偏移值， 因為它是與胎心搏動對應(yīng)的，所以利用這個頻偏信號就可以通過進一步的處理得到胎兒的
心率值。
[0003]傳統(tǒng)的胎兒監(jiān)護儀的超聲發(fā)射是一個定值。孕婦在分娩過程中會發(fā)生頻繁的宮縮，強宮縮產(chǎn)生時，因臍帶血流阻斷，胎心搏動的力度減弱，同時子宮因收縮密度變大，子宮肌壁對聲阻抗增加，使發(fā)射的超聲波信號及對胎心的超聲回波信號都衰減更多，兩個因素使采集到的胎兒心音信號相比于未發(fā)生宮縮時會小很多，甚至檢測不到，而傳統(tǒng)的胎兒監(jiān)護儀不會針對這種情況在信號的放大倍數(shù)上做專門的處理，使得宮縮時胎兒心率曲線計算不出，胎兒監(jiān)護的效果和效率都受到影響。
[0004]而如果一直用較大的增益倍數(shù)，則在沒有宮縮或胎心信號強的時候，則可能獲取因增益過大導(dǎo)致飽和失真的信號。
[0005]另外，目前，根據(jù)采集的孕婦子宮壓力信號和胎兒心音信號，雖然也會計算出宮縮壓力強度的特征值，包括，比如時間段內(nèi)壓力值的和、時間段內(nèi)壓力值的平均值、時間段內(nèi)壓力值的平方和、時間段內(nèi)壓力值的積分值等，或者，計算出胎兒心音信號強弱的特征值， 包括:比如心音音頻的幅度、心音音頻的周期性、心音音頻包絡(luò)的幅度、心音音頻包絡(luò)的周期性、心音音頻包絡(luò)的平方和等，但是均只是用于醫(yī)生根據(jù)實際情況了解，并未用于對超聲波信號的增益進行控制。
[0006]所以，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，`亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的即在于一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法和裝置。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法，包括如下步驟:
步驟I，通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號并同時通過超聲多普勒探頭采集胎兒心音信號；
步驟II，在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)，根據(jù)所述采集的孕婦子宮壓力信號，求取該時間間隔內(nèi)的宮縮壓力強度的特征值；
步驟III，將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較，如果大于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者差值超過預(yù)設(shè)定的范圍，則進入步驟IV，如果小于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者差值超過預(yù)設(shè)定的范圍，進入步驟V ；
步驟IV，增加所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益，并返回步驟II ；
步驟V，減小所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益，并返回步驟II。
[0009]進一步的，所述的步驟III，還包括，如果等于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的差值在預(yù)設(shè)定范圍之內(nèi)，則返回步驟II。
[0010]更進一步的，所述的步驟III之后，步驟V之前，還包括，
步驟31，判斷所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較是否之前有大于所述上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的結(jié)果，如果有則進入步驟 V，如果沒有則返回步驟II。
[0011 ] 更進一步的，所述的步驟II之后，步驟III之前，還包括，
步驟21，根據(jù)所述同時采集的胎兒心音信號，進行解調(diào)及處理后得到的胎兒心音信號強弱的特征值；
步驟22，判斷所述胎兒心音信號強弱的特征值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如果不是，進入步驟
III,如果是,貝U返回步驟II。
[0012]更進一步的， 所述的胎兒心音信號強弱的特征值包括，心音音頻的幅度和\或心音音頻的周期性和\或心音音頻包絡(luò)的幅度和\或心音音頻包絡(luò)的周期性和\或心音音頻包絡(luò)的平方和。
[0013]本發(fā)明提供一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置，包括:
生理信號采集單元，用于通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號并同時通過超聲多普勒探頭采集胎兒心音信號；
宮縮特征計算單元，與所述的生理信號采集單元相連接，用于在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)，根據(jù)所述采集的孕婦子宮壓力信號，求取該時間間隔內(nèi)的宮縮壓力強度的特征值；
宮縮特征比較單元，與所述的宮縮特征計算單元相連接，用于將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較；
回波增益調(diào)整單元，與所述的宮縮特征比較單元和生理信號采集單元相連接，用于調(diào)整所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益。
[0014]進一步的，還包括，宮縮特征歷史判斷單元，與所述的回波增益調(diào)整單元相連接， 用于判斷所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較是否之前有大于所述上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的結(jié)果。
[0015]更進一步的，還包括，
胎心特征計算單元，與所述的生理信號采集單元相連接，用于根據(jù)所述同時采集的胎兒心音信號，進行解調(diào)及處理后得到的胎兒心音信號強弱的特征值。
[0016]更進一步的，還包括，
胎心特征比較單元，與所述的胎心特征計算單元相連接，用于判斷所述胎兒心音信號強弱的特征值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0017]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，利用對宮縮壓數(shù)值的判斷，識別出正在進行的宮縮，利用智能化控制信號增益的方法，抵消胎心搏動力度變?nèi)跏沟贸暬夭ㄐ盘栕內(nèi)醯挠绊?，保證宮縮期間良好的超聲波回波信號，且智能化的控制也不會因為增益的變化導(dǎo)致信號飽和失真，從而得到良好的胎兒心音信號，為后續(xù)的處理提供高質(zhì)量的信號。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了易于說明，本發(fā)明由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。
[0020]圖1為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法的一個實施例工作流程示意圖；
圖2為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法的另一個實施例工作流程示意
圖；
圖3為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法的另一個實施例工作流程示意
圖；圖4為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法的另一個實施例工作流程示意
圖；
圖5為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置的一個實施例示意圖；
圖6為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置的另一個實施例示意圖；
圖7為回波解調(diào)放大電路在胎監(jiān)中的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法具體步驟描述如下: 101、通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號并同時通過超聲多普勒探頭采集胎兒
心音信號；
系統(tǒng)啟動，開始通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號，同時開始通過超聲多普勒探頭采集超聲多普勒胎兒心音信號，監(jiān)護儀的宮縮壓傳感器被固定在孕婦腹部子宮底位置，感應(yīng)子宮的壓力，并轉(zhuǎn)化為電信號；監(jiān)護儀的超聲多普勒胎心傳感器被被固定在孕婦腹部正對胎心的位置，發(fā)射超聲波并獲取胎心回波信號，并轉(zhuǎn)化為電信號。
[0023]102、在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)，根據(jù)所述采集的孕婦子宮壓力信號，求取該時間間隔內(nèi)的宮縮壓力強度的特征值；
宮縮壓力強度的特征值，包括，比如時間段內(nèi)壓力值的和、時間段內(nèi)壓力值的平均值、 時間段內(nèi)壓力值的平方和、時間段內(nèi)壓力值的積分值等，當(dāng)然可以是上述一種或者多種的任意組合。
[0024]103、將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較，如果大于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值，則進入步驟104，如果小于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值，進入步驟105 ；
將上一個預(yù)設(shè)時間間隔所計算的宮縮壓力強度的特征值與本次進行對比，當(dāng)然，還可以選擇將連續(xù)預(yù)設(shè)次數(shù)的宮縮壓力強度的特征值與上一次宮縮壓力強度的特征值進行比較，或者本次宮縮壓力強度的特征值比上一次宮縮壓力強度的差值超過預(yù)定的范圍。
[0025]104、增加所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益，并返回步驟102 ；
如圖7所示，超聲信號通過超聲信號產(chǎn)生和驅(qū)動電路驅(qū)動超聲多普勒探頭(壓電晶片) 發(fā)射并接收，通過回波解調(diào)放大電路對接收回來的超聲信號(胎兒心音信號)進行解調(diào)和放大，這里以乘法器解調(diào)為例，如果發(fā)射到超聲多普勒胎心傳感器(壓電晶片)的超聲波頻率是IMhz (載波)，那么需要將接收到的超聲回波信號與IMHz的超聲載波信號進行相乘進行解調(diào)，輸出的信號當(dāng)中有IMhz頻率的和頻信號也有差頻信號，由于信號微弱必須再進行放大到合適的幅度(優(yōu)選在此處進行增益調(diào)整)，然后用低通濾波將和頻信號濾出，得到的差頻信號就是我們需要的多普勒頻移信號，此時如果信號很小，也可以再經(jīng)過放大處理，將信號變大到合適的幅度。
[0026]105、減小所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益，并返回步驟102 ；
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)
明進行進一步詳細說明。作為本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法另多個實施例；
如圖2、3、4所示，步驟103，還可以包括:
當(dāng)將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較，如果等于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的差值在預(yù)設(shè)定范圍之內(nèi)，則返回步驟102。
[0027]如圖2所示:在所述步驟103之后，步驟105之前還包括步驟106:
步驟106，判斷所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較是否之前有大于所述上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的結(jié)果，如果有則進入步驟105，如果沒有則返回步驟102。
[0028]作為一個優(yōu)選的實施方式，因為，一般來說，宮縮消退的過程中，宮縮壓力強度會持續(xù)減小，有步驟106能更精確的識別宮縮消退過程，使超聲調(diào)整·更加有效。如圖3、4所示， 在所述步驟102之后，步驟103之前還包括步驟107和步驟108:
步驟107，根據(jù)所述同時采集的胎兒心音信號，進行解調(diào)及處理后得到的胎兒心音信號強弱的特征值；
胎兒心音信號強弱的特征值，包括:比如心音音頻的幅度、心音音頻的周期性、心音音頻包絡(luò)的幅度、心音音頻包絡(luò)的周期性、心音音頻包絡(luò)的平方和等，或者其中一種或者多種的任意組合。
[0029]步驟108，判斷所述胎兒心音信號強弱的特征值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如果不是，進入步驟103，如果是，則返回步驟102 ；
如果不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則判定需要調(diào)整所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益， 如果在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則返回步驟2 ;因為隨胎兒和孕婦個體的不同，不是所有孕婦每次強宮縮的時候，胎心音都會變得很微弱，如果不做胎心音質(zhì)量的判斷，則可能出現(xiàn)胎心音信號較強的情況下而增加了增益，使信號過強，以致飽和失真，判斷胎心音質(zhì)量后再調(diào)整增益，則避免了這個風(fēng)險。
[0030]當(dāng)然，所述的步驟107和步驟108也可以位于所述步驟103之后，步驟104和105 之前，或者所述步驟102之前，回步驟101之后，均能達成所需要的技術(shù)效果。[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置的一個實施例示意圖，如圖5所示,具體描述如下:
201、生理信號采集單元；
用于通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號并同時通過超聲多普勒探頭采集胎兒心音信號；
202、宮縮特征計算單元；
與所述的生理信號采集單元相連接，用于在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)，根據(jù)所述采集的孕婦子宮壓力信號，求取該時間間隔內(nèi)的宮縮壓力強度的特征值；
203、宮縮特征比較單元；
與所述的宮縮特征計算單元相連接，用于將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較；
204、回波增益放大單元；
與所述的宮縮特征比較單元和生理信號采集單元相連接，用于增加所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益。
[0032]205、回波增益減小單元；
與所述的宮縮特征比較單元和生理信號采集單元相連接，用于減小所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益。
[0033]當(dāng)然，204和205也可以合并為回波增益調(diào)整單元，與所述的宮縮特征比較單元和生理信號采集單元相連接，用于調(diào)整所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益。
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，本發(fā)明的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置，如圖6所示，還包括:
`206、宮縮特征歷史判斷單元；
與所述的回波增益調(diào)整單元相連接，用于判斷所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較是否之前有大于所述上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的結(jié)果。
[0035]207、胎心特征計算單元；
與所述的生理信號采集單元相連接，用于根據(jù)所述同時采集的胎兒心音信號，進行解調(diào)及處理后得到的胎兒心音信號強弱的特征值。
[0036]208、胎心特征比較單元；
與所述的胎心特征計算單元相連接，用于判斷所述胎兒心音信號強弱的特征值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置，其特征在于，包括:生理信號采集單元，用于通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號并同時通過超聲多普勒探頭采集胎兒心音信號；宮縮特征計算單元，與所述的生理信號采集單元相連接，用于在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)，根據(jù)所述采集的孕婦子宮壓力信號，求取該時間間隔內(nèi)的宮縮壓力強度的特征值；宮縮特征比較單元，與所述的宮縮特征計算單元相連接，用于將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較；回波增益調(diào)整單元，與所述的宮縮特征比較單元和生理信號采集單元相連接，用于調(diào)整所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置，其特征在于，還包括， 宮縮特征歷史判斷單元，與所述的回波增益調(diào)整單元相連接，用于判斷所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較是否之前有大于所述上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置，其特征在于，還包括，胎心特征計算單元，與所述的生理信號采集單元相連接，用于根據(jù)所述同時采集的胎兒心音信號，進行解調(diào)及處理后得到的胎兒心音信號強弱的特征值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的裝置，其特征在于，還包括， 胎心特征比較單元，與所述的胎心特征計算單元相連接，用于判斷所述胎兒心音信號強弱的特征值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
5.一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法，其特征在于，包括如下步驟:·步驟I，通過宮縮壓力探頭采集孕婦子宮壓力信號并同時通過超聲多普勒探頭采集胎兒心音信號；步驟II，在預(yù)設(shè)時間間隔內(nèi)，根據(jù)所述采集的孕婦子宮壓力信號，求取該時間間隔內(nèi)的宮縮壓力強度的特征值；步驟III，將所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較，如果大于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者差值超過預(yù)設(shè)定的范圍，則進入步驟IV，如果小于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者差值超過預(yù)設(shè)定的范圍，進入步驟V ；步驟IV，增加所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益，并返回步驟II ；步驟V，減小所述采集的胎兒心音信號解調(diào)后信號的增益，并返回步驟II。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法，其特征在于，所述的步驟III，還包括，如果等于上一次計算的宮縮壓力強度的特征值或者與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的差值在預(yù)設(shè)定范圍之內(nèi)，則返回步驟II。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法，其特征在于，所述的步驟III之后，步驟V之前，還包括，步驟31，判斷所述宮縮壓力強度的特征值與上一次計算的宮縮壓力強度的特征值進行比較是否之前有大于所述上一次計算的宮縮壓力強度的特征值的結(jié)果，如果有則進入步驟 V，如果沒有則返回步驟II。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法，其特征在于，所述的步驟II之后，步驟III之前，還包括，步驟21，根據(jù)所述同時采集的胎兒心音信號，進行解調(diào)及處理后得到的胎兒心音信號強弱的特征值；步驟22，判斷所述胎兒心音信號強弱的特征值是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如果不是，進入步驟 III,如果是,貝U返回步驟II。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種提高胎心音信號采集質(zhì)量的方法，其特征在于，所述的胎兒心音信號強弱的特征值包括，心音音頻的幅度和\或心音音頻的周期性和\或心音音頻包絡(luò)的幅度和\或心音音頻包絡(luò)的周期性和\或心音音頻包絡(luò)的平方和。
【文檔編號】A61B8/02GK103565479SQ201310565013
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】陳德偉, 唐林, 尹新 申請人:深圳市理邦精密儀器股份有限公司