胎儿心脏监视制造技术

借助与孕妇腹部接触的换能器来使用超声波进行胎儿心率监视。换能器（１１）由发射放大器（１２）驱动，接收放大器（１３）放大由所述换能器检测到的回波。当接收门打开时，解调器（１４）将所接收信号乘以本机振荡器信号。由低通滤波器（１５）移除频率的总和，而所述频率的差是所述所接收信号的多普勒频率，其经过所述滤波器以由ＡＤＣ（１６）数字化，接收门在发射脉冲结束后一固定延迟后打开。选择多个范围段且在所述接收门打开间隔期间按间隔针对每一段做出两个ＡＤＣ读数。非周期性或周期性的多普勒声频信号中的一者或两者将含有来自胎儿心脏的信号。当发现周期性信号时，测试其速率以了解其是在胎儿心脏的典型范围内还是在典型范围外。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】胎儿心脏监视
本专利技术涉及一种监视心率的方法，尤其是胎儿的心率。借助与孕妇腹部接触的换能器来使用超声波监视胎儿心脏。处理来自胎儿心脏的回波以使得可听见心音并分析心音以确定胎儿心率。
技术介绍
多普勒超声波胎儿心率监视器用高频率声波使胎儿心脏及周围组织受声波作用。来自内部组织的回波经受与反射表面与换能器的相对速度成比例的多普勒移位。将所接收超声波解调制以将多普勒信号转换成可听见范围；当可以此方式听见胎儿心脏时让人放心。使用滤波器拒绝来自静止及缓慢移动的组织的信号，且使用处理算法确定每次心跳发生的时间且因此确定心率。此类监视器遭受矛盾的要求。为便于使用及达成通用，波束应尽可能宽且穿透到大的深度。然而，为达成强大的FHR检测，波束的敏感区域需要限于围绕胎儿心脏的小体积，从而拒绝来自其它器官及移动组织的回波。特定而言，不期望回波的问题源包含胎儿肢体、孕妇血管、消化道及在多胎妊娠的情况下目标胎儿的同胞。此外，当换能器相对于母亲的腹部轻微移动时，通常当母亲改变位置时，从超声波束内的每一点接收到大的多普勒反射。此类移动假象通常比胎儿信号大许多倍且破坏或迷惑胎儿心率的抽取。某些监视器使用脉冲式多普勒超声波，其通过门控超声波接收器以使得其仅在发射超声波脉冲之后的某一时间范围内接受信号来改进信杂比(SNR)。门的打开及关闭时间经选择以对应于超声波的所需渡越时间且因此确定超声波束的最大及最小操作范围。来自近组织的回波到达得太早以至于不能被检测到，而远回波则到达得太晚。接收门的计时可为固定的或可在算法的控制下改变以收集来自胎儿心脏的位置的回波同时拒绝来自其它范围的不期望回波。某些系统提供对超声波频率的选择。此是有用的，因为超声波在组织中的衰减与频率成比例，来自较低频率换能器的声波比较高频率的声波穿透到更大的深度。因此，当需要最大范围时(举例来说，对于偏重的母亲)用户将选择低频率但将选择较高频率来避免拾取来自较瘦母亲体内的深器管或组织的不期望回波。具有固定、宽接收门的系统在信号含有来自孕妇血管及胎儿心脏的回波的混合物时可难以抽取准确的胎儿心率。此在波束未完全对准胎儿心脏且胎儿信号在振幅上小于或类似于孕妇信号时尤其成问题。具有适应性接收门计时的系统能够使接收门变窄且追踪胎儿心脏(至少在一个维度上-距换能器的距离)，此给予所述系统比具有固定、宽接收门的系统更好的SNR。然而，此优点也可能是弱点。通过锁定到信号源上且忽略来自其它深度的信号，所述系统可能不正确地锁定错误信号；最常见地，此将为孕妇血管。举例而言，在图1中所示的现有技术系统中，换能器(2)不适宜地定位在孕妇腹部(1)上以使得波束(3)不使胎儿心脏(6)受声波作用。孕妇降主动脉(4)在波束(3)内且所述系统检测到孕妇心率，因为这是它唯一可获得的周期性信号。相信其具有有效胎儿信号之后，所述系统使其接收门变窄直到敏感体积限于区域(5)为止。甚至当换能器随后移动到如图2中所示的正确位置时，虽然胎儿心脏(6)现在在波束(3)中，但所述系统还是未检测到胎儿心脏，因为心脏不在敏感区域(5)内部。可无限期地坚持此错误的状态。
技术实现思路
本专利技术目的在于作出改进。因此，本专利技术提供使用超声波的胎儿心脏监视系统，其具有单个接收电路，所述单个接收电路具有单个、固定、宽接收门，其中输出在门打开间隔期间由模/数转换器(ADC)重复地数字化，其中每一数字值被指派绘数个范围段中的一者。优选地，每一范围段经布置以接受单个ADC样本。更优选地，将两个或两个以上ADC样本指派给每一段，每一段内的所述样本使用标准噪声减少技术来处理以在每一段内产生单个信号。有利地，将不同增益应用于每一范围段以模拟较高频率换能器的衰减特性。此允许用户在不必承受额外换能器的成本的情形下选择超声波束的有效穿透轮廓。此能力并不限于其它频率的模仿探针，可产生任何任意衰减曲线。另一选择为，通过调节待检测信号所需的阈值或通过将不同权重应用于每一范围段在所述范围段中单独地调节敏感度。此具有未因使信号衰减而降级所述信号及计算上更有效的优点。优选地，所述范围段被重组成对、三个一组或任何数目的群组以重新产生对应于所述段的深度范围的复合信号。优选地，在将个别衰减因数应用于每一段之后重组所述范围段以模拟较高超声波频率的使用或产生任意衰减曲线。在优选实施例中，比较所有所述范围段中的所述信号的振幅以检测所有所述范围段上任何突然的振幅上升，所述突然的振幅上升显示存在由换能器移动所致的假象。优选地，所述假象的所述振幅被检测为数值而非简单的开/关指示。此类数值可用作以硬件或软件实施的自动增益电路(AGC)中的控制变量。此具有减少假象期间所述电路或算法的敏感度从而致使对心率检测过程的较少破坏的优点。在没有此类ACG的情形下，假象信号比典型的胎儿信号大一个或两个数量级的振幅且可因使滤波器或电路超载及变更需要一些时间来恢复的阈值而迷惑速率检测过程。在具有ACG的情形下，使假象衰减或完全移除所述假象且缩短恢复时间。优选地，多普勒信号的音量是在假象期间调制。假象通常比胎儿声波大得多且听起来可为烦扰的，且可在声频放大器中导致削波及失真。通过在假象期间减小音量，将声频输出维持在舒服水平且具有更悦人的音调。附图说明现在将参考以下图描述本专利技术的优选实施例，所述图中：图1显示现有技术胎儿心脏监视系统；图2显示在接收门处于错误位置中的情形下的图1中的所述监视系统；图3显示根据本专利技术的胎儿监视系统；图4显示本专利技术的优选实施例；且图5显示图4中根据实施例的接收门的打开及关闭。具体实施方式参考图3，本专利技术使用其中将波束分区成四个敏感区域的多门控，但更多或更少的区域是可能的。为清晰起见，图中显示所述区(7、8、9、10)不重叠，但通过选择每一门的适当打开及关闭时间且将发射脉冲的持续时间考虑在内，可使所述区在任何所需程度上重叠或确实在其之间具有间隙。在此实例中，将一个所接收信号分裂为四个分量，每一分量来自不同深度。与适应性范围门控一样，每一信号受益于减少的噪声级别，因为其源自较小体积。门1及3(7及9)仅含有非周期性噪声。门2及4(8及10)含有可自其推断出胎儿及孕妇心率的周期性信号。标准心率算法能够同时且不混淆地抽取两个率，这是因为所述信号已经在空间上分离。需要进一步处理以确定哪一个信号来自胎儿；此可依据数个准则来决定，例如深度及信号振幅。本专利技术还并入对上文所述布置的简化。针对每一范围门复制输入模拟电路的成本是巨大的且阻碍使用大量门。然而，可通过使用单个接收电路来达成相同效应，所述单个接收电路具有单个、固定、宽接收门，其中输出在门打开间隔期间由模/数转换器(ADC)重复地数字化。将每一数字值指派给数个范围段中的一者。在最简单的情况下，每一范围段将接受单个ADC样本。然而，SNR可通过将两个或两个以上ADC样本指派给每一段进一步得到改进。使用标准噪声减少技术(例如，滤波、平均化等)处理每一段内的样本以在每一段内产生单个信号。在本专利技术的优选实施例中，如图4中所示，换能器(11)由发射放大器(12)用来自本机振荡器(18)的1兆赫兹载波的猝发音驱动。脉冲持续时间为64微秒且重复速率为3千赫兹。接收放大器(13)放大由所述换能器检测到的回波。所述接收放大器在发射脉冲期间可被关闭，但此并不是必本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种使用超声波的胎儿心脏监视系统，其具有单个接收电路，所述单个接收电路具有单个、固定、宽接收门，其中输出在门打开间隔期间由模／数转换器（ＡＤＣ）重复地数字化，其中每一数字值被指派给数个范围段中的一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB0817389.02008年9月23日1.一种使用超声波的胎儿心脏监视系统，其具有单个接收电路，所述单个接收电路具有单个、固定、宽接收门，其中所述单个、固定、宽接收门的输出在所述单个、固定、宽接收门打开间隔期间由模/数转换器(ADC)重复地数字化，其中每一数字值被指派给数个范围段中的一者，其中比较所述数个范围段中的信号的振幅以检测所述数个范围段上任何突然的振幅上升，所述突然的振幅上升显示存在由换能器移动所致的假象。2.根据权利要求1所述的胎儿心脏监视系统，其中所述数个范围段中的每一者经布置以接受单个模/数转换器样本。3.根据权利要求1所述的胎儿心脏监视系统，其中两个以上模/数转换器样本被指派给所述数个范围段中的每一者，所述数个范围段中的每一者内的所述样本经处理以在所述数个范围段中的每一者内产生单个信号。4.根据权利要求1、2或3所述的胎儿心脏监视系统，其中不同增益被应用于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伊·杰克逊，
申请(专利权)人：亨特来夫工业技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB