CN105167770B - 一种可穿戴的低功耗胎心监护系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种可穿戴的低功耗胎心监护系统。包括有胎心电采集单元、智能终端、服务器单元，胎心电采集单元通过蓝牙传输的方式智能终端连接，智能终端通过无线或有线的方式与服务器平台连接。本发明体积小、便于携带，可对胎儿健康进行连续监护，智能显示终端显示胎儿心脏的活动情况，服务器平台将诊断结果到反馈给智能显示终端，因此胎儿监护不受地域限制。

Description

一种可穿戴的低功耗胎心监护系统

技术领域

本发明是一种可穿戴的低功耗胎心监护系统，特别涉及一种零超声、低功耗、无线传输、远程诊断的胎心监护仪,属于可穿戴的低功耗胎心监护系统的创新技术。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对胎儿的监护要求也越来越高，人们希望能随时随地的监护胎儿的发育情况。近几年，可穿戴医疗设备成为医疗器械领域研究的热点。将胎心电检测功能移植到可穿戴医疗产品上，可以实时监测胎儿心电状况，及时发现胎儿发育过程中的一些疾病，从而得到及时的治疗，挽救胎儿的生命。

目前市场上也有一些可穿戴的胎儿监护产品，但是都是采用发射超声波的方式来判断胎儿在母亲体内的发育状况。但超声胎心仪存在两方面不足：其一、早期胎儿还没有发育稳定，超声胎心仪需借助发射超声波感知胎儿心音，人们担心向胎儿发射过多超声波引起发育变异，因而这种方法存在潜在风险，不适合对胎儿进行长时间连续胎心监测。其二、超声多普勒胎心仪不能反映胎儿心脏活动的全貌。

孕期子宫肌电信号在胎儿健康监护中具有重要临床意义。子宫肌电信号的强弱反映了母亲子宫收缩的强度。产科医学表明，母亲子宫收缩时胎儿心率的变化是胎儿监护的一个重要方面。因此，开发一种在子宫收缩时监护胎儿心率的可穿戴设备是具有很强的市场需求的。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种可穿戴的低功耗胎心监护系统。本发明体积小、便于携带，可对胎儿健康进行连续监护，智能显示终端显示胎儿心脏的活动情况，服务器平台将诊断结果到反馈给智能显示终端，因此胎儿监护不受地域限制。

本发明的技术方案是：本发明的可穿戴的低功耗胎心监护系统，包括有胎心电采集单元、智能终端、服务器单元，胎心电采集单元通过蓝牙传输的方式智能终端连接，智能终端通过无线或有线的方式与服务器平台连接。

本发明可以连续长时间的对胎儿进行胎心监测，降低了胎儿的死亡率。相比现有的胎心监护仪，本发明完全不使用超声波，孕妇只需将心电采集设备固定在指定的位置便可开始采集，完全没有副作用，安全又可靠，可实现连续长时间观测。本发明是一种可穿戴、低功耗，性能优良，方便实用的可穿戴的低功耗胎心监护系统。

附图说明

图1为本发明可穿戴的低功耗胎心监护仪系统的示意图。

图2为本发明胎心电采集单元使用状态连接示意图。

图3为本发明胎心电采集单元内部功能模块示意图。

图4为本发明智能终端显示的界面图。

图5为本发明胎心电采集单元数据处理模块工作流程图。

图6为本发明胎心电采集单元的侧面图。

图7为本发明服务器单元功能模块的示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的可穿戴的低功耗胎心监护系统，包括有胎心电采集单元1、智能终端2、服务器单元3，胎心电采集单元1通过蓝牙和智能显示终端2连接，智能显示终端2通过无线或有线的方式和服务器平台3连接。

本实施例中，上述胎心电采集单元1包括信号采集模块、子宫肌电提取模块、胎心电信号提取模块和数据处理模块，信号采集模块通过心电电极采集孕妇腹部的两路心电信号，子宫肌电提取模块从心电采集模块采集到的一路数据中提取出子宫肌电信号，当子宫肌电信号强时，胎心电信号提取模块开始工作，从采集到的信号中的另一路信号中提取出混叠的心电信号，并将子宫肌电信号和混叠的心电信号通过无线通信模块发送给智能终端，此时心电采集单元处于正常工作模式；当子宫肌电信号弱时，胎心电信号提取模块停止工作，数据处理模块停止向智能终端发送数据，此时胎心电采集单元处于低功耗模式；胎心电采集单元的数据处理模块通过蓝牙将子宫肌电信号和胎心电信号发送给智能终端2，智能终端2以无线或有线的方式将数据转发给服务器单元3；服务器单元3的通信模块接收智能终端发来的胎心电信号，经处理后，发送给智能终端进行显示，同时服务器单元3平台可以存储、显示处理后的信号数据，诊断模块对处理后的信号数据进行诊断分析，并将诊断结果反馈到智能终端。

上述胎心电采集单元的信号采集模块通过电极采集孕妇腹部的生物电信号，该生物电信号包括母亲子宫收缩时产生的子宫肌电信号，胎儿的心电信号，母亲心电信号干扰，50Hz工频干扰，母亲腹部运动伪迹干扰等。其预处理模块包括滤除工频干扰、母亲腹部运动伪迹干扰的滤波电路，经预处理后的信号被分为两路，一路送给子宫肌电提取模块，一路送给胎心电提取模块。

本实施例中，上述胎心电采集单元的子宫肌电提取模块由前端放大电路、滤波电路、A/D转换电路构成，用于提取混合信号中的子宫肌电信号，子宫肌电提取模块将信号采集模块采集到的一路信号，经前置放大电路、滤波电路、模数转换后得到子宫肌电信号，经子宫肌电提取模块处理后的数字信号，通过SPI接口传送给数据处理模块。

本实施例中，上述胎心电采集单元的胎心电信号提取模块由前端放大电路、滤波电路、A/D转换电路构成，用来提取混合信号中的胎心电信号，胎心电信号提取模块将信号采集模块采集到的另一路信号，经前置放大电路、滤波电路、模数转换后得到混叠的胎心电信号，经处理后的胎心电信号，通过SPI接口传送给数据处理模块。

本实施例中，上述胎心电采集单元由可充电电池进行供电。可充电电池位于心电采集装置内部，由充电器给其充电，由开关控制电池充电，指示灯指示电池的充电状态，变绿则表示电已充满。

本实施例中，上述胎心电采集单元的数据处理模块会将接收到的子宫肌电信号和心电信号分别加上标志，存入数据处理模块的存储器中，并以蓝牙传输的方式将接收到的信号发送到智能终端。

本实施例中，上述胎心电采集单元用一根胎监带固定于孕妇的腹部。

本实施例中，上述智能终端2可控制胎心电采集单元1的工作，还可完成登入服务器、用户注册等功能，同时可以显示子宫肌电信号和干净的胎儿心电信号。

本实施例中，上述智能终端通过发送相应指令来控制胎心电采集单元的工作；智能终端还包括有显示模块和通信模块，显示模块将接收到的子宫肌电信号以波形的方式显示出来，同时可以显示从服务器接收过来的心电信号；智能终端在接收到心电信号后通过无线或有线的方式将其发送给服务器单元；上述智能终端的显示模块可以显示子宫肌电信号和胎儿心电信号，还有登入、注册、电源电量显示、增益调节、开始、停止等功能键，登入成功则可以连接到服务器，第一次登入需要注册；当电源显示电量低时，需要对胎心电采集单元进行充电，此时将充电器插入插座，将开关拨向充电的一端，当指示灯显示绿色则电量充满，此时应该拨掉充电器；增益调节可以放大或缩小显示的波形；上述智能终端的通信模块包括了一个蓝牙通信模块和有线通信模块或者是GPRS、3G、4G、WIFI等无线通信模块。蓝牙通信模块能接收胎心电采集单元发过来的数据和向心电采集单元发送指令，有线通信模块或者无线通信模块用于跟服务器交换数据。

本实施例中，上述服务器单元包括有用户管理模块、数据处理模块、数据显示模块、数据存储模块、诊断模块、通信模块，用户管理模块用于管理用户的登入、注册、修改资料、修改密码等；数据处理模块通过盲分离算法来分离接收到的混叠的心电信号；数据显示模块显示处理后的心电数据，方便医生进行观察；数据存储模块存储心电数据和孕妇的信息；诊断模块由一些专家数据库构成方便医生做出正确的诊断; 服务器单元的通信模块用来与智能终端交换数据；服务器单元的通信模块可以是有线通信模块或者是GPRS、3G、4G、WIFI等无线通信模块。服务器单元3负责用户数据管理、胎儿心电信号提取、干净的胎儿心电信号显示等功能。

本发明系统工作前，将图2中胎心电采集单元1用图2中胎监带4固定于孕妇的腹部，并开启胎心电采集设备的工作开关。当点击智能终端2的开始按钮时，胎心电采集单元1开始工作。胎心电采集单元1的数据处理模块通过判断子宫肌电信号的强弱，来决定胎心电采集单元的工作模式，当子宫肌电信号强时，胎心电采集单元处于正常工作模式，弱时胎心电采集单元处于低功耗工作模式。

图6所示为胎心电采集单元1的侧面图，11为工作状态指示灯，当胎心电采集单元处于正常工作状态时，工作状态指示灯11为黄色，以低功耗模式工作时该指示灯为绿色；13为充电状态指示灯，当胎心电采集单元处于充电状态时，充电指示灯为黄色，电量充满时变为绿色；12为控制开关,拨向右表示胎心电采集单元设备没有工作，拨向左表示胎心电采集单元设备正在工作。

本发明的工作原理如下：首先将胎心电采集单元的设备固定于孕妇的腹部，并打开胎心电采集设备的工作开关；再由智能终端2的通信模块给胎心电采集单元1发送开始工作指令；此时，胎心电采集单元1的信号采集模块开始工作，它从孕妇腹部采集生物电信号经预处理后分为两路信号；子宫肌电提取模块从采集到的信号中的一路信号中提取出子宫肌电信号，由数据处理模块判断提取出的子宫肌电信号的强弱；当子宫肌电信号强时，胎心电提取模块开始工作，从采集到的信号中的另一路信号中提取出混叠的心电信号，并将子宫肌电信号和混叠的心电信号通过无线通信模块发送给智能终端；当子宫肌电信号弱时胎心电采集单元的胎心电提取模块停止工作同时数据处理模块停止向智能终端发送数据。智能显示单元的通信模块接收心电采集单元发送的数据，并将混叠的心电信号发送给服务器单元；智能显示单元的显示模块显示子宫肌电信号和服务器单元发来的干净的胎儿心电信号。服务器单元的通信模块接收智能终端发过来的心电信号，经数据处理模块处理后，发回给智能终端进行显示，同时服务器单元可以显示、存储处理后的胎心电数据，并根据处理后的数据做出诊断，诊断结果返回给智能终端。本发明可根据子宫肌电信号的变化控制心电检测设备的工作模式，从而具有低功耗的特点，当子宫肌电信号变强到一定值时胎心检测装置进行胎心连续检测，当子宫肌电信号变弱到一定值时自动进入低功耗模式，以减少胎心检测装置的用电量。

Claims (8)

1.一种可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于包括有胎心电采集单元、智能终端、服务器单元，胎心电采集单元通过蓝牙传输的方式与智能终端连接，智能终端通过无线或有线的方式与服务器平台连接；上述胎心电采集单元包括信号采集模块、子宫肌电提取模块、胎心电信号提取模块和数据处理模块，信号采集模块通过心电电极采集孕妇腹部的两路混合信号，子宫肌电提取模块从心电采集模块采集到的一路信号中提取出子宫肌电信号，当子宫肌电信号强时，胎心电信号提取模块开始工作，从采集到的另一路信号中提取出混叠的胎心电信号，并将子宫肌电信号和混叠的胎心电信号通过蓝牙发送给智能终端，此时胎心电采集单元处于正常工作模式；当子宫肌电信号弱时，胎心电信号提取模块停止工作，数据处理模块停止向智能终端发送数据，此时胎心电采集单元处于低功耗模式；胎心电采集单元的数据处理模块通过蓝牙将子宫肌电信号和混叠的胎心电信号发送给智能终端，智能终端以无线或有线的方式将数据转发给服务器单元；服务器单元的通信模块接收智能终端发来的胎心电信号，经处理后，发送给智能终端进行显示，同时服务器单元存储、显示处理后的信号数据，并对处理后的信号数据进行诊断分析，并将诊断结果反馈到智能终端；上述胎心电采集单元由可充电电池进行供电。

2.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述胎心电采集单元的子宫肌电提取模块由前端放大电路、滤波电路、A/D转换电路构成，用于提取混合信号中的子宫肌电信号，子宫肌电提取模块将信号采集模块采集到的一路信号，经前置放大电路、滤波电路、模数转换后得到子宫肌电信号，经子宫肌电提取模块处理后的数字信号，通过SPI接口传送给数据处理模块。

3.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述胎心电采集单元的胎心电信号提取模块由前端放大电路、滤波电路、A/D转换电路构成，用来提取混合信号中的胎心电信号，胎心电信号提取模块将信号采集模块采集到的另一路信号，经前置放大电路、滤波电路、模数转换后得到混叠的胎心电信号，经处理后的胎心电信号，通过SPI接口传送给数据处理模块。

4.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述胎心电采集单元的数据处理模块会将接收到的子宫肌电信号和混叠的胎心电信号分别加上标志，存入数据处理模块的存储器中，并以蓝牙传输的方式将接收到的信号发送到智能终端。

5.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述胎心电采集单元用一根胎监带固定于孕妇的腹部。

6.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述智能终端控制胎心电采集单元的工作，同时显示子宫肌电信号和干净的胎儿心电信号。

7.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述智能终端通过发送相应指令来控制胎心电采集单元的工作；智能终端还包括有显示模块和通信模块，显示模块将接收到的子宫肌电信号以波形的方式显示出来，智能终端在接收到混叠的胎心电信号后通过无线或有线的方式将其发送给服务器单元；同时可以显示从服务器接收过来的心电信号；上述智能终端的通信模块包括蓝牙通信模块和有线通信模块或者是GPRS、3G、4G、WIFI无线通信模块。

8.根据权利要求1所述的可穿戴的低功耗胎心监护系统，其特征在于上述服务器单元包括有用户管理模块、数据处理模块、数据显示模块、数据存储模块、诊断模块、通信模块，用户管理模块用于管理用户的登入、注册、修改资料、修改密码；数据处理模块通过盲分离算法来分离接收到的混叠的胎心电信号；数据显示模块显示处理后的心电数据；数据存储模块存储心电数据和孕妇的信息；诊断模块由专家数据库构成方便医生做出正确的诊断;服务器单元的通信模块用来与智能终端交换数据；服务器单元的通信模块是有线通信模块或者是GPRS、3G、4G、WIFI无线通信模块。