CN103845060A

CN103845060A - 便携式胎动信号检测及分析装置

Info

Publication number: CN103845060A
Application number: CN201210505692.6A
Authority: CN
Inventors: 杨阳
Original assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-11

Abstract

本发明涉及生物医学电子工程学领域，具体涉及一种用于长时间连续记录胎动信号的便携式胎动信号检测及分析装置。该装置包括柔性基底，所述柔性基底上设置有微型传感器阵列、与所述微型传感器阵列连接的信号处理模块以及与所述信号处理模块连接的通讯模块；所述微型传感器阵列采集胎动信号并将信号发送至所述信号处理模块，所述通讯模块用于与外部处理设备通讯。本发明由于包含微型传感器阵列，能够详细记录胎动信号的次数、位置及强度；借助外部设备进行数据处理，大大减小了装置的体积，使本发明具有体积小、易佩戴等优点；通过本发明，可实现长时间连续记录胎动信号，对孕妇自主监测和判断胎儿健康情况有重要用途。

Description

便携式胎动信号检测及分析装置

技术领域

本发明涉及生物医学电子工程学领域，具体涉及一种用于长时间连续记录胎动信号的便携式胎动信号检测及分析装置。

背景技术

胎动是胎儿生命的客观象征之一，亦是胎儿情况良好的表现，胎动正常可预告胎儿宫内健康。

正常妊娠时，18~20孕周的孕妇可感到胎动，20孕周后随孕周增长胎动渐增，32孕周达高峰后有所下降，过期妊娠则明显减少。Timor-Tritsch将胎动分为四型：(1)躯干旋转运动；(2)单纯四肢运动；(3)高频率运动；(4)胎儿呼吸运动。Sadovsky将胎动分为三类：(1)短时间的微弱胎动；(2)短时间的强烈胎动；(3)超长时间的旋转胎动。临床上更多把胎动简单分为孕妇可感知胎动及不可感知胎动。

每日胎动数个体差异很大，Sadovsky报道正常范围是41~44次/日，且24小时内胎动数不一，还存在周期性变化。上午8~12时胎动均匀，以后逐渐见减少，下午2~3小时减至最少，晚上8时又增至最多，睡后减少，次日清晨1时有稍增加，并且胎动可因进食、声音刺激而增加。

当胎盘功能不全或胎儿有某种疾病时，胎动常会减少。因此，在某些慢性疾病引起胎死宫内之前，都会先出现胎动减少或消失，然后胎心消失的症状。上述情况多发生在胎儿宫内发育迟缓、妊娠高血压综合征、过期妊娠、胎儿胎盘功能不全等高危妊娠患者中。胎动减少是胎儿缺氧时为维持其能量平衡的反应，当其减少或消失时，则预告胎儿缺氧或即将死亡，是胎儿需要立即抢救的警报信号。

目前，临床上可使用的胎动计数方法可分为三种：孕妇自行计数法、实时超声波检测法与电子仪器探测法。其中，临床上使用最广泛的胎动计数法仍是孕妇自行计数法，即孕妇在28孕周后每天早、中、晚三个不同的固定时间各数一次胎动，每次1小时。3次胎动数相加乘4既为12小时胎动数，大致可代表每日的胎动数。胎动计数大于30次/12小时为正常，小于20次/12小时为异常，若小于10次/12小时则提示胎儿已明显缺氧。这种方法主要用于记录孕妇可感知胎动，但受孕妇敏感度、羊水量、腹壁厚薄等多种因素的影响，胎动计数个体差异甚大，且使用该方法耗时长，记录过程中孕妇无法从事其他活动。实时超声波检测法可直接观察胎儿头部、四肢及躯干的所有活动，包括孕妇不可感知的胎动。这种方法虽可观察所有胎动，但需要专业仪器及医师进行操作，检测成本高昂且不能实现长时间不间断记录。电子仪器计数方法借助于传感器探测因胎动而改变的子宫及孕妇腹壁形状，从而记录胎动。但现阶段，所有用于胎动监测的电子装置，往往配备液晶显示屏，因此体积庞大，不适宜孕妇在日常生活中长期佩戴；而且所使用的传感器体积庞大，数量有限，因此不能有效分辨胎动的位置及强度。

综上所述，到目前为止，尚无一种便携式胎动信号监测及分析装置，可实现长时间连续的记录胎动信号，且可与移动设备终端如手机、平板电脑等进行无线数据交换及通讯，最终借助移动设备终端的运算功能，详细记录胎动信号的次数、位置及强度，总结胎动规律并对异常胎动信号进行报警。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种便携式的胎动信号监测及分析装置，用于长时间连续的记录胎动信号，并通过借助外部设备进行数据处理。

