了 CGI每次請求響應(yīng)需要重新開啟進(jìn)程的缺點，長期 保留進(jìn)程，減少初始化開銷，大大提高資源利用率。數(shù)據(jù)庫采用SQLite數(shù)據(jù)庫。PHP支持 SQLite數(shù)據(jù)庫并提供接口代碼。在Linux系統(tǒng)下，PHP腳本可以輕松訪問和管理數(shù)據(jù)庫，心 電數(shù)據(jù)和管理參數(shù)等數(shù)據(jù)均可由SQLite數(shù)據(jù)庫管理。
[0190] 利用ARM-Linux交叉編譯技術(shù)，將Lighttpd、PHP、SQLite編譯成微處理器可以運(yùn) 行的格式文件。將用PHP語言嵌入HTML語言編輯的PHP腳本復(fù)制到嵌入式設(shè)備的相應(yīng)路 徑。配置Web服務(wù)器參數(shù)文件，設(shè)置根目錄路徑、FastCGI信息、服務(wù)器基本信息等。啟動 微處理器中的Web服務(wù)器可執(zhí)行程序，此時Web服務(wù)已經(jīng)建立。用戶可以通過電腦、手機(jī)等 智能用戶終端接入無線網(wǎng)絡(luò)，在瀏覽器輸入IP地址，即可登錄管理系統(tǒng)。
[0191] 本發(fā)明可監(jiān)測的數(shù)據(jù)指標(biāo)包括：母體心率、胎兒心率、胎兒缺氧狀況指標(biāo)等。上述 無線胎兒心電監(jiān)測系統(tǒng)采集到的孕婦腹壁心電信號是包含眾多成分的混合信號，其中胎兒 心電信號是關(guān)注的有效成分。在多種成分之中，母體心電信號通常是一個非常顯著的干擾 信號，而其幅值又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于胎兒心電信號。除此之外，還有多種其它干擾成分混在腹壁心電 之中，包括基線漂移、工頻干擾、母體肌電干擾、母體呼吸干擾、電磁干擾等。
[0192] 微處理器獲取胎兒心率的過程，主要包括腹壁心電的預(yù)處理、母體心電定位、母體 心電消除、胎兒心電定位等步驟，與圖2所述一致。
【主權(quán)項】
1. 一種由腹壁心電信號提取胎兒心電信號的方法，其特征是：包括腹壁心電信號預(yù)處 理、母體心電的定位、母體心電的去除和胎兒心電定位四個步驟： (1) 腹壁心電信號預(yù)處理： 采用小波去噪方法分別去除低頻噪聲和高頻噪聲，得到母體心電和胎兒心電的混合信 號； (2) 母體心電R波的定位： 對預(yù)處理后的腹壁心電信號進(jìn)行小波分解，在小波變換域中，找到模極大值點，并根據(jù) 模極大值點與R波波峰的關(guān)系得到R波位置； (3) 母體心電的去除： 在完成母體心電R波定位后，將相鄰R波波峰之間的波形分別提取出來，累加求平均， 得到母體心電模板；按原有順序分別連接構(gòu)造完整母體心電模板；將預(yù)處理后的腹壁心電 信號所有母體R波波峰位置前后0.05秒期間的波形提取出來，替代所述完整母體心電模板 的相應(yīng)位置，得到調(diào)整后的母體心電模板；將預(yù)處理后的腹壁心電信號與調(diào)整后的母體心 電模板做差，就去除了共同的母體心電成分，剩余部分即為胎兒心電信號； (4) 胎兒心電定位： 對得到的胎兒心電信號通過心電R波識別算法對胎兒心電R波進(jìn)行定位，得出胎兒心 率； 在定位R波之前，首先將胎兒心電信號進(jìn)行濾波，去除頻率〇-2Hz的成分，以減小步驟 (3)中做差產(chǎn)生的新的噪聲干擾，使用小波變換模極大值方法定位胎兒心電R波；對識別R 波后的胎兒心動周期進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，根據(jù)以下公式獲得胎兒心率：式中HR為平均胎兒心率，Nk為胎兒R波總個數(shù)，X 1K為最后一個R波位置的采樣點數(shù)， Xft為首個R波所在位置采樣點數(shù)，fs為采樣率，計算得到的平均胎兒心率單位為次/分鐘。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由腹壁心電信號提取胎兒心電信號的方法，其特征是：所述 步驟（1)中采用小波去噪方法分別去除低頻噪聲和高頻噪聲的具體過程是：①去除低頻噪 聲，采用c〇if5小波將腹壁心電信號進(jìn)行尺度為6的分解，將6尺度的低頻系數(shù)置零并重構(gòu) 腹壁心電信號，以消除低頻噪聲干擾；②去除高頻噪聲，采用coif5小波，對腹壁心電信號 進(jìn)行尺度為3的分解，使用軟閾值法去除高頻噪聲，最后重構(gòu)心電信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由腹壁心電信號提取胎兒心電信號的方法，其特征是：所述 步驟（2)中得到R波位置的具體實現(xiàn)過程如下： ① 分別在2-16尺度對腹壁心電信號進(jìn)行sym2小波變換，記其分解系數(shù)i = 2, 3,…，16 ;構(gòu)造矩陣F = [f2;f 3;. . . ;f 16]，其中心為行向量，記f為F的列值求和； ② 求f的極大值和極小值，分別記為fmax和f min，設(shè)系數(shù)a = 0. 5,閾值Thmax= f max*a， Thmin= f min*a，對f求大于Thmax和小于Th min的時間點坐標(biāo)，記Ioca序列； ③ 得到Ioca序列后，定義時間閾值T，遍歷Ioca序列，對兩點之間時間小于T的刪除后 面的點；循環(huán)上述操作，直至任意兩點間隔大于T ; ④ 以經(jīng)過處理后的Ioca序列中的點為參考，在腹壁心電信號中檢測該點周圍模極大 值點，記為R波位置； 按照上述過程得到全部R波的位置，確定每個母體心電周期。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的由腹壁心電信號提取胎兒心電信號的方法，其特征是：所述 步驟⑷中對識別R波后的胎兒心動周期進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整分為兩個部分：重建與母體QRS波 重合的胎兒R波位置記錄和修復(fù)異常R波漏檢與誤檢； 重建與母體QRS波重合的胎兒R波位置記錄的方法如下： ① 遍歷所有母體QRS波位置所在的胎兒心電周期，記當(dāng)前RR間期長度為Tm。 ② 獲取此母體QRS波位置附近的10個胎兒心電周期，求均值并記為Tf，排除此10個周 期內(nèi)長度大于Tf*l. 5或小于Tf*0. 7的周期，并獲取最近的下一個周期遞補(bǔ)，重復(fù)本步驟，直 至10個周期長度均不超出范圍； ③ 如果Tm> T f*l. 7,認(rèn)為此母體QRS波位置有胎兒R波存在，在此區(qū)域中點添加胎兒R 波標(biāo)記； 修復(fù)異常R波漏檢與誤檢的方法如下： ① 求所有心電周期的平均值，記為Ta; ② 假陽性R波去除：遍歷每個心電周期，記某個心電周期為T，其前后心電周期分別記 為1'1和1'2，如果1'<0.51；，且組11(1'1，1' 2)+1'<1.21；，認(rèn)為1'與祖11(1'1，1'2)之間的1?波為 假陽性，去除； ③ 假陰性R波添加：遍歷每個心電周期，記某個心電周期為T，如果T > I. 7Ta，認(rèn)為T 周期內(nèi)有一 R波為假陰性，在T中點位置添加一個R波標(biāo)記。5. -種由腹壁心電信號提取胎兒心電信號的無線胎兒心電監(jiān)測系統(tǒng)，包括微處理器、 信號采集模塊、存儲模塊和無線網(wǎng)絡(luò)模塊，存儲模塊和無線網(wǎng)絡(luò)模塊連接在微處理器上，信 號采集模塊包括依次連接的心電電極、心電放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器連 接；其特征是： 心電電極采集孕婦腹壁心電信號，腹壁心電信號由心電放大器放大后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由微處理器獲取并存于存儲模塊中，微處理器完成以下操作，獲取胎兒心 率： (1) 腹壁心電信號預(yù)處理： 采用小波去噪方法分別去除低頻噪聲和高頻噪聲，得到母體心電和胎兒心電的混合信 號； (2) 母體心電R波的定位： 對預(yù)處理后的腹壁心電信號進(jìn)行小波分解，在小波變換域中，找到模極大值點，并根據(jù) 模極大值點與R波波峰的關(guān)系得到R波位置； (3) 母體心電的去除： 在完成母體心電R波定位后，將相鄰R波波峰之間的波形分別提取出來，累加求平均， 得到母體心電模板；按原有順序分別連接構(gòu)造完整母體心電模板；將預(yù)處理后的腹壁心電 信號所有母體R波波峰位置前后0.05秒期間的波形提取出來，替代所述完整母體心電模板 的相應(yīng)位置，得到調(diào)整后的母體心電模板；將預(yù)處理后的腹壁心電信號與調(diào)整后的母體心 電模板做差，就去除了共同的母體心電成分，剩余部分即為胎兒心電信號； (4) 胎兒心電定位： 對得到的胎兒心電信號通過心電R波識別算法對胎兒心電R波進(jìn)行定位，得出胎兒心 率；對獲取的胎兒心率，通過無線網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸至用戶終端。
【專利摘要】一種由腹壁心電信號提取胎兒心電信號的方法及系統(tǒng)，該方法包括(1)腹壁心電信號預(yù)處理；(2)母體心電的定位，得到R波的位置；(3)母體心電的去除，得到胎兒心電信號；(4)胎兒心電定位，得出胎兒心率。該系統(tǒng)包括微處理器、信號采集模塊、存儲模塊和無線網(wǎng)絡(luò)模塊。本發(fā)明有效地從腹壁混合心電中去除了各種噪聲干擾，由腹壁心電信號中準(zhǔn)確提取胎兒心電信號，獲取了胎心率等重要生理指標(biāo)關(guān)鍵，將數(shù)據(jù)采集和處理在微處理器中完成，再利用無線的方式連接心電監(jiān)測系統(tǒng)和用戶終端，不需要在孕婦身上連接導(dǎo)聯(lián)線，便于攜帶、使用方便、可供孕婦長期隨時自行監(jiān)測胎兒狀況。
【IPC分類】A61B5/0402, A61B5/0444
【公開號】CN104887220
【申請?zhí)枴緾N201510339133
【發(fā)明人】劉常春, 于忠瀚, 楊靜
【申請人】山東大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月18日