一种胎心音信号检测与处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种胎心音信号检测与处理装置，包括信号检测单元和信号处理单元，信号检测单元用于采集胎心音声信号，并将其转换成胎心音电信号；信号处理单元包括：处理子单元，用于对胎心音电信号进行除噪处理，提取除噪处理后的胎心音电信号的信号包络；特征识别子单元，用于在信号包络中分别识别出各个第一心音波形和第二心音波形的位置；计算子单元，用于分别计算每相邻两个第一心音波形、第二心音波形的起始点/结束点之间的时长，得到多个基于第一心音的心率值和多个基于第二心音的心率值，求平均以得出胎心率。本实用新型专利技术所述装置既不会在采集胎心音信号时会对胎儿产生影响，又能对采集到的胎心音信号进行良好处理。

【技术实现步骤摘要】
一种胎心音信号检测与处理装置
本技术涉及生理信号检测
，具体涉及一种胎心音信号检测与处理装 置。
技术介绍
据WHO报道，世界每年约有300多万胎儿在怀孕阶段死亡，约400多万婴儿在出生 后的四周内死亡，若孕妇在怀孕期间，能够按时检查胎儿健康状况，并获得相应的妊娠、分 娩和产后护理指导，将会大大减少胎儿及婴儿的死亡率。一般情况下，孕妇在受孕24周之 后就开始去医院周期性地接受胎儿健康监护，胎儿健康监护能提前检测到某些胎儿的心脏 疾病、胎儿被脐带缠绕引起的窒息和胎儿窘迫等异常情况，从而实现优生，和胎儿健康、安 全预防，能大大减少产前胎儿和产后婴儿的死亡率。而且，胎儿的健康与孕妇的健康、营养 和心理状况息息相关，因此，当胎儿的健康出现明显变化时，医生不仅会考虑胎儿可能患有 的疾病，还会考虑孕妇本身的情况，然后综合评价，得出诊断建议，实现孕妇健康、安全地怀 孕，顺利生产等。 胎儿心脏和成人心脏一样，包括两个心室、两个心房和四种瓣膜。在一个心动周期 中，心脏发生一次收缩和舒张，即一个心动周期包括心房收缩、心房舒张、心室收缩和心室 舒张四个过程。在胎儿心脏开始心动周期前，血液经静脉和胎盘流进心房累积，然后如同成 人心脏搏动、心脏内血流循环一样，心房开始收缩，瓣膜打开，血液由心房流入心室，从而形 成一个完整的心动周期。在各个心动周期的过程中，由心肌本身的舒张，瓣膜的关闭以及血 流冲击所产生的声音叫做胎心音。胎心音犹如机械手表的嘀塔声，有一定的规律，每一个 心动周期可产生四个胎心音，包括第一心音（S1)、第二心音（S2)、第三心音（S3)和第四心 音（S4)。其中，第一心音（S1)出现在心室收缩期，标志心室开始收缩，主要由房室瓣关闭 及相伴随的心室壁振动形成，其音调较低，持续时间较长；第二心音（S2)出现在心室舒张 期，即出现在第一心音（si)之后，标志心室开始舒张，主要由动脉瓣关闭等形成，其音调较 高，持续时间较短；第三心音（S3)出现在心室舒张早期，随着房室瓣的开放，心房的血液快 速流入心室，引起心室壁和腱索的振动，从而形成第三心音，其音调较低，持续较短；第四心 音（S4)是由心房收缩，血流快速充盈心室所引起的振动而形成，又称心房音，其音调较低， 持续较短。对于这四种胎心音来说，只能听到第一心音（S1)和第二心音（S2)，而第三心音 (S3)和第四心音（S4)由于太过微弱，一般很难听到。 在胎儿健康监护（也称为胎心监护）技术中，胎心音图（fetal phonocadiogram, 简称FPCG)监测是相对容易实现的技术之一。具体为，在孕妇腹部采集胎心音信号，并绘制 成胎心音波形图，通过该图可以得到胎心率、胎动等多种信息，而这些信息能够很好的反应 胎儿的健康状况。 目前，在孕妇腹部做胎心监护一般采用超声多普勒方式，该方式通过超声探头发 射一定量的超声作用于胎儿心脏，胎儿心脏搏动时会对超声产生反射，探头接收反射回的 超声并对接收的超声做相应的分析，就能得到胎儿心脏的活动信息（如胎心音），这种方式 具有技术成熟、实现方便等优点，但是，由于应用超声时需要使用超声耦合剂，而且当超声 作用于胎儿时，会刺激胎儿，使其活动加剧，这些都会造成检测结果的误差；此外，胎心监护 还可采用听诊器的方式，例如使用高灵敏度的听诊器在孕妇腹部适当位置处听胎心音，这 种方法是被动的检测胎心音，对胎儿不会产生任何影响，但是，由于胎心音是一种微弱的低 频非线性、非平稳生理信号，主频段在20-200HZ内，普通的听诊器不适用，高灵敏度的听诊 器又太昂贵，而且，采用听诊器的方式寻找胎心位置比较困难，难以普及。同时，胎心音在通 过羊水、子宫等孕妇腹部组织和器官向外传播时，会受到外界噪声，胎动，孕妇的心音，孕妇 腹部血流音、肠鸣音等的干扰，使得在孕妇腹部采集得到的胎心音信号非常复杂，而现有的 超声多普勒方式和听诊器方式对采集到的包含噪声的胎心音信号的处理方法比较简单，处 理结果的误差较大。 因此，如何既能在采集胎心音信号时不会对胎儿产生影响，且采集方法简单易行、 价格低廉，又能对采集到的胎心音信号进行良好处理，减少处理结果的误差，成为了行业内 亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种 既不会在采集胎心音信号时会对胎儿产生影响，又能对采集到的胎心音信号进行良好处理 的胎心音信号检测与处理装置。 解决本技术技术问题所采用的技术方案： 所述胎心音信号检测与处理装置包括信号检测单元和信号处理单元，所述信号处 理单元包括处理子单元、特征识别子单元和计算子单元， 所述信号检测单元与信号处理单元中的处理子单元相连，用于从孕妇腹部采集胎 心音声信号，将所述胎心音声信号转换成胎心音电信号后发送至处理子单元； 所述处理子单元还与特征识别子单元相连，用于对所述胎心音电信号进行除噪处 理，提取除噪处理后的胎心音电信号的信号包络，并将所述信号包络发送至特征识别子单 元； 所述特征识别子单元还与计算子单元相连，用于在所述信号包络中分别识别出各 个第一心音波形的位置和各个第二心音波形的位置，并发送至计算子单元； 所述计算子单元用于根据所述信号包络中各个第一心音波形的位置和各个第二 心音波形的位置，分别计算每相邻两个第一心音波形的起始点/结束点之间的时长，和每 相邻两个第二心音波形的起始点/结束点之间的时长，得到多个基于第一心音的心率值和 多个基于第二心音的心率值，对所述多个基于第一心音的心率值和多个基于第二心音的心 率值求平均以得出胎心率。 优选地，所述信号检测单元包括耦合声腔和声电转换子单元， 所述耦合声腔的一端与孕妇腹部接触，另一端与声电转换子单元相连，用于采集 胎心音声信号并传送给声电转换子单元； 所述声电转换子单元与信号处理单元中的处理子单元相连，用于将所述胎心音声 信号转换成胎心音电信号后发送至处理子单元。 优选地，所述信号检测单元还包括前置放大器和抗混叠滤波器， 所述前置放大器分别与声电转换子单元和抗混叠滤波器相连，用于对声电转换子 单元输出的胎心音电信号进行放大处理，并将放大处理后的胎心音电信号发送至抗混叠滤 波器； 所述抗混叠滤波器分别与前置放大器和信号处理单元中的处理子单元相连，用于 滤除前置放大器输出的放大处理后的胎心音电信号中的高频噪声，并将滤除高频噪声后的 胎心音电信号发送至处理子单元。 优选地，所述信号处理单元还包括显示子单元， 所述显示子单元与计算子单元相连，用于显示计算子单元输出的胎心率。 优选地，所述信号处理单元还包括编码子单元和播放子单元，所述编码子单元分 别与处理子单元和播放子单元相连， 所述处理子单元还用于将除噪处理后的胎心音电信号发送至编码子单元； 所述编码子单元用于将除噪处理后的胎心音电信号通过数字编码成音频文件，并 将所述音频文件发送至播放子单元； 所述播放子单元用于播放所述音频文件。 优选地，所述信号处理单元还包括存储子单元， 所述存储子单元与编码子单元和/或计算子单元相连，用于存储编码子单元输出 的音频文件，和/或，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胎心音信号检测与处理装置，包括信号检测单元和信号处理单元，其特征在于，所述信号处理单元包括处理子单元、特征识别子单元和计算子单元，所述信号检测单元与信号处理单元中的处理子单元相连，用于从孕妇腹部采集胎心音声信号，将所述胎心音声信号转换成胎心音电信号后发送至处理子单元；所述处理子单元还与特征识别子单元相连，用于对所述胎心音电信号进行除噪处理，提取除噪处理后的胎心音电信号的信号包络，并将所述信号包络发送至特征识别子单元；所述特征识别子单元还与计算子单元相连，用于在所述信号包络中分别识别出各个第一心音波形的位置和各个第二心音波形的位置，并发送至计算子单元；所述计算子单元用于根据所述信号包络中各个第一心音波形的位置和各个第二心音波形的位置，分别计算每相邻两个第一心音波形的起始点/结束点之间的时长，和每相邻两个第二心音波形的起始点/结束点之间的时长，得到多个基于第一心音的心率值和多个基于第二心音的心率值，对所述多个基于第一心音的心率值和多个基于第二心音的心率值求平均以得出胎心率。

【技术特征摘要】
1. 一种胎心音信号检测与处理装置，包括信号检测单元和信号处理单元，其特征在于， 所述信号处理单元包括处理子单元、特征识别子单元和计算子单元， 所述信号检测单元与信号处理单元中的处理子单元相连，用于从孕妇腹部采集胎心音 声信号，将所述胎心音声信号转换成胎心音电信号后发送至处理子单元； 所述处理子单元还与特征识别子单元相连，用于对所述胎心音电信号进行除噪处理， 提取除噪处理后的胎心音电信号的信号包络，并将所述信号包络发送至特征识别子单元； 所述特征识别子单元还与计算子单元相连，用于在所述信号包络中分别识别出各个第 一心音波形的位置和各个第二心音波形的位置，并发送至计算子单元； 所述计算子单元用于根据所述信号包络中各个第一心音波形的位置和各个第二心音 波形的位置，分别计算每相邻两个第一心音波形的起始点/结束点之间的时长，和每相邻 两个第二心音波形的起始点/结束点之间的时长，得到多个基于第一心音的心率值和多个 基于第二心音的心率值，对所述多个基于第一心音的心率值和多个基于第二心音的心率值 求平均以得出胎心率。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述信号检测单元包括耦合声腔和声电转换子单元， 所述耦合声腔的一端与孕妇腹部接触，另一端与声电转换子单元相连，用于采集胎心 音声信号并传送给声电转换子单元； 所述声电转换子单元与信号处理单元中的处理子单元相连，用于将所述胎心音声信号 转换成胎心音电信号后发送至处理子单元。3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述信号检测单元还包括前置放大器和抗混叠滤波器， 所述前置放大器分别与声电转换子单元和抗混叠滤波器相连，用于对声电转换子单 元输出的胎心音电信号进行放大处理，并将放大处理后的胎心音电信号发送至抗混叠滤波 器； 所述抗混叠滤波器分别与前置放大器和信号处理单元中的处理子单元相连，用于滤除 前置放大器输出的放大处理后的胎心音电信号中的高频噪声，并将滤除高频噪声后的胎心 音电信号发送至处理子单元。4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述信号处理单元还包括显示子单元， 所述显示子单元与计算子单元相连，用于显示计算子单元输出的胎心率。5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述信号处理单元还包括编码子单元和播放子单元，所述编码子单元分别与处理子单 元和播放子单元相连， 所述处理子单元还用于将除噪处理后的胎心音电信号发送至编码子单元； 所述编码子单元用于将除噪处理后的胎心音电信号通过数字编码成音频文件，并将所 述音频文件发送至播放子单元； 所述播放子单元用于播放所述音频文件。6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于， 所述信号处理单元还包括存储子单元， 所述存储子单元与编码子单元和/或计算子单元相连，用于存储编码子单元输出的音 频文件，和/或，计算子单元输出的胎心率。7. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于， 所述信号处理单元还包括交互子单元， 所述交互子单元分别与编码子单元和/或计算子单元相连，用于将编码子单元输出的 音...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬李，何伟，张懿，谭志向，
申请(专利权)人：重庆融海超声医学工程研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;85