CN107343783A - 一种胎心率、胎动和宫缩智能监测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及母婴监护技术领域，尤其是一种胎动、宫缩智能监测***及方法。胎心率、胎动和宫缩智能监测***包括依次层叠的附着层、柔性电路板和保护层；附着层上设置有多个用来吸附在孕妇肚子上和宫底的吸盘，吸盘内部具有至少一个柔性微压力传感器，当吸盘吸附在孕妇肚子上和宫底时，柔性微压力传感器紧贴孕妇的皮肤；位于孕妇肚子上的柔性微压力传感器采集由于胎儿的心脏搏动和胎儿运动对皮肤的压力，位于孕妇宫底的柔性微压力传感器用来采集由于宫缩对皮肤的压力；柔性电路板用来对柔性微压力传感器采集到的压力信号进行处理分析，然后通过显示设备显示。本发明能够同时监测胎心率、胎动和宫缩情况，且测量精度高，孕妇在家里即可自行监测。
Description
技术领域
本发明涉及母婴监护技术领域，尤其是一种胎动、宫缩智能监测***及方法。
背景技术
国内外针对母婴的健康监护内容主要包括胎儿胎心率和胎动次数的检测。
胎儿胎心率的检测多采用超声多普勒原理来实现,采用多普勒超声仪来获取胎儿的心音信号，并根据心音信号计算出胎儿心率从而判断胎儿的健康状态。但多普勒超声仪普遍存在一个辐射强度的问题，尽管检测量很低，也属于有损探测范畴，若控制不好，会对婴儿造成一定的伤害，不适用于经常性、重复性的检查和长时间家庭使用。另外，孕妇在使用多普勒超声仪的过程中需要借助耦合剂才能有效地测出胎儿心率，用户体验不佳。胎儿胎动的监测在全球并没有成熟的产品。目前，大部分医生推荐孕妇采取自己计数的方法来记录胎动。这需要孕妇长时间根据腹部的感知手动计数，既避免不了孕妇感知强弱造成的计数遗漏，也避免不了肠胃等的动作噪声造成的计数增加，这种方式费时费力，且存在一个主观感受带来判断误差问题，往往不能得到精确的结论，易造成误判。而家用多普勒超声仪器功能比较单一，仅仅能满足简单的心率计算，对于胎动信号则无法自动捕捉，难以对胎儿特别是30周后做出一个全面的、可靠的健康状态评估与信息反馈。
根据宫缩压力情况可以预测预产期，对孕妇宫缩方面的监护一直一直都鲜有研究。
发明内容
本发明针对现有技术中胎心率监测存在辐射，胎动监测不准确和通过宫缩压力预测预产期的技术不成熟，而研究设计一种胎心率、胎动和宫缩智能监测***及方法。
本发明采用的技术方案是：
一种胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述监测***包括穿戴装置和显示设备；所述穿戴装置包括依次层叠的附着层、柔性电路板和保护层；所述附着层上设置有多个用来吸附在孕妇肚子上和宫底的吸盘，所述吸盘内部具有至少一个柔性微压力传感器，当所述吸盘吸附在孕妇肚子上和宫底时，所述柔性微压力传感器紧贴孕妇的皮肤；位于孕妇肚子上的柔性微压力传感器采集由于胎儿的心脏搏动和胎儿运动对皮肤的压力，位于孕妇宫底的柔性微压力传感器用来采集由于宫缩对皮肤的压力；所述柔性电路板用来对柔性微压力传感器采集到的压力信号进行处理分析，然后通过显示设备显示。
进一步地，所述柔性电路板包括信号采集模块、信号分析模块、信号储存模块以及信号输出模块，所述信号采集模块采集所述柔性微压力传感器采集到的压力信号，所述信号分析模块对压力信号进行过滤分析计算出胎心率、胎动次数、胎动轨迹以及宫缩压力；所述信号储存模块将得到的胎心率、胎动次数、胎动轨迹以及宫缩压力信号通过信号输出模块输出给显示设备。
进一步地，所述监测***还包括将干扰信号和胎儿心率信号分开的中间信号处理电路，所述中间信号处理电路包括：依次电连接的带通选频电路、二次放大电路和陷波器；
所述带通选频电路将胎儿心率信号的频率范围内的信号分量作为有用信号通过，将其他频率范围的信号分量作为干扰信号衰减到极低，阻断干扰信号通过；
