CN103222863B - 一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带 - Google Patents
一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103222863B CN103222863B CN201310191335.1A CN201310191335A CN103222863B CN 103222863 B CN103222863 B CN 103222863B CN 201310191335 A CN201310191335 A CN 201310191335A CN 103222863 B CN103222863 B CN 103222863B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film sensor
- piezoelectric film
- abdominal belt
- signal
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带,本发明涉及对胎儿心脏的监测领域。它是为了解决现有胎心监测多是利用胎心音听诊器、超声多普勒胎音仪、单个传感器来进行胎心监测,它们存在误差大或属于“入侵式”的监测或精度低的问题。它的腹带的两端部上分别设置有魔术贴,压电薄膜传感器阵列设置在腹带的中部;检测电路设置在腹带上;所属检测电路由前置差分放大电路、滤波电路、模/数转换电路、DSP模块、存储器模块、接口模块组成。本发明所采用的压电薄膜传感器具有响应速度快、灵敏度高和线性度好的优点,能够保证检测的准确性;由于压电薄膜传感器质量小,柔软,耐用,其嵌入腹带后能够很好的与人体贴合,人机功效良好。
Description
技术领域
本发明涉及对胎儿心脏的监测领域。
背景技术
胎心监护在以往仅用于推测胎儿是否存活,现在则通过胎心监测,可以诊断胎儿能量储备能力和胎儿健康状况。胎心监测不仅可以诊断胎儿心脏功能,还可以诊断胎儿中枢神经系统功能,避免妊娠妇女子宫环境恶化对胎儿中枢神经造成不可挽回的损伤。胎心率是胎心监测的一个重要指标。
早期的胎心监测多是利用胎心音听诊器来测量胎心率,存在误差大、抗干扰能力差,需要医生或者妊娠妇女手动操作的缺点。目前在医院中广泛使用超声多普勒胎音仪作为胎心监测手段,这种方法主要原理是借助仪器主动发送超声波作用于胎儿,从胎儿各种组织对超声波的不同反射信号来获取胎心信息。显然,这是一种“入侵式”的监测方法。采用这种方法对胎儿进行持续监测安全性未知,存在对母体和胎儿的潜在危害。采用单个传感器的胎心监测设备精度较低,测量结果受母体影响较大,并且不能对胎儿心脏位置做出估计。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带,为了解决现有胎心监测多是利用胎心音听诊器、超声多普勒胎音仪、单个传感器来进行胎心监测,它们存在误差大或属于“入侵式”的监测或精度低的问题。
所述的目的是通过以下方案实现的:所述的一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带,是由腹带、多个压电薄膜传感器、检测电路组成;
腹带的两端部上分别设置有魔术贴,多个压电薄膜传感器按阵列排列设置在腹带的中部;检测电路设置在腹带上;所述检测电路由前置差分放大电路、滤波电路、模/数转换电路、DSP模块、存储器模块、接口模块组成;压电薄膜传感器阵列的信号输出总线连接前置差分放大电路的信号输入总线,前置差分放大电路的信号输出总线连接滤波电路的信号输入总线,滤波电路的信号输出总线连接模/数转换电路的信号输入总线,模/数转换电路的数据输出总线连接DSP模块的数据输入总线,DSP模块的数据存储输出输入总线端连接存储器模块的数据存储输出输入总线端,DSP模块的数据输出总线端与接口模块的数据输出总线端连接;所述DSP模块对胎儿能量算法为:第一步,利用Teager能量算子突出信号的高能量区域,Teager能量算子的计算采用如下公式:
y(n)=x2(n-1)-x(n-1)*x(n-2)
其中:x(n)为接收到的胎儿心跳信号,y(n)为Teager能量信号;第二步,Teager能量信号经过自相关处理实现胎儿心率的初步估计;第三步,自相关处理后得到的信号经过峰值估计处理后,得到峰值点所对应的频率和能量;第四步,峰值估计得到的能量信号经过能量比较处理,得到最大能量所对应的频率,将此频率作为胎儿的心率;所述DSP模块3-4对胎儿心脏位置的算法为:在同一平面,假设胎儿心脏位置与所述压电薄膜传感器的坐标位置分别为(x,y)和(xi,yi),其中i=0,1,2……10,rj为声源到第j个所述压电薄膜传感器之间的距离差,用方程可表示为:
式中,c为声传播速度,τj为声源信号到第j个所述压电薄膜传感器与到所述压电薄膜传感器(x0,y0)的时延值,由双曲线的定义可知,每对时延值确定一条双曲线,则两对时延值确定两条双曲线,且这两条双曲线的交点位置即为心脏位置。
本发明所采用的压电薄膜传感器具有响应速度快、灵敏度高和线性度好的优点,能够保证检测的准确性;由于压电薄膜传感器质量小,柔软,耐用,其嵌入腹带后能够很好的与人体贴合,人机功效良好。
本发明只需在妊娠妇女腹部缠绕一条所述腹带,便能够对妊娠妇女胎心率进行实时监测,同时对妊娠妇女体内胎儿心脏位置做出估计,能满足孕妇在家中自我监测的需要,并且存储的监测数据也能为医生提供参考,保证了妊娠妇女以及胎儿的健康。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是图1中检测电路3的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:如图1、图2所示,它是由腹带1、多个压电薄膜传感器2、检测电路3组成;
腹带1的两端部上分别设置有魔术贴1-1,多个压电薄膜传感器2按阵列排列设置在腹带1的中部;检测电路3设置在腹带1上;所述检测电路3由前置差分放大电路3-1、滤波电路3-2、模/数转换电路3-3、DSP模块3-4、存储器模块3-5、接口模块3-6组成;压电薄膜传感器2阵列的信号输出总线连接前置差分放大电路3-1的信号输入总线,前置差分放大电路3-1的信号输出总线连接滤波电路3-2的信号输入总线,滤波电路3-2的信号输出总线连接模/数转换电路3-3的信号输入总线,模/数转换电路3-3的数据输出总线连接DSP模块3-4的数据输入总线,DSP模块3-4的数据存储输出输入总线端连接存储器模块3-5的数据存储输出输入总线端,DSP模块3-4的数据输出总线端与接口模块3-6的数据输出总线端连接;所述DSP模块3-4对胎儿能量算法为:第一步,利用Teager能量算子突出信号的高能量区域,Teager能量算子的计算采用如下公式:
y(n)=x2(n-1)-x(n-1)*x(n-2)
其中:x(n)为接收到的胎儿心跳信号,y(n)为Teager能量信号;第二步,Teager能量信号经过自相关处理实现胎儿心率的初步估计;第三步,自相关处理后得到的信号经过峰值估计处理后,得到峰值点所对应的频率和能量;第四步,峰值估计得到的能量信号经过能量比较处理,得到最大能量所对应的频率,将此频率作为胎儿的心率;所述DSP模块3-4对胎儿心脏位置的算法为:在同一平面,假设胎儿心脏位置与所述压电薄膜传感器的坐标位置分别为(x,y)和(xi,yi),其中i=0,1,2……10,rj为声源到第j个所述压电薄膜传感器之间的距离差,用方程可表示为:
式中,c为声传播速度,τj为声源信号到第j个所述压电薄膜传感器与到所述压电薄膜传感器(x0,y0)的时延值,由双曲线的定义可知,每对时延值确定一条双曲线,则两对时延值确定两条双曲线,且这两条双曲线的交点位置即为心脏位置。
所述压电薄膜传感器2阵列由多片MEAS公司LDT0-028K构成,前置差分放大电路3-1由多片INA326芯片构成;滤波电路3-2由多片运算放大器芯片LF356构成;模/数转换电路3-3由多片AD7091R构成;DSP模块3-4型号可选用TMS320C674x低功耗浮点DSP;存储器模块3-5型号可选用Micron公司256MBDDR3MT41J256M8芯片;接口模块3-6型号可选用ADI公司AD8376VGA芯片。
所述压电薄膜传感器2阵列的中心点与所述腹带1的中心点、妊娠妇女的肚脐对准,具体位置是在所述腹带1的中心点放置一个压电薄膜传感器,在水平方向上对称于所述腹带1的中心点左、右两侧分别放置四个压电薄膜传感器,在肚脐水平的方向上,相邻所述压电薄膜传感器之间的距离为6厘米,在垂直方向上,对称于所述腹带1的中心点上、下两端分别对称放置一个压电薄膜传感器,垂直方向上的压电薄膜传感器与腹带1的中心点之间的距离为6厘米。
工作原理:压电薄膜传感器2阵列对胎儿心脏跳动信号进行监测,压电薄膜传感器2阵列将上述监测到的信号通过前置差分放大电路3-1、滤波电路3-2、模/数转换电路3-3送入DSP模块3-4中,DSP模块3-4将所述胎心信号4分为两路,一路经过非线性滤波器处理得到相应的胎心率监测结果,另一路经过时延估计处理得到胎儿心脏位置,并将胎心率和胎儿心脏位置实时记录在存储器模块3-5中,同时把相应结果送至接口模块6。
Claims (2)
1.一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带,它是由腹带(1)、多个压电薄膜传感器(2)、检测电路(3)组成;
其特征在于腹带(1)的两端部上分别设置有魔术贴(1-1),多个压电薄膜传感器(2)按阵列排列设置在腹带(1)的中部;检测电路(3)设置在腹带(1)上;所述检测电路(3)由前置差分放大电路(3-1)、滤波电路(3-2)、模/数转换电路(3-3)、DSP模块(3-4)、存储器模块(3-5)、接口模块(3-6)组成;压电薄膜传感器(2)阵列的信号输出总线连接前置差分放大电路(3-1)的信号输入总线,前置差分放大电路(3-1)的信号输出总线连接滤波电路(3-2)的信号输入总线,滤波电路(3-2)的信号输出总线连接模/数转换电路(3-3)的信号输入总线,模/数转换电路(3-3)的数据输出总线连接DSP模块(3-4)的数据输入总线,DSP模块(3-4)的数据存储输出输入总线端连接存储器模块(3-5)的数据存储输出输入总线端,DSP模块(3-4)的数据输出总线端与接口模块(3-6)的数据输出总线端连接;所述DSP模块(3-4)对胎儿能量算法为:第一步,利用Teager能量算子突出信号的高能量区域,Teager能量算子的计算采用如下公式:
y(n)=x2(n-1)-x(n-1)*x(n-2)
其中:x(n)为接收到的胎儿心跳信号,y(n)为Teager能量信号;第二步,Teager能量信号经过自相关处理实现胎儿心率的初步估计;第三步,自相关处理后得到的信号经过峰值估计处理后,得到峰值点所对应的频率和能量;第四步,峰值估计得到的能量信号经过能量比较处理,得到最大能量所对应的频率,将此频率作为胎儿的心率;所述DSP模块(3-4)对胎儿心脏位置的算法为:在同一平面,假设胎儿心脏位置与所述压电薄膜传感器的坐标位置分别为(x,y)和(xi,yi),其中i=0,1,2……10,rj为声源到第j个所述压电薄膜传感器之间的距离差,用方程可表示为:
式中,c为声传播速度,τj为声源信号到第j个所述压电薄膜传感器与到所述压电薄膜传感器(x0,y0)的时延值,由双曲线的定义可知,每对时延值确定一条双曲线,则两对时延值确定两条双曲线,且这两条双曲线的交点位置即为心脏位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带,其特征在于所述压电薄膜传感器(2)阵列的中心点与所述腹带(1)的中心点、妊娠妇女的肚脐对准,具体位置是在所述腹带(1)的中心点放置一个压电薄膜传感器,在水平方向上对称于所述腹带(1)的中心点左、右两侧分别放置四个压电薄膜传感器,在肚脐水平的方向上,相邻所述压电薄膜传感器之间的距离为6厘米,在垂直方向上,对称于所述腹带(1)的中心点上、下两端分别对称放置一个压电薄膜传感器,垂直方向上的压电薄膜传感器与腹带(1)的中心点之间的距离为6厘米。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310191335.1A CN103222863B (zh) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | 一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310191335.1A CN103222863B (zh) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | 一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103222863A CN103222863A (zh) | 2013-07-31 |
CN103222863B true CN103222863B (zh) | 2016-05-18 |
Family
ID=48833679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310191335.1A Active CN103222863B (zh) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | 一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103222863B (zh) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104352226B (zh) * | 2014-09-23 | 2017-03-29 | 深圳市前海安测信息技术有限公司 | 可穿戴式生命体征监测仪及监测方法 |
CN104361540B (zh) * | 2014-09-23 | 2017-12-26 | 深圳市前海安测信息技术有限公司 | 基于网络医院的孕妇及胎儿体征信息管理系统及方法 |
CN105167974B (zh) * | 2015-10-10 | 2017-11-21 | 安庆师范大学 | 腰腹部加压仪 |
CN105796095B (zh) * | 2016-01-22 | 2018-12-25 | 纳智源科技(唐山)有限责任公司 | 胎心胎动监测带、胎心胎动监测装置及系统 |
ES2890719T3 (es) * | 2016-04-01 | 2022-01-21 | Owlet Baby Care Inc | Monitorización de datos de salud fetal |
CN107468232A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-12-15 | 苏州风尚智选医疗科技有限公司 | 胎心监护装置和方法 |
CN107713991A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-02-23 | 四川大学 | 体征检测装置、方法及系统 |
CN108201449A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-26 | 业成科技(成都)有限公司 | 贴片式监测妊娠状态的装置以及监测妊娠状态的方法 |
CN108652664A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-10-16 | 上海拓萧智能科技有限公司 | 托腹带、托腹裤和母婴健康监测系统 |
CN109124845A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-04 | 杨松 | 孕妇专用传感腹带 |
CN111419270A (zh) * | 2019-01-09 | 2020-07-17 | 无锡闻心电子科技有限责任公司 | 可穿戴胎音收集检测器、监控装置、系统及方法 |
CN111265240A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 孙磊 | 胎心监护仪及胎心测量方法 |
CN111227820A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-05 | 孙磊 | 多维通道传感器的胎心检测传感器矩阵、胎心检测设备 |
CN111265243A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 孙磊 | 基于多维通道传感器的胎儿胎心监护系统、设备及方法 |
CN111265242A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 孙磊 | 胎儿胎心监护系统、设备及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4960118A (en) * | 1989-05-01 | 1990-10-02 | Pennock Bernard E | Method and apparatus for measuring respiratory flow |
CN2358833Y (zh) * | 1997-09-04 | 2000-01-19 | 北京中方荣科技有限公司 | 腹带式胎音监测仪 |
CN2790407Y (zh) * | 2005-05-10 | 2006-06-28 | 北京奥瑞赛斯传感技术有限公司 | 数字式胎儿心音测量装置 |
CN102068249A (zh) * | 2009-11-23 | 2011-05-25 | 财团法人工业技术研究院 | 母体胎儿监视装置与方法 |
CN102370496A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-03-14 | 北京大学深圳研究生院 | 一种基于压电薄膜传感器的胎心音监测仪 |
-
2013
- 2013-05-22 CN CN201310191335.1A patent/CN103222863B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4960118A (en) * | 1989-05-01 | 1990-10-02 | Pennock Bernard E | Method and apparatus for measuring respiratory flow |
CN2358833Y (zh) * | 1997-09-04 | 2000-01-19 | 北京中方荣科技有限公司 | 腹带式胎音监测仪 |
CN2790407Y (zh) * | 2005-05-10 | 2006-06-28 | 北京奥瑞赛斯传感技术有限公司 | 数字式胎儿心音测量装置 |
CN102068249A (zh) * | 2009-11-23 | 2011-05-25 | 财团法人工业技术研究院 | 母体胎儿监视装置与方法 |
CN102370496A (zh) * | 2011-09-09 | 2012-03-14 | 北京大学深圳研究生院 | 一种基于压电薄膜传感器的胎心音监测仪 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103222863A (zh) | 2013-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103222863B (zh) | 一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带 | |
US10987047B2 (en) | System and method for analyzing progress of labor and preterm labor | |
US10758146B2 (en) | System and method for fetal heartbeat sound monitoring and recording by propagation and spacial location analysis by a sensor matrix | |
Mikkelsen et al. | Electrohysterography of labor contractions: propagation velocity and direction | |
CN103635144B (zh) | 用于自动超声多普勒角及流速估计的方法与装置 | |
US6898460B2 (en) | Method and apparatus for uterine contraction monitoring using linear predictive modeling of abdominal surface EMG signals | |
JPH08504342A (ja) | 陣痛診断用の装置及び方法 | |
CN202005761U (zh) | 一种胎音传感器 | |
CN103239234A (zh) | 基于多尺度测量的智能胎动监测系统 | |
CN204863162U (zh) | 胎心监测装置 | |
CN105708437A (zh) | 胎心监测装置 | |
CN102258368A (zh) | 胎心电检测的时域稀疏性线性混叠盲分离模型的判别方法 | |
CN107397535B (zh) | 孕妇综合体征监护装置和系统 | |
KR101221406B1 (ko) | 태아 심음 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템 | |
CN107997743A (zh) | 基于体表子宫肌电的便携式宫缩监测系统 | |
CN103479382B (zh) | 一种声音传感器、基于声音传感器的肠电图检测系统及检测方法 | |
CN104224226A (zh) | 一种胎心音与宫缩信号集成化传感器组件 | |
CN104887240B (zh) | 一种监测心音信号的方法及心音信号监测装置 | |
CN103957813A (zh) | 用于识别高危妊娠的系统和方法 | |
KR20110041329A (ko) | 휴대용 조산 검진장치, 조산 검진시스템 및 조산 검진방법 | |
CN204306839U (zh) | 被动式胎心与胎动监护仪以及应用该监护仪的检测系统 | |
CN210541622U (zh) | 一种带有活动绑带的胎心监护装置 | |
CN205964077U (zh) | 一种新型孕期母婴检测综合装置 | |
Cohen et al. | Measurement of compliance of the maternal abdominal wall in pregnancy | |
CN103646164A (zh) | 一种便携式全方位人体健康检测系统及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |