一种母体内胎儿胎动检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种母体内胎儿胎动检测装置及方法，所述装置包括加速度传感器和微处理器，所述微处理器包括数据处理模块和存储模块，加速度传感器连接在数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端连接存储模块；所述加速度传感器采集孕妇腹部的波动信号并发送至数据处理模块，数据处理模块对波动信号进行处理，以去除运动干扰信号同时识别胎动信号；存储模块对数据处理模块识别的胎动数据进行存储。本发明专利技术可准确识别胎动，排除其他运动干扰，方法科学，结果准确，可用于孕晚期孕妇的胎儿监护等应用场景和可穿戴的胎儿监护仪等产品。

【技术实现步骤摘要】
一种母体内胎儿胎动检测装置及方法
本专利技术属于母体胎儿胎动监测技术，具体涉及一种母体内胎儿胎动检测装置及方法。
技术介绍
20世纪前，发达国家的死胎率一直保持在5％左右。在20世纪30年代以来，死胎率逐步减少到0.5％。然而在我国，当前随着婚育年龄的推迟和二胎政策的放开，高龄高危产妇激增，目前35岁以上的孕妇占33％以上，为胎儿监护提出了新的要求。如何确保孕妇体内胎儿健康发展关系千万家庭的幸福，并且优生优育对促进国民素质有着重要作用。目前主要依靠胎心和胎动两种检测方法。胎动检测相比较于胎心监测，有一个小时以上的前置预警时间窗口，更能提早发现胎儿异常。胎儿早期就有胎动现象并且随着围产期的深入变得更加复杂。60％以上的胎动是胎儿四肢运动引起的，且胎儿每次胎动维持大概5.7秒。胎动的减少是胎儿不良状况的体现，也有研究表明健康胎儿胎动次数随着围产期的深入保持稳定，而非健康胎儿胎动次数在围产期内有着明显的摆动，因此，长期连续胎动监测在临床上是非常有效的防止孕晚期不良结局的手段。医院常规的超声成像等方法准确度高，但具有侵入性和成本高等缺点。而且辐射对胎儿和孕妇有一定危害，不能长期使用，无法实现连续的无创动态长程胎动监测。医生建议孕妇在安静的环境中早中晚各一小时，在安静的环境中进行主动数数，但研究表明跟作为金标准的多普勒法相比，孕妇只能主动感受到36％的有效胎动，该方法非常不准确。并且对于当代女性，并不一定能有足够的空余时间进行实际执行。可穿戴式的被动胎动监测装置，通过在孕妇腹部附着力学传感器等方式，对胎动信号进行采集和处理，能大大提高准确率并实现长期监测。但是，其检测到的信号不可避免的会受到孕妇日常生活中运动干扰的影响。运动干扰的去除对于可穿戴胎动监测器件的性能有着决定性的作用。当前具有的方法只能去除部分运动干扰，准确度低，不具有普遍性，大大限制了胎动监测技术的应用。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种能够准确识别胎动，排除其他运动干扰的母体内胎儿胎动检测装置及方法。技术方案：本专利技术的母体内胎儿胎动检测装置，包括加速度传感器和微处理器，所述微处理器包括数据处理模块和存储模块，加速度传感器连接在数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端连接存储模块；所述加速度传感器采集孕妇腹部的波动信号并发送至数据处理模块，数据处理模块对波动信号进行处理，以去除运动干扰信号同时识别胎动信号；存储模块对数据处理模块识别的胎动数据进行存储。所述微处理器还包括通讯模块，通讯模块与数据处理模块的输出端连接，数据处理模块通过通讯模块将处理结果发送至外部设备，实现与外部设备的无线通讯。本专利技术还包括一种母体内胎儿胎动检测方法，包括以下步骤：(1)信号采集模块采集胎动引起的加速度信号和孕妇日常生活中运动干扰引起的加速度信号，并将采集的数据发送至数据处理模块；(2)数据处理模块分别对胎动加速度数据和运动干扰加速度数据切分处理，得到多个窗口；(3)对经切分处理后的数据进行时频信号分析，获得二维特征图像；(4)数据处理模块采用字典学习算法对胎动信号的二维特征图像进行数据训练，并且采用同样的方法训练孕妇日常生活中运动干扰的二维特征图像，得到两套字典中的所有原子；(5)数据处理模块通过稀疏表示方法对原始的运动干扰加速度信号进行原子分解，完成运动干扰去除和胎动信号识别。步骤(2)中，所述数据处理模块分别对胎动加速度数据和运动干扰加速度数据按固定的时间间隔进行切分处理，得到多个窗口，相邻两个窗口部分重叠。步骤(3)中，对具有胎动信号或运动干扰信号的窗口进行时频信号分析得到二维特征图像。步骤(3)中，所述时频信号分析根据比较信号区分度来确定采用的方法，采用的方法为短时傅里叶变化、连续小波变化、Wigner-Ville变化、小波同步压缩变化方法中的一种。步骤(4)中，采用的字典学习算法为奇异值分解法。步骤(5)中，对原始的运动干扰加速度信号进行原子分解，得到匹配的胎动原子和运动干扰原子；若有匹配到胎动原子，并且加速度在规定范围内，则判断为该时间窗口内有胎动。步骤(5)中，采用的稀疏表示方法为正交匹配追踪法。所述加速度传感器数量为一个或者多个，当加速度传感器有多个时，在两个或以上加速度传感器检测到的信号完全相同的情况下，判断加速度信号为孕妇自身运动干扰所致。有益效果：本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：通过字典学习算法提取出胎动或者运动干扰的特征图谱及其原子，再通过稀疏表示算法进行匹配，更加有针对性，可准确识别胎动，排除其他运动干扰，适用于可穿戴的胎儿监护仪。附图说明图1为本专利技术所述检测装置的结构框图；图2为本专利技术所述检测方法的流程图；图3为本专利技术所述方法中加速度传感器采集的原始加速度信号图；图4为本专利技术所述方法中胎动字典中的原子示意图；图5为本专利技术所述方法中原始的运动干扰加速度信号及其正交匹配追踪结果图。具体实施方式下面通过具体实施方式和说明书附图对本专利技术做进一步详细描述。如图1所示，本专利技术的母体内胎儿胎动检测装置包括加速度传感器和微处理器两部分，可以直接佩戴在孕妇腹部，接收力学信号。一个或多个贴片在柔性电路板上的加速度传感器或阵列，用于采集孕妇腹部波动信号。微处理器包括数据处理模块、存储模块和通讯模块，加速度传感器连接在数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端分别连接存储模块和通讯模块。加速度传感器采集孕妇腹部的波动信号并发送至数据处理模块，数据处理模块对波动信号进行处理，以去除运动干扰信号同时识别胎动信号；存储模块对数据处理模块识别的胎动数据进行存储。数据处理模块通过通讯模块将处理结果发送至外部设备。如图2所示，本专利技术还包括一种母体内胎儿胎动检测方法，具体包括以下步骤：(1)如图3所示，加速度传感器采集胎动引起的加速度信号，同样采集孕妇日常生活中运动干扰引起的加速度信号，并将两次采集的数据发送至数据处理模块；本实施例中，信号采集模块为附着在孕妇腹部的加速度传感器；在孕妇完全静止情况下，通过加速度传感器得到干净的胎动信号；在孕妇腹部没有胎动时，通过加速度传感器得到孕妇呼吸、大笑、咳嗽、走路、转腰、上下台阶、卧姿翻身等运动干扰信号；(2)数据处理模块分别对胎动加速度数据和运动干扰加速度数据切分处理，再对经切分处理后的数据进行时频信号分析，获得二维特征图像；具体为，微处理器中的数据处理模块分别将干净的胎动信号和运动干扰信号进行窗口为5.7秒左右的切分处理，并且相邻窗口保证1/4或以上的重叠。(3)对具有干净的胎动信号或者运动干扰信号的窗口进行短时傅里叶变化、连续小波变化、Wigner-Ville变化或者小波同步压缩变化等时频信号分析得到二维图谱；时频信号分析采用的方法根据比较信号区分度来确定；(4)如图4所示，数据处理模块采用奇异值分解(K-SVD)或其他字典训练算法对胎动信号的二维特征图像进行数据训练，并且，采用同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种母体内胎儿胎动检测装置，其特征在于：包括加速度传感器和微处理器，所述微处理器包括数据处理模块和存储模块，加速度传感器连接在数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端连接存储模块；所述加速度传感器采集孕妇腹部的波动信号并发送至数据处理模块，数据处理模块对波动信号进行处理，以去除运动干扰信号同时识别胎动信号；存储模块对数据处理模块识别的胎动数据进行存储。/n

【技术特征摘要】
1.一种母体内胎儿胎动检测装置，其特征在于：包括加速度传感器和微处理器，所述微处理器包括数据处理模块和存储模块，加速度传感器连接在数据处理模块的输入端，数据处理模块的输出端连接存储模块；所述加速度传感器采集孕妇腹部的波动信号并发送至数据处理模块，数据处理模块对波动信号进行处理，以去除运动干扰信号同时识别胎动信号；存储模块对数据处理模块识别的胎动数据进行存储。


2.根据权利要求1所述的母体内胎儿胎动检测装置，其特征在于：所述微处理器还包括通讯模块，通讯模块与数据处理模块的输出端连接，数据处理模块通过通讯模块将处理结果发送至外部设备。


3.一种利用权利要求1或2所述的母体内胎儿胎动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)加速度传感器采集胎动引起的加速度信号和孕妇日常生活中运动干扰引起的加速度信号，并将采集的数据发送至数据处理模块；
(2)数据处理模块分别对胎动加速度数据和运动干扰加速度数据切分处理，得到多个窗口；
(3)对经切分处理后的数据进行时频信号分析，获得二维特征图像；
(4)数据处理模块采用字典学习算法对胎动信号的二维特征图像进行数据训练，并且采用同样的方法训练孕妇日常生活中运动干扰的二维特征图像，得到两套字典中的所有原子；
(5)数据处理模块通过稀疏表示方法对原始的运动干扰加速度信号进行原子分解，完成运动干扰去除和胎动信号识别。


4.根据权利要求3所述的母体内胎儿胎动检测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏，赵超，邱亮，梁森松，邱笑涵，
申请(专利权)人：苏州菲拓生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32