（二）技术方案

本发明技术方案如下：

一种便携式胎动信号检测及分析装置，包括柔性基底，所述柔性基底上设置有微型传感器阵列、与所述微型传感器阵列连接的信号处理模块以及与所述信号处理模块连接的通讯模块；所述微型传感器阵列采集胎动信号并将信号发送至所述信号处理模块，所述通讯模块用于与外部处理设备通讯。

优选的，所述信号处理模块包括与所述微型传感器阵列连接的信号采集调理器、与所述信号采集调理器连接的***控制器以及与所述***控制器连接的信号存储器。

优选的，所述通讯模块包括有线通讯单元以及无线通讯单元，所述有线通讯单元用于与外部计算机进行通讯，所述无线通讯单元用于与移动终端设备进行通讯。

优选的，所述微型传感器阵列中的微型传感器包括微型压电传感器、微型压阻传感器、微型压电磁感器或者微型加速度计中的一种或者多种。

优选的，所述无线通讯单元支持蓝牙、WiFi、红外线通讯或者基于第三代及***无线网络中的一种或者多种。

优选的，所述便携式胎动信号检测及分析装置还包括与所述信号处理模块连接的心电信号传感器。

所述心电信号传感器包括二导心电信号采集仪、三导心电信号采集仪、四导心电信号采集仪、五导心电信号采集仪、六导心电信号采集仪、七导心电信号采集仪、八导心电信号采集仪、九导心电信号采集仪、十导心电信号采集仪、十一导心电信号采集仪或者十二导心电信号采集仪中的一种或者多种。

优选的，所述便携式胎动信号检测及分析装置还包括与所述信号处理模块连接的体温信号传感器。

优选的，所述体温信号传感器的传感器探头包括微型热电阻传感器探头或者微型热电偶传感器探头中的一种或者多种。

优选的，所述便携式胎动信号检测及分析装置还包括外套，所述外套用于封装设置于柔性基底上所有部件。

（三）有益效果

本发明由于包含微型传感器阵列，能够详细记录胎动信号的次数、位置及强度；借助外部设备进行数据处理，大大减小了装置的体积，使本发明具有体积小、易佩戴等优点；通过本发明，可实现长时间连续记录胎动信号，对孕妇自主监测和判断胎儿健康情况有重要用途。

附图说明

图1是本发明的一种便携式胎动信号检测及分析装置的示意图；

图2是图1中的便携式胎动信号检测及分析装置的电路示意图；

图3是本发明配合心电信号监测模块的电路示意图；

图4是本发明配合体温信号监测模块的电路示意图；

图5是本发明配合心电及体温信号监测模块的电路示意图；

图6是图1中的便携式胎动信号检测及分析装置的外套示意图。

其中，100：外套；101：第一透气孔；102：第一定位孔；200：柔性基底；201：第二透气孔；202：第二的定位孔；300：微型传感器阵列；400：信号采集调理器；500：***控制器；600：信号存储器；700：电源；800：有线通讯单元；900：电源接口；1000：无线通讯单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示的一种便携式胎动信号检测及分析装置，包括柔性基底200，柔性基底200用于支撑所有部件；柔性基底200上设置有微型传感器阵列300、与微型传感器阵列300连接的信号处理模块、与信号处理模块连接的通讯模块以及为所有部件供电的电源模块；微型传感器阵列300用于采集因胎动而发生在孕妇腹壁的形状改变所产生的信号并将信号发送至信号处理模块进行初步处理，信号处理模块通过通讯模块将数据发送到外部处理设备如：PC机、手机终端或平板电脑等，借助于外部处理设备的数据处理软件获取胎动信号的次数、位置及强度，总结胎动规律并对异常胎动信号进行报警。

其中，信号处理模块包括与微型传感器阵列300连接的信号采集调理器400、与信号采集调理器400连接的***控制器500以及与***控制器500连接的信号存储器600；信号采集调理器400用于对微型传感器阵列300所采集的胎动信号进行滤波和放大，信号存储器600用于存储经信号采集调理器400滤波和放大后的胎动信号，***控制器500用于采集、识别经信号采集调理器400滤波和放大后的胎动信号，并存储于信号存储器600中，再通过通讯模块将数据发送至外部处理设备，同时，***控制器500还用于对信号采集调理器400、信号存储器600、通讯模块以及电源模块的统一操控。

其中，通讯模块包括有线通讯单元800以及无线通讯单元1000，有线通讯单元800用于与外部计算机进行通讯，无线通讯单元1000用于与移动终端设备如手机终端或平板电脑等进行通讯。

其中，电源模块包括电源700以及与其连接的电源接口900；电源700用于供应微型传感器阵列300、信号采集调理器400、***控制器500、信号存储器600工作过程中所需电量；电源接口900用于与外部电网连接，电源接口900可通过变压器与外部电源连接或直接与PC机或笔记本电脑连接，所获得电量满足电源700的充电要求。

其中，微型传感器阵列300中的微型传感器包括微型压电传感器、微型压阻传感器、微型压电磁感器或者微型加速度计中的一种或者多种，主要用于精准采集因胎动而发生在孕妇腹壁的形状改变所产生的信号。

其中，信号存储器600为可存储数据文件的磁介质设备或者光记录介质设备，包括CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、XD卡中的一种或者多种，主要用于存储经信号采集调理器400滤波和放大后的胎动信号。

其中，无线通讯单元1000支持蓝牙、WiFi、红外线通讯或者基于第三代无线网络（支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术的无线网络）及***无线网络（集第三代无线网络与无线局域网于一体并能够传输高质量视频图像的无线网络）中的一种或者多种，主要用于与移动终端设备如手机终端或平板电脑等进行通讯。

其中，有线通讯单元800支持RS-232接口或者USB接口中的一种或者多种，主要用于与外部计算机进行通讯。

进一步的，上述便携式胎动信号检测及分析装置还包括如图6中所示的外套100，外套100用于封装设置于柔性基底200上所有部件；柔性基底200为聚酰亚胺材质或者聚酯材质；外套100上设置有第一透气孔101，柔性基底200上设置有第二透气孔201，这些都是为了保证孕妇使用过程中的舒适性；外套100以及柔性基底200上都还设置有定位孔，当本实施例中的便携式胎动信号检测用于测量胎动信号时，可将固定有微型传感器阵列300、信号采集调理器400、***控制器500、信号存储器600、电源700、无线通讯单元1000、有线通讯单元800及电源接口900的柔性基底200，封装于外套100内，并使分别位于外套100上的第一定位孔102和柔性基底200上的第二定位孔202重合，将外套100紧贴并固定于孕妇腹壁上，并将位于外套100上的第一定位孔102与孕妇肚脐对齐，以确保每次佩戴时，传感器阵列位置相对一致。

如图2中所示，当胎动发生时，紧贴于孕妇腹壁的微型传感器阵列300可感知因胎动而发生在孕妇腹壁的形状改变，并将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。信号采集调理器400不仅可有效去除胎动信号中由于呼吸、宫缩等动作带入的低频干扰，更可对咳嗽、发笑产生的高频干扰实现良好的抑制作用。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。存储于信号存储器600的胎动信号可通过有线通讯单元800及无线通讯单元1000发送至PC机或手机终端，利用数据处理软件获取如下胎动信息：历次胎动位置及强度；每日每小时胎动次数；每日每小时平均胎动次数；每日胎动总数；每日胎动位置分布及次数示意；胎动频繁位置标记；胎动强度分级；每日胎动强度及次数分布示意；通过一段时间的胎动信号记录，可形成正常胎动信号的出现规律，此时，便可借助数据处理方法判断异常胎动位置及强度，并记录每日异常胎动次数，对突发异常胎动信号进行报警。

可选的，如图3所示，本发明还可配合心电信号监测模块，同时监测孕妇心电信号及胎动信息；心电信号监测模块的主要部件为与信号处理模块连接的心电信号传感器，心电信号传感器可以包括二导心电信号采集仪、三导心电信号采集仪、四导心电信号采集仪、五导心电信号采集仪、六导心电信号采集仪、七导心电信号采集仪、八导心电信号采集仪、九导心电信号采集仪、十导心电信号采集仪、十一导心电信号采集仪或者十二导心电信号采集仪中的一种或者多种，主要用于采集心电信号。

其中，紧贴于孕妇腹壁的微型传感器阵列300可感知因胎动而发生在孕妇腹壁的形状改变，并在***控制器500的控制下将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。信号采集调理器400不仅可有效去除胎动信号中由于呼吸、宫缩等动作带入的低频干扰，更可对咳嗽、发笑产生的高频干扰实现良好的抑制作用。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。固定于孕妇心脏附近的心电信号传感器电极，可感知孕妇每次心脏搏动过程中心电信号的变化，并在***控制器500的控制下经心电信号传感器导线将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。信号采集调理器400还可有效去除心电信号中的肌电干扰、运动干扰、电极接触干扰及外电设备干扰。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。存储于信号存储器600的胎动信号可通过有线通讯单元800及无线通讯单元1000发送至PC机或手机终端，利用数据处理软件获取胎动信息及如下孕妇心电信号：心律波形；平均心率等。

可选的，如图4所示，本发明还可配合体温信号监测模块，同时监测孕妇体温信号及胎动信息；体温信号监测模块的主要部件为与信号处理模块连接的体温信号传感器，体温信号传感器的传感器探头包括微型热电阻传感器探头或者微型热电偶传感器探头中的一种或者多种，主要用于采集体温信号。

其中，紧贴于孕妇腹壁的微型传感器阵列300可感知因胎动而发生在孕妇腹壁的形状改变，并在***控制器500的控制下将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。信号采集调理器400不仅可有效去除胎动信号中由于呼吸、宫缩等动作带入的低频干扰，更可对咳嗽、发笑产生的高频干扰实现良好的抑制作用。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。固定于孕妇腋窝附近的体温信号传感器探头，可感知孕妇日常生活中的体温信号变化，并在***控制器500的控制下经体温信号传感器导线将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。存储于信号存储器600的胎动信号可通过有线通讯单元800及无线通讯单元1000发送至PC机或手机终端，利用数据处理软件获取孕妇体温信号及胎动信息。

可选的，如图5所示，本发明可同时配合上述的心电信号监测模块及体温信号监测模块，同时监测孕妇心电信号、体温信号及胎动信息。其中，紧贴于孕妇腹壁的微型传感器阵列300可感知因胎动而发生在孕妇腹壁的形状改变，并在***控制器500的控制下将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。信号采集调理器400不仅可有效去除胎动信号中由于呼吸、宫缩等动作带入的低频干扰，更可对咳嗽、发笑产生的高频干扰实现良好的抑制作用。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。固定于孕妇心脏附近的心电信号传感器电极，可感知孕妇每次心脏搏动过程中心电信号的变化，并在***控制器500的控制下经心电信号传感器导线将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。信号采集调理器400还可有效去除心电信号中的肌电干扰、运动干扰、电极接触干扰及外电设备干扰。固定于孕妇腋窝附近的体温信号传感器探头，可感知孕妇日常生活中的体温信号变化，并在***控制器500的控制下经体温信号传感器导线将信号传递至信号采集调理器400进行滤波与放大。经过滤波及放大后的胎动信号在***控制器500的控制下存储于信号存储器600中。存储于信号存储器600的胎动信号可通过有线通讯单元800及无线通讯单元1000发送至PC机或手机终端，利用数据处理软件获取孕妇心电信号、体温信号及胎动信息。

本发明具有诸多优点：首先，本发明由于包含微型传感器阵列，能够详细记录胎动信号的次数、位置及强度，有助于总结胎动规律并对异常胎动信号进行报警；其次，本发明包含多种通讯接口，特别是包含可与手机实现无线数据传输的通讯接口，因此更为便捷，可实现随时随地的连续胎动信号记录；最后，本发明具有柔软、体积小、易佩戴的优点，可实现长时间的胎动信号记录，对孕妇自主监测和判断胎儿健康情况有重要用途，易于推广。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims

1.一种便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，包括柔性基底（200），所述柔性基底（200）上设置有微型传感器阵列（300）、与所述微型传感器阵列（300）连接的信号处理模块以及与所述信号处理模块连接的通讯模块；所述微型传感器阵列（300）采集胎动信号并将信号发送至所述信号处理模块，所述通讯模块用于与外部处理设备通讯。

2.根据权利要求1所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述信号处理模块包括与所述微型传感器阵列（300）连接的信号采集调理器（400）、与所述信号采集调理器（400）连接的***控制器（500）以及与所述***控制器（500）连接的信号存储器（600）。

3.根据权利要求1所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述通讯模块包括有线通讯单元（800）以及无线通讯单元（1000），所述有线通讯单元（800）用于与外部计算机进行通讯，所述无线通讯单元（1000）用于与移动终端设备进行通讯。

4.根据权利要求1所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述微型传感器阵列（300）中的微型传感器包括微型压电传感器、微型压阻传感器、微型压电磁感器或者微型加速度计中的一种或者多种。

5.根据权利要求3所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述无线通讯单元（1000）支持蓝牙、WiFi、红外线通讯或者基于第三代及***无线网络中的一种或者多种。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述便携式胎动信号检测及分析装置还包括与所述信号处理模块连接的心电信号传感器。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述便携式胎动信号检测及分析装置还包括与所述信号处理模块连接的体温信号传感器。

8.根据权利要求6所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述心电信号传感器包括二导心电信号采集仪、三导心电信号采集仪、四导心电信号采集仪、五导心电信号采集仪、六导心电信号采集仪、七导心电信号采集仪、八导心电信号采集仪、九导心电信号采集仪、十导心电信号采集仪、十一导心电信号采集仪或者十二导心电信号采集仪中的一种或者多种。

9.根据权利要求7所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述体温信号传感器的传感器探头包括微型热电阻传感器探头或者微型热电偶传感器探头中的一种或者多种。

10.根据权利要求1至5、8至9任意一项所述的便携式胎动信号检测及分析装置，其特征在于，所述便携式胎动信号检测及分析装置还包括外套（100），所述外套（100）用于封装设置于柔性基底（200）上所有部件。