本實(shí)用新型屬于胎兒心電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多導(dǎo)聯(lián)聯(lián)合檢測(cè)的智能胎兒心電檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

胎兒心電監(jiān)護(hù)有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)胎兒缺氧、臍帶纏繞等孕期的胎兒病理情況，及早采取措施，保證胎兒健康，降低圍產(chǎn)期胎兒的發(fā)病率和死亡率。取自母體腹壁表面的胎兒心電檢測(cè)方法因其方便、無(wú)創(chuàng)而深受醫(yī)務(wù)工作者和孕婦的歡迎，是目前較好的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法，適合孕婦在家日常長(zhǎng)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)胎兒心動(dòng)狀況。

如何從孕婦腹壁混合心電信號(hào)中有效地提取胎兒心電信號(hào)是一大難點(diǎn)：(1)胎兒心電信號(hào)經(jīng)過(guò)羊水、子宮壁等最終傳遞到母體腹壁層，已經(jīng)非常微弱；(2)胎兒心臟位置很難確定，妊娠期胎兒至母親腹部的電傳導(dǎo)特性經(jīng)常隨著孕周而變化。目前提出的胎兒心電提取算法主要有自適應(yīng)濾波法、小波變換法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和獨(dú)立成分分析法等。這些算法都有一個(gè)共同缺點(diǎn)，即對(duì)胎兒位置以及孕婦當(dāng)前狀態(tài)高度敏感，進(jìn)而降低胎兒心電信號(hào)提取的穩(wěn)定性、魯棒性和噪聲敏感性，導(dǎo)致胎兒心電信號(hào)實(shí)時(shí)正確檢出的成功率很低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，針對(duì)上述問(wèn)題，有必要提出一種能有效增強(qiáng)胎兒心電信號(hào)提取的穩(wěn)定性、魯棒性和噪聲敏感性、并提高胎兒心電信號(hào)實(shí)時(shí)正確檢出成功率的多導(dǎo)聯(lián)聯(lián)合檢測(cè)的智能胎兒心電檢測(cè)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種多導(dǎo)聯(lián)聯(lián)合檢測(cè)的智能胎兒心電檢測(cè)系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置和信號(hào)處理裝置，所述信號(hào)采集裝置的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理裝置的信號(hào)輸入端相連；所述信號(hào)處理裝置包括依次通信連接的第二無(wú)線WAIFI模塊、帶通濾波器、50Hz/60Hz陷波器、中值濾波器、單片機(jī)以及自適應(yīng)濾波器。

其中，信號(hào)采集裝置用于在母體胸腔的不同位置處采集一組多通道母體心電信號(hào)，并在母體腹壁的不同位置處采集一組多通道母體與胎兒的混合心電信號(hào)；測(cè)試時(shí)，不同的測(cè)試點(diǎn)作為一個(gè)測(cè)試通道，在母體胸腔出選取的測(cè)試點(diǎn)為母體心電信號(hào)測(cè)試通道，測(cè)試的是純凈的母體心電信號(hào)，在母體腹壁處選取的測(cè)試點(diǎn)為混合心電信號(hào)測(cè)試通道，測(cè)試的是母體與胎兒的混合心電信號(hào)。

帶通濾波器用于將采集的多通道母體心電信號(hào)和多通道混合心電信號(hào)進(jìn)行0.5Hz-100Hz帶通濾波，濾除基線漂移和肌電干擾；帶通濾波器處理后的信號(hào)由50Hz/60Hz陷波器進(jìn)一步陷波濾波處理處理，濾除工頻干擾；50Hz/60Hz陷波器處理后的信號(hào)由中值濾波器進(jìn)一步消除殘余的基線漂移，提升心電信號(hào)質(zhì)量。

由帶通濾波器、50Hz/60Hz陷波器和中值濾波器依次處理后的多通道母體心電信號(hào)和多通道混合心電信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)中，在單片機(jī)中進(jìn)行復(fù)波檢測(cè)并合成母體心電合成信號(hào)；將合成的母體心電合成信號(hào)作為自適應(yīng)濾波器的參考輸入，與母體心電合成信號(hào)對(duì)應(yīng)的混合心電信號(hào)作為自適應(yīng)濾波器的輸入，對(duì)混合心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)自適應(yīng)濾波，提取出該混合心電信號(hào)通道中的胎兒心電信號(hào)；具體的，單片機(jī)包括選擇最優(yōu)母體心電信號(hào)的信號(hào)選擇模塊、合成母體心電信號(hào)的信號(hào)合成模塊以及心率指標(biāo)計(jì)算輸出模塊，具體原理如下：

信號(hào)選擇模塊在所述多通道母體心電信號(hào)中初始選擇一路測(cè)試通道設(shè)置為默認(rèn)最優(yōu)母體心電信號(hào)測(cè)試通道，并針對(duì)各通道分別進(jìn)行實(shí)時(shí)母體QRS復(fù)波檢測(cè)，得到各通道母體QRS復(fù)波檢測(cè)結(jié)果；根據(jù)所述各通道母體QRS復(fù)波檢測(cè)結(jié)果，分別計(jì)算各路母體心電信號(hào)的信噪比；將信噪比取值最大的母體心電信號(hào)通道更新為最優(yōu)母體心電信號(hào)通道。

信號(hào)合成模塊根據(jù)所述最優(yōu)母體心電信號(hào)通道的母體QRS復(fù)波檢測(cè)結(jié)果，在所述多通道混合心電信號(hào)中分別查找定位各混合心電信號(hào)通道中的母體QRS復(fù)波位置，提取得到各混合心電信號(hào)通道的母體QRS復(fù)波信號(hào)；對(duì)所述多通道混合心電信號(hào)，針對(duì)每一路通道，將得到的該通道母體QRS復(fù)波信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)平均，得到各通道的母體QRS復(fù)波模板；針對(duì)每一路混合心電信號(hào)測(cè)試通道，利用得到的該通道母體QRS復(fù)波模板，以及根據(jù)所確定的該通道母體QRS復(fù)波位置，合成得到該路混合心電信號(hào)測(cè)試通道的母體心電合成信號(hào)。

得到母體心電合成信號(hào)后，針對(duì)每一路混合心電信號(hào)測(cè)試通道，將該通道的母體心電合成信號(hào)和混合心電信號(hào)分別作為自適應(yīng)濾波器的參考輸入和輸入，對(duì)該通道的混合心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)自適應(yīng)濾波，提取出該路混合心電信號(hào)測(cè)試通道中的胎兒心電信號(hào)，并以此得到各路混合心電信號(hào)測(cè)試通道中的胎兒心電信號(hào)。

心率指標(biāo)計(jì)算輸出模塊計(jì)算所述胎兒心電信號(hào)的信噪比，信噪比取值最大的胎兒心電信號(hào)為最優(yōu)胎兒心電信號(hào)；對(duì)最優(yōu)胎兒心電信號(hào)進(jìn)行QRS復(fù)波檢測(cè)，計(jì)算得到胎兒的實(shí)時(shí)心率和QRS復(fù)波寬度指標(biāo)并輸出。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)采集裝置包括i個(gè)電極片和胎兒心電采集盒；所述胎兒心電采集盒內(nèi)設(shè)置有i通道的心電信號(hào)采集芯片、第一無(wú)線WIFI傳輸模塊和充電式鋰電池模塊；所述i個(gè)電極片分別與所述心電信號(hào)采集芯片的i個(gè)信號(hào)輸入端相連，所述第一無(wú)線WIFI傳輸模塊與心電信號(hào)采集芯片之間通信連接，所述充電式鋰電池模塊與心電信號(hào)采集芯片的電源輸入端相連；其中，i≥5。

其中，(i-1)個(gè)電極片作為(i-1)個(gè)測(cè)試通道的心電信號(hào)差分輸入的P端，另外一個(gè)電極片作為(i-1)路心電信號(hào)差分輸入的公共N端。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該檢測(cè)系統(tǒng)還包括導(dǎo)聯(lián)線，該導(dǎo)聯(lián)線的一端設(shè)有i個(gè)暗扣式插頭，導(dǎo)聯(lián)線的另一端為HDMI接口；所述HDMI接口接于所述心電信號(hào)采集芯片內(nèi)，所述i個(gè)電極片分別可拆卸式地設(shè)于i個(gè)暗扣式插頭內(nèi)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述胎兒心電采集盒上還設(shè)置有可穿戴式手環(huán)。以方便孕婦檢測(cè)時(shí)穿戴。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括顯示裝置。所述單片機(jī)的計(jì)算結(jié)果如實(shí)時(shí)心率和QRS復(fù)波寬度指標(biāo)和胎兒的實(shí)時(shí)心率曲線由顯示裝置顯示。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型中，一個(gè)電極片即為一個(gè)檢測(cè)通道，采用多通道檢測(cè)，在輸出最優(yōu)質(zhì)量的胎兒心電信號(hào)的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其它通道輸出的胎兒心電信號(hào)質(zhì)量；一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量更優(yōu)的通道，迅速自動(dòng)切換到該最優(yōu)通道上，最大程度地增強(qiáng)胎兒心電信號(hào)提取的穩(wěn)定性、魯棒性和噪聲敏感性，提高胎兒心電信號(hào)實(shí)時(shí)正確檢出的成功率，降低了傳統(tǒng)單通道檢測(cè)方式對(duì)胎兒位置以及孕婦當(dāng)前狀態(tài)高度敏感的缺陷；

(2)利用最優(yōu)一路的母體心電信號(hào)進(jìn)行后續(xù)的QRS復(fù)波檢測(cè)，準(zhǔn)確率比其它路更高，避免錯(cuò)誤的QRS復(fù)波檢測(cè)對(duì)后面的胎兒心電提取造成錯(cuò)誤結(jié)果，提高胎兒心電信號(hào)實(shí)時(shí)正確檢出的成功率；

(3)利用合成的母體心電信號(hào)作為自適應(yīng)濾波器的參考輸入信號(hào)，與傳統(tǒng)系統(tǒng)中將實(shí)測(cè)得到的最優(yōu)母體心電信號(hào)直接作為參考輸入信號(hào)相比，自適應(yīng)濾波器的濾波效果更好，提高胎兒心電信號(hào)實(shí)時(shí)正確檢出的成功率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述多導(dǎo)聯(lián)聯(lián)合檢測(cè)的智能胎兒心電檢測(cè)系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是圖1中單片機(jī)的原理框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

10信號(hào)采集裝置，101電極片，102暗扣式插頭，103導(dǎo)聯(lián)線，104HDMI接口，105胎兒心電采集盒，106充電式鋰電池模塊，107心電信號(hào)采集芯片，108第一無(wú)線WIFI傳輸模塊，20信號(hào)處理裝置，201第二無(wú)線WAIFI模塊，202帶通濾波器，203-50Hz/60Hz陷波器，204中值濾波器，205單片機(jī)，206自適應(yīng)濾波器，30顯示裝置，2051信號(hào)選擇模塊，2052信號(hào)合成模塊，2053心率指標(biāo)計(jì)算輸出模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

參考圖1，一種多導(dǎo)聯(lián)聯(lián)合檢測(cè)的智能胎兒心電檢測(cè)系統(tǒng)，包括信號(hào)采集裝置10和信號(hào)處理裝置20，所述信號(hào)采集裝置10的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理裝置20的信號(hào)輸入端相連；所述信號(hào)處理裝置20包括依次通信連接的第二無(wú)線WAIFI模塊201、帶通濾波器202、50Hz/60Hz陷波器203、中值濾波器204、單片機(jī)205以及自適應(yīng)濾波器206。

其中，信號(hào)采集裝置10用于在母體胸腔的不同位置處采集一組多通道母體心電信號(hào)，并在母體腹壁的不同位置處采集一組多通道母體與胎兒的混合心電信號(hào)；測(cè)試時(shí)，不同的測(cè)試點(diǎn)作為一個(gè)測(cè)試通道，在母體胸腔出選取的測(cè)試點(diǎn)為母體心電信號(hào)測(cè)試通道，測(cè)試的是純凈的母體心電信號(hào)，在母體腹壁處選取的測(cè)試點(diǎn)為混合心電信號(hào)測(cè)試通道，測(cè)試的是母體與胎兒的混合心電信號(hào)。

帶通濾波器202用于將采集的多通道母體心電信號(hào)和多通道混合心電信號(hào)進(jìn)行0.5Hz-100Hz帶通濾波，濾除基線漂移和肌電干擾；帶通濾波器202處理后的信號(hào)由50Hz/60Hz陷波器203進(jìn)一步陷波濾波處理處理，濾除工頻干擾；50Hz/60Hz陷波器203處理后的信號(hào)由中值濾波器204進(jìn)一步消除殘余的基線漂移，提升心電信號(hào)質(zhì)量。

由帶通濾波器202、50Hz/60Hz陷波器203和中值濾波器204依次處理后的多通道母體心電信號(hào)和多通道混合心電信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)205中，在單片機(jī)205中進(jìn)行復(fù)波檢測(cè)并合成母體心電合成信號(hào)；將合成的母體心電合成信號(hào)作為自適應(yīng)濾波器206的參考輸入，與母體心電合成信號(hào)對(duì)應(yīng)的混合心電信號(hào)作為自適應(yīng)濾波器206的輸入，對(duì)混合心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)自適應(yīng)濾波，提取出該混合心電信號(hào)通道中的胎兒心電信號(hào)；具體的，參考圖2，單片機(jī)205包括選擇最優(yōu)母體心電信號(hào)的信號(hào)選擇模塊2051、合成母體心電信號(hào)的信號(hào)合成模塊2052以及心率指標(biāo)計(jì)算輸出模塊2053，具體原理如下：

信號(hào)選擇模塊2051在所述多通道母體心電信號(hào)中初始選擇一路測(cè)試通道設(shè)置為默認(rèn)最優(yōu)母體心電信號(hào)測(cè)試通道，并針對(duì)各通道分別進(jìn)行實(shí)時(shí)母體QRS復(fù)波檢測(cè)，得到各通道母體QRS復(fù)波檢測(cè)結(jié)果；根據(jù)所述各通道母體QRS復(fù)波檢測(cè)結(jié)果，分別計(jì)算各路母體心電信號(hào)的信噪比；將信噪比取值最大的母體心電信號(hào)通道更新為最優(yōu)母體心電信號(hào)通道。

信號(hào)合成模塊2052根據(jù)所述最優(yōu)母體心電信號(hào)通道的母體QRS復(fù)波檢測(cè)結(jié)果，在所述多通道混合心電信號(hào)中分別查找定位各混合心電信號(hào)通道中的母體QRS復(fù)波位置，提取得到各混合心電信號(hào)通道的母體QRS復(fù)波信號(hào)；對(duì)所述多通道混合心電信號(hào)，針對(duì)每一路通道，將得到的該通道母體QRS復(fù)波信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)平均，得到各通道的母體QRS復(fù)波模板；針對(duì)每一路混合心電信號(hào)測(cè)試通道，利用得到的該通道母體QRS復(fù)波模板，以及根據(jù)所確定的該通道母體QRS復(fù)波位置，合成得到該路混合心電信號(hào)測(cè)試通道的母體心電合成信號(hào)。

得到母體心電合成信號(hào)后，針對(duì)每一路混合心電信號(hào)測(cè)試通道，將該通道的母體心電合成信號(hào)和混合心電信號(hào)分別作為自適應(yīng)濾波器206的參考輸入和輸入，對(duì)該通道的混合心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)自適應(yīng)濾波，提取出該路混合心電信號(hào)測(cè)試通道中的胎兒心電信號(hào)，并以此得到各路混合心電信號(hào)測(cè)試通道中的胎兒心電信號(hào)。

心率指標(biāo)計(jì)算輸出模塊2053計(jì)算所述胎兒心電信號(hào)的信噪比，信噪比取值最大的胎兒心電信號(hào)為最優(yōu)胎兒心電信號(hào)；對(duì)最優(yōu)胎兒心電信號(hào)進(jìn)行QRS復(fù)波檢測(cè)，計(jì)算得到胎兒的實(shí)時(shí)心率和QRS復(fù)波寬度指標(biāo)并輸出。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)采集裝置包括i個(gè)電極片101和胎兒心電采集盒105；所述胎兒心電采集盒105內(nèi)設(shè)置有i通道的心電信號(hào)采集芯片107、第一無(wú)線WIFI傳輸模塊108和充電式鋰電池模塊106；所述i個(gè)電極片101分別與所述心電信號(hào)采集芯片107的i個(gè)信號(hào)輸入端相連，所述第一無(wú)線WIFI傳輸模塊108與心電信號(hào)采集芯片107之間通信連接，所述充電式鋰電池模塊106與心電信號(hào)采集芯片107的電源輸入端相連；其中，i≥5。

其中，(i-1)個(gè)電極片作為(i-1)個(gè)測(cè)試通道的心電信號(hào)差分輸入的P端，另外一個(gè)電極片作為(i-1)路心電信號(hào)差分輸入的公共N端；作為P端的電極片分為兩組，一組用于測(cè)試純凈的母體心電信號(hào)，另一組用于測(cè)試母體與胎兒的混合心電信號(hào)，再加上一個(gè)公共N端，所以電極片數(shù)目必須大于等于5。

在另一個(gè)實(shí)施例中，該檢測(cè)系統(tǒng)還包括導(dǎo)聯(lián)線103，該導(dǎo)聯(lián)線103的一端設(shè)有i個(gè)暗扣式插頭102，導(dǎo)聯(lián)線103的另一端為HDMI接口104；所述HDMI接口104接于所述心電信號(hào)采集芯片107內(nèi)，所述i個(gè)電極片101分別可拆卸式地設(shè)于i個(gè)暗扣式插頭102內(nèi)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述胎兒心電采集盒105上還設(shè)置有可穿戴式手環(huán)。以方便孕婦檢測(cè)時(shí)穿戴。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括顯示裝置30。所述單片機(jī)205的計(jì)算結(jié)果如實(shí)時(shí)心率和QRS復(fù)波寬度指標(biāo)和胎兒的實(shí)時(shí)心率曲線由顯示裝置30顯示；本實(shí)施例中，顯示裝置可以是智能手機(jī)、平板電腦或是臺(tái)式電腦。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于實(shí)用新型的保護(hù)范圍。