一种便携式智能型胎动计数器及其对采集信号的处理方法，主要由压力传感器，信号调理模块，信号采集模块，信号处理模块，液晶驱动电路，液晶显示器组成，信号调理模块又由高通滤波器、仪用放大器、低通滤波器、二极放大及极性转换电路、Ａ／Ｄ转换电路依次级联组成；信号处理模块对信号采集模块的输出信号进行取整预处理、使用第二代小波变换Ｍａｌｌａｔ算法进行重构以及ＢＰ神经网络算法进行分类识别、智能分析后输出胎动计数信号。它能使孕妇在不影响日常活动，无需静卧的条件下完成胎动的自我监护，具有简单可靠、实用有效的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学信息采集、信号与信息处理与现代电子技术相结合的电 子与医学交叉的生物电子学领域，具体来说是属于检测孕妇胎动的智能型电子计 数器。
技术介绍
优生优育是我国的一项重要国策，围产期(孕28周至产后4周)监护技术 对保证母婴安全具有十分重要的意义。孕期胎动监护普遍被认为是一项对母儿完 全无损、且能很好反映胎儿宫内安危情况的重要指标。胎动是胎儿生命的客观象 征之一，是胎儿情况良好的表现。胎动正常预告胎儿宫内健康，胎动减少或消 失，则提示胎儿缺氧或即将死亡，是胎儿需要立即抢救的警报信号。围产科学 的研究表明，当胎儿出现宫内异常的时候，首先出现的征兆是胎动减少或消失， 然后才是胎儿其他生理指标诸如胎儿心率等发生改变，胎动消失到胎心消失可长 达12 48小时，因此胎动监护比其他手段能够更及时地反映胎儿宫内安危情 况，如果在此期间及时采取措施，则还可以得到成活的婴儿。因此，胎动监护是 预防围产期胎死的一项重要措施。目前尚无便携式智能型胎动电子监护仪器，胎 动监护的主要手段是教会孕妇自数胎动，进行家庭自我监护。临床上采用的方 法是28孕周后让孕妇每天早、中、晚3个不同的固定时间各数一次胎动，每 次l小时。由于计数时孕妇需长时间静卧，给孕妇的工作、生活带来很大不便。 孕妇凭主观感觉自数胎动受孕妇敏感度(自身文化素质、感觉视觉和精神心理因 素等影响)、羊水量、腹壁厚薄、职业性质、性格等因素的影响，致使统计胎动 计数时出现遗漏或错数等现象，使胎动计数结果的可信度不高。曾有人以主观感 觉对照超声实时显像检査胎动，结果发现超声实时显像测得的胎动数明显高于孕 妇主观感觉。目前，国内尚无家庭使用的袖珍式具有智能分析功能胎动计数器产品，仅仅 使用超声成像检测分析系统来检测胎儿的状况；在传统的不能精确检测动态参数 的超声成像系统的基础上，国外在胎动检测分析方面正在开发定量测量胎动的动态实时超声成像检测分析系统。参考文献(1) 吴益珍.胎动计数的临床意义.实用妇科与产科杂志.1987: 3 (6) : 285.(2) 张光纡.妊娠期胎动监护.中华妇产科杂志.1986: 21 (6) : 334.(3) 杨玉星.LCD便携式急救心电监护仪.中国医疗器械杂志.1995, 19 (2) : 67.(4) 李翠微.ECG自动分析技术的发展.国外医学生物医学工程分册. 1994, 17 (1) : 15.(5) P ietka E,. Feature ext ract ion in computerized邵p roach to the ECG analysis. Pat tern Recognit ion. 1991, 24: 139.(6) 胡广书.数字信号处理-理论、算法与实现.北京清华大学出 版社，1997. 266 281.(7) 王长林.胎儿脐动脉血流的时域和频域特征分析.中国生物医学 工程学报.1996: 15 (2) : 140.(8)蔡元龙.模式识别.西安西安电子科技大学出版社，1992. 67 79.(9) 张唯真.生物医学电子学.北京清华大学出版社.1993. 91 142.(10) Enkin M, Keirse MJNC, Renfrew M and Neilson J. to'ofe to ￡f/ec"re tkre i/ T^re卵a/7cy 朋c/ C力iW7-t/ 2nd ed. Toronto: Oxford University Press 1995:62-3.
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的问题和不足之处而提供一种简单可靠实用有效的便携式智能型胎动计数器，以使孕妇能够在不影响日常活动，无需静卧条件下完成胎动的自我监测。本专利技术的另一目的是提供上述胎动计数器对采集信号的处理方法。本专利技术的目的是这样实现的 一种便携式智能型胎动计数器，包括压力传感器，信号采集模块，液晶驱动电路，液晶显示器，压力传感器为微型压力传感器; 还具有接收处理压力传感器输出信号的信号调理模块，信号调理模块由使通过分信号的低频限制在0.05Hz以内的高通滤波器、仪用放大器、使通过分信号的高 频限制在45Hz以外的低通滤波器、二极放大及极性转换电路、A/D转换电路依 次级联组成；所述信号处理模块由整系数低通滤波器、第二代小波变换Mallat 快速算法模块、BP神经网络算法模块、智能分析模块以及输出模块顺次级联组 成；整系数低通滤波器对来自信号采集模块的信号进行取整预处理； 第二代小波变换模块将上述预处理后的信号小波分解，分解尺度为5，将 原信号分解到六个子空间，将孕妇呼吸所造成的高频干扰、宫縮及基线漂移的低 频成分对应子空间细节去掉，即将那些希望剔除的频率对应子空间序列置零，将 希望保留的频率范围对应的子空间序列保持原值，并对其使用Mallat算法进行 小波重构，得到与原始信号样本点数相同且已经过滤波的信号；BP神经网络算法模块对上述滤波信号采用标准的BP神经网络方法进行训 练识别，即以孕妇的胎动信号的实际样本对BP神经网络进行训练，BP网络由3 层节点构成，取网络的规模为输入层单元数为25，隐含层单元数为13，输出 层单元数为];输出模块结合评价标准，对神经网络分类识别信号进行智能分析并输出胎 动计数信号至液晶驱动电路，并在出现异常情况时发出报警提示信息。本专利技术的另一目的是这样实现的所述智能型胎动计数器对采集信号的处理 方法是，首先，对来自信号采集模块的信号采用整系数低通滤波器进行取整预处 理；其次，将上述预处理后的信号小波分解，分解尺度为5,将原信号分解到六 个子空间，将孕妇呼吸所造成的高频干扰、宫縮及基线漂移的低频成分对应子空 间细节去掉，即将那些希望剔除的频率对应子空间序列置零，将希望保留的频率 范围对应的子空间序列保持原值，并对其使用Mallat算法进行小波重构，得到 与原始信号样本点数相同且己经过滤波的信号；然后，对上述滤波信号采用标准 的BP神经网络方法进行训练识别，即以孕妇的胎动信号的实际样本对BP神经网 络进行训练，BP网络由3层节点构成，取网络的规模为输入层单元数为25， 隐含层单元数为13，输出层单元数为l;最后，结合评价标准，对神经网络分类 识别信号进行智能分析并输出胎动计数信号，并在出现异常情况时发出报警提示倍息o按硬件产品开发的规范，以产业化模式组织开发，釆用面向对象技术来构造， 使用自顶向下的开发思想，并以统一的产品模型为核心，实现整个系统的有机架 构，最终形成一个实用的服务于人类的合格的产品。本专利技术釆用单片机控制、专 用ASIC芯片、基于小波变换的微弱胎动信号检测与特征提取处理技术、基于神 经网络、免疫遗传算法及贝叶斯最小概率判别准则的胎动模式识别与分析技术， 本专利技术胎动计数器由处理器和传感器两部分组成，处理器主要由核心处理芯片、 存储芯片及液晶显示组成。由于原始胎动信号是由压力传感器置于孕妇腹部采集的，孕妇腹部的信号成 分比较复杂，实际上在采集胎动信号时，凡是影响腹壁压力的各种因素均被记录 下来，除胎动外，宫縮及母体用力、呼吸、咳嗽、发笑等都能引起母体腹壁压力 的改变，带来低频和高频的干扰信号，它们在频谱上与胎动信号接近，甚至部分 重叠，给胎动信号的提取及判别工本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种便携式智能型胎动计数器，包括压力传感器，信号采集模块，液晶驱动电路，液晶显示器，其特征在于，所述压力传感器为微型压力传感器；还具有接收处理压力传感器输出信号的信号调理模块，信号调理模块由使通过分信号的低频限制在０．０５Ｈｚ以内的高通滤波器、仪用放大器、使通过分信号的高频限制在４５Ｈｚ以外的低通滤波器、二极放大及极性转换电路、Ａ／Ｄ转换电路依次级联组成；所述信号处理模块由整系数低通滤波器、第二代小波变换Ｍａｌｌａｔ快速算法模块、ＢＰ神经网络算法模块、智能分析模块以及输出模块顺次级联组成；整系数低通滤波器：对来自信号采集模块的信号进行取整预处理；第二代小波变换模块：将上述预处理后的信号小波分解，分解尺度为５，将原信号分解到六个子空间，将孕妇呼吸所造成的高频干扰、宫缩及基线漂移的低频成分对应子空间 细节去掉，即将那些希望剔除的频率对应子空间序列置零，将希望保留的频率范围对应的子空间序列保持原值，并对其使用Ｍａｌｌａｔ算法进行小波重构，得到与原始信号样本点数相同且已经过滤波的信号；ＢＰ神经网络算法模块：对上述滤波信号采用标准的Ｂ Ｐ神经网络方法进行训练识别，即以孕妇的胎动信号的实际样本对ＢＰ神经网络进行训练，ＢＰ网络由３层节点构成，取网络的规模为：输入层单元数为２５，隐含层单元数为１３，输出层单元数为１；输出模块：结合评价标准，对神经网络分类识别信号进行智能 分析并输出胎动计数信号至液晶驱动电路，并在出现异常情况时发出报警提示信息。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王忠，杨太珠，
申请(专利权)人：四川川大智胜软件股份有限公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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