所述二次放大电路将所述柔性微压力传感器采集到的非常微弱的压力信号做增益放大，以便于信号采集模块对信号采集；
所述陷波器将人的特定频率的机电干扰信号迅速衰减到最低，阻挡该信号通过。
进一步地，所述柔性微压力传感器的敏感层采用纳米敏感功能材料；所述柔性微压力传感器的衬底采用生物相容性材料。
进一步地，所述吸盘为拱形，所述吸盘采用柔性硅胶材料；所述柔性微压力传感器圆周均布粘贴在所述吸盘的内表面；将所述吸盘内的空气挤出使所述吸盘吸附在孕妇皮肤上。
进一步地，所述吸盘包括柔性硅胶本体、锥形盘、连接架和螺母，所述连接架一端为圆盘形板体，另一端为螺纹柱；所述连接架穿过所述柔性硅胶本体和锥形盘，使所述圆盘形板体紧贴在所述柔性硅胶本体上，螺纹柱从所述锥形盘穿出，所述螺母与所述螺纹柱连接；将所述柔性硅胶本体贴附在孕妇皮肤上，拧紧螺母，使吸盘压紧在孕妇皮肤上，所述柔性微压力传感器设置在柔性硅胶本体与孕妇皮肤接触的一侧的边缘。
进一步地，吸附在孕妇肚子上的吸盘具有六个，吸附在孕妇宫底的吸盘具有三个，每个吸盘上具有三个柔性微压力传感器。
进一步地，所述附着层采用的材料为硅橡胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃系弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰亚胺、聚乙烯和乙烯树脂醋酸纤维中的一种或几种；所述保护层采用生物相容性的柔性材料，具体为聚二甲基硅氧烷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、聚乙烯薄膜、聚烯烃系弹性体、聚氨酯弹性体和硅胶膜中的一种。
更进一步地，所述监测***还包括报警模块，当胎心率超出设定的阈值时，所述报警模块报警引起人员注意。
一种胎心率、胎动和宫缩智能监测方法，其特征在于，所述监测方法为：设定孕妇肚子上的所有柔性微压力传感器为第一组柔性微压力传感器，孕妇宫底的所有柔性微压力传感器为第二组柔性微压力传感器；当多个柔性微压力传感器同时检测到心脏搏动压力信号时，取其中最大值作为搏动信号，一分钟内第一组柔性微压力传感器取到的搏动信号的个数即为胎心率；当多个柔性压力传感器同时监测到胎动压力信号时，取其中最大值作为胎动信号，一分钟内第一组柔性微压力传感器取到的胎动信号的个数即为胎动次数；根据不同时刻取得胎动信号的柔性微压力传感器的位置来绘制胎动的轨迹；取第二组柔性微压力传感器同一时间受到的压力信号的最大值作为宫缩压力信号。
相对于现有技术本发明具有以下有益效果：
1、通过吸盘直接吸附在孕妇的皮肤上，操作方便，而不需要耦合剂，用户体验舒适性比较好。
2、孕妇自己在家就可以监测，可以通过网络将检测结果发送给医生诊断，解决了孕妇去医院出行不便的难题。
3、能够同时监测胎心率、胎动和宫缩情况。
4、由于采用了柔性微压力传感器，具有很好的灵敏性、准确性和稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例1示意图；
图2是本发明实施例1穿戴到孕妇身上示意图；
图3是本发明实施例2主视图；
图4是图3中A-A剖视图；
图5是图3中K部放大图。
图中，1、附着层，2、柔性电路板，3、保护层，4、吸盘，41、柔性硅胶本体，42、锥形盘，43、连接架，431、圆盘形板体，44、螺母，5、显示设备，6、肚子，7、宫底，8、柔性微压力传感器。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1所示的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，包括穿戴装置和显示设备5；穿戴装置包括依次层叠的附着层1、柔性电路板2和保护层3；附着层1上设置有多个用来吸附在孕妇肚子6上和宫底7的吸盘4，吸盘4内部具有至少一个柔性微压力传感器8，当吸盘4吸附在孕妇肚子6上和宫底7时，柔性微压力传感器8紧贴孕妇的皮肤；位于孕妇肚子6上的柔性微压力传感器8采集由于胎儿的心脏搏动和胎儿运动对皮肤的压力，位于孕妇宫底7的柔性微压力传感器8用来采集由于宫缩对皮肤的压力；柔性电路板2用来对柔性微压力传感器8采集到的压力信号进行处理分析，然后通过显示设备5显示。
柔性电路板2包括信号采集模块、信号分析模块、信号储存模块以及信号输出模块，信号采集模块采集柔性微压力传感器8采集到的压力信号，信号分析模块对压力信号进行过滤分析计算出胎心率、胎动次数、胎动轨迹以及宫缩压力；信号储存模块将得到的胎心率、胎动次数、胎动轨迹以及宫缩压力信号通过信号输出模块输出给显示设备5。
监测***还包括将干扰信号和胎儿心率信号分开的中间信号处理电路，所述中间信号处理电路包括：依次电连接的带通选频电路、二次放大电路和陷波器；
带通选频电路将胎儿心率信号的频率范围内的信号分量作为有用信号通过，将其他频率范围的信号分量作为干扰信号衰减到极低，阻断干扰信号通过；
二次放大电路将所述柔性微压力传感器8采集到的非常微弱的压力信号做增益放大，以便于信号采集模块对信号采集。
陷波器将人的特定频率的机电干扰信号迅速衰减到最低，阻挡该信号通过。
柔性微压力传感器8的敏感层采用纳米敏感功能材料；柔性微压力传感器8的衬底采用生物相容性材料。
本实施例中，吸盘4为拱形，吸盘4采用柔性硅胶材料；柔性微压力传感器8圆周均布粘贴在吸盘4的内表面；将吸盘4内的空气挤出使吸盘4吸附在孕妇皮肤上。
本实施例中吸附在孕妇肚子6上的吸盘4具有六个，吸附在孕妇宫底7的吸盘4具有三个，每个吸盘4上具有三个柔性微压力传感器8。
附着层1采用的材料为硅橡胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃系弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰亚胺、聚乙烯和乙烯树脂醋酸纤维中的一种或几种；所述保护层3采用生物相容性的柔性材料，具体为聚二甲基硅氧烷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、聚乙烯薄膜、聚烯烃系弹性体、聚氨酯弹性体和硅胶膜中的一种。
监测***还包括报警模块，当胎心率超出设定的阈值时，报警模块报警引起人员注意。
具体地，胎心率、胎动和宫缩智能监测方法为：设定孕妇肚子6上的柔性微压力传感器8为第一组柔性微压力传感器，孕妇宫底7的柔性微压力传感器8为第二组柔性微压力传感器；当多个柔性微压力传感器8同时检测到心脏搏动压力信号时，取其中最大值作为搏动信号，一分钟内第一组柔性微压力传感器取到的搏动信号的个数即为胎心率；当多个柔性压力传感器同时监测到胎动压力信号时，取其中最大值作为胎动信号，一分钟内第一组柔性微压力传感器取到的胎动信号的个数即为胎动次数；根据不同时刻取得胎动信号的柔性微压力传感器8的位置来绘制胎动的轨迹；取第二组柔性微压力传感器同一时间受到的压力信号的最大值作为宫缩压力信号。
实施例2
本实施例中，吸盘4包括柔性硅胶本体41、锥形盘42、连接架43和螺母44，连接架43一端为圆盘形板体431，另一端为螺纹柱；连接架43穿过柔性硅胶本体41和锥形盘42，使圆盘形板体431紧贴在柔性硅胶本体41上，螺纹柱从锥形盘42穿出，螺母44与螺纹柱连接；将柔性硅胶本体41贴附在孕妇皮肤上，拧紧螺母44，使吸盘4压紧在孕妇皮肤上，柔性微压力传感器8设置在柔性硅胶本体41与孕妇皮肤接触的一侧的边缘。
本发明的设计思路在于，根据胎动监测工程学位置在多个精度高、稳定性好且与皮肤生物相容性好的柔性微压力传感器8，可通过将柔性微压力传感器8设置的柔性腹带上，使柔性微压力传感器8贴在孕妇的肚子6和宫底7；也直接通过粘贴的方式将柔性微压力传感器8粘贴在孕妇的肚子6和宫底7；还可以如本发明中所述的通过在吸盘4的内表面设置柔性微压力传感器8，利用吸盘4将柔性微压力传感器8贴附在孕妇的肚子6和宫底7。
本发明中为了使柔性微压力传感器8更好的贴附在孕妇皮肤上，还可以在保护层3的两端分别设置连接带，两条连接带通过粘扣带彼此搭接固定。
本发明为可穿戴的监测***，通过柔性微压力传感器8感知孕妇腹部产生的压力变化，并输出相应的电学信号，通过感知信号的先后顺序及幅度的变化趋势可以监测胎儿移动轨迹，通过有线或无线传输给设置在附着层1和保护层3之间的硬件部分---柔性电路板2，柔性电路板2对采集的压力数据进行分析处理，可通过蓝牙、红外传输等无线传输模式将数据发送至显示设备5或信息处理平台(如智能手机、PAD、平板电脑、或医院、社区医疗、统计或第三方服务平台)。
显示设备5(胎心监护***中软件部分装在智能终端上)用于显示瞬时基本胎心率、高于/低于正常胎心率、胎动次数、胎动轨迹、瞬时子宫收缩压力曲线值、使用者身份记录、监测日期、监测时长等数字及图形，监护***内置有报警***，传感器和监护***做有柔性封装。
本发明是基于柔性微压力传感器8设计的胎心率、胎动和宫缩监测装置，还可以与物联网和云平台结合起来，孕妇在家即可监测胎心率，计数胎动次数，绘制监护曲线，通过网络分享给医生或朋友，医生对某孕妇多次监护结果进行诊断，如果有问题及时通知孕妇到医院来。该技术功能比传统的要更完善，有利于孕妇随时检查胎儿的状况，有利于胎儿和孕妇的健康。
本监测***可实现连续胎心率的监测，当胎动计数低于正常阈值时会有报警提示(可能胎儿缺氧)，可以监测宫内压力，预测宫缩发生时间和预产期。采用高灵敏度的柔性微压力传感器8用于胎心监护杜绝了超声波辐射及较差的用户体验，适用于经常性重复性的检查和家庭使用，且结构简单，能准确、长时间的监护胎动，成本低，与物联网和云平台结合易于推动远程医疗的发展。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述监测***包括穿戴装置和显示设备(5)；所述穿戴装置包括依次层叠的附着层(1)、柔性电路板(2)和保护层(3)；所述附着层(1)上设置有多个用来吸附在孕妇肚子(6)上和宫底(7)的吸盘(4)，所述吸盘(4)内部具有至少一个柔性微压力传感器(8)，当所述吸盘(4)吸附在孕妇肚子(6)上和宫底(7)时，所述柔性微压力传感器(8)紧贴孕妇的皮肤；位于孕妇肚子(6)上的柔性微压力传感器(8)采集由于胎儿的心脏搏动和胎儿运动对皮肤的压力，位于孕妇宫底(7)的柔性微压力传感器(8)用来采集由于宫缩对皮肤的压力；所述柔性电路板(2)用来对柔性微压力传感器(8)采集到的压力信号进行处理分析，然后通过显示设备(5)显示。
2.根据权利要求1所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述柔性电路板(2)包括信号采集模块、信号分析模块、信号储存模块以及信号输出模块，所述信号采集模块采集所述柔性微压力传感器(8)采集到的压力信号，所述信号分析模块对压力信号进行过滤分析计算出胎心率、胎动次数、胎动轨迹以及宫缩压力；所述信号储存模块将得到的胎心率、胎动次数、胎动轨迹以及宫缩压力信号通过信号输出模块输出给显示设备(5)。
3.根据权利要求2所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述监测***还包括将干扰信号和胎儿心率信号分开的中间信号处理电路，所述中间信号处理电路包括：依次电连接的带通选频电路、二次放大电路和陷波器；
所述带通选频电路将胎儿心率信号的频率范围内的信号分量作为有用信号通过，将其他频率范围的信号分量作为干扰信号衰减到极低，阻断干扰信号通过；
所述二次放大电路将所述柔性微压力传感器(8)采集到的非常微弱的压力信号做增益放大，以便于信号采集模块对信号采集；
所述陷波器将人的特定频率的机电干扰信号迅速衰减到最低，阻挡该信号通过。
4.根据权利要求1所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述柔性微压力传感器(8)的敏感层采用纳米敏感功能材料；所述柔性微压力传感器(8)的衬底采用生物相容性材料。
5.根据权利要求1所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述吸盘(4)为拱形，所述吸盘(4)采用柔性硅胶材料；所述柔性微压力传感器(8)圆周均布粘贴在所述吸盘(4)的内表面；将所述吸盘(4)内的空气挤出使所述吸盘(4)吸附在孕妇皮肤上。
6.根据权利要求1所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述吸盘(4)包括柔性硅胶本体(41)、锥形盘(42)、连接架(43)和螺母(44)，所述连接架(43)一端为圆盘形板体(431)，另一端为螺纹柱；所述连接架(43)穿过所述柔性硅胶本体(41)和锥形盘(42)，使所述圆盘形板体(431)紧贴在所述柔性硅胶本体(41)上，螺纹柱从所述锥形盘(42)穿出，所述螺母(44)与所述螺纹柱连接；将所述柔性硅胶本体(41)贴附在孕妇皮肤上，拧紧螺母(44)，即使吸盘(4)压紧在孕妇皮肤上，所述柔性微压力传感器(8)设置在柔性硅胶本体(41)与孕妇皮肤接触的一侧的边缘。
7.根据权利要求1-6任一项所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，吸附在孕妇肚子(6)上的吸盘(4)具有六个，吸附在孕妇宫底(7)的吸盘(4)具有三个，每个吸盘(4)上具有三个柔性微压力传感器(8)。
8.根据权利要求1所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述附着层(1)采用的材料为硅橡胶、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二酯、聚烯烃系弹性体、聚氨酯弹性体、聚酰亚胺、聚乙烯和乙烯树脂醋酸纤维中的一种或几种；所述保护层(3)采用生物相容性的柔性材料，具体为聚二甲基硅氧烷薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、聚乙烯薄膜、聚烯烃系弹性体、聚氨酯弹性体和硅胶膜中的一种。
9.根据权利要求1所述的胎心率、胎动和宫缩智能监测***，其特征在于，所述监测***还包括报警模块，当胎心率超出设定的阈值时，所述报警模块报警引起人员注意。
10.一种胎心率、胎动和宫缩智能监测方法，其特征在于，所述监测方法为：设定孕妇肚子(6)上的所有柔性微压力传感器(8)为第一组柔性微压力传感器，孕妇宫底(7)的所有柔性微压力传感器(8)为第二组柔性微压力传感器；当多个柔性微压力传感器(8)同时检测到心脏搏动压力信号时，取其中最大值作为搏动信号，一分钟内第一组柔性微压力传感器取到的搏动信号的个数即为胎心率；当多个柔性压力传感器同时监测到胎动压力信号时，取其中最大值作为胎动信号，一分钟内第一组柔性微压力传感器取到的胎动信号的个数即为胎动次数；根据不同时刻取得胎动信号的柔性微压力传感器(8)的位置来绘制胎动的轨迹；取第二组柔性微压力传感器同一时间受到的压力信号的最大值作为宫缩压力信号。
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