非线性胎儿心率监测仪制造技术

一种非线性胎儿心率监测仪，属于医疗保健设备技术领域，采用超声多普勒传感器提取出胎儿的心音信号，然后利用胎儿心率信号提取器从胎儿心音的音频信号中提取出音频信号的包络，将由胎儿心率信号提取器得到的方波信号传递给ＰＣ６３６０模／数入接口卡，完成胎儿心率信号的模／数转换，并传递给非线性计算机分析处理器，所述的非线性计算机分析处理器装有由ＶＢ高级语言编制的人机交互界面和ＶＣ高级语言编制的非线性动力学分析软件包的工作界，并使用ＴＣ高级语言编制了非线性动力学分析软件包中的分析软件，医生可做出诊断建议指导临床；本发明专利技术具有价格便宜，市场前景看好，可在全国县级以上医院、高等院校临床医学教学与科研领域推广使用，经济效益与社会效益明显的积极效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗保健
，涉及一种保健监测仪器；国际专利分类号A61B5/024。
技术介绍
胎儿心率的变化可反应出胎儿在母体内的不同健康状况，通过检测胎儿心率可以诊断出胎儿的各种疾病。也就是说胎儿心率信号载有丰富的标志胎儿健康状况的信息。在传统的医学检测中，医生采用传统的胎儿心率监护仪，将胎儿心率记录在纸带上，医生凭借多年积累的临床经验诊断胎儿疾病与胎儿健康状况。因医生个体间的差异，诊断无统一的客观标准。专利技术人采用非线性动力学方法研究胎儿的生长发育及分娩前瞬时胎儿心率与新生儿健康之间的关系。以往，什么样胎儿心率的记录曲线表明胎儿(包括分娩后的新生儿)是健康的或乏氧或接近死亡的，医生只能凭经验判断，没有统一的客观标准。本专利技术研制的非线性胎儿心率监测仪可记录胎儿的瞬时心率，并依据非线性动力学原理，采用相空间重构，关联维，最大李氏指数，功率谱，相关函数，近似熵等方法从多个视角分析胎儿健康状况。可作定性与定量统计分析和分类，为围产期保健与优生、优育提供科学依据。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非线性胎儿心率监测仪，它不仅能通过计算机实时显示、记录与存储胎儿的心率信号，而且能采用非线性动力学分析方法(关联维，最大李氏指数，近似熵，功率谱，自相关函数与互相关函数)表示出胎儿在母体内的不同健康状况。本专利技术采用超声多普勒传感器提取出胎儿的心音信号，然后利用胎儿心率信号提取器从胎儿心音的音频信号中提取出音频信号的包络，且将音频信号的包络转换为与之相对应的方波信号，使得一个方波信号与一次胎儿心跳相对应；将由胎儿心率信号提取器得到的方波信号传递给PC6360模/数入接口卡，完成胎儿心率信号的模/数转换，并传递给非线性计算机分析处理器，由非线性计算机分析处理器根据相邻两次方波的时间间隔计算出瞬时胎儿心率，非线性计算机分析处理器进一步可完成瞬时胎儿心率信号的数据及图形的实时显示、重现，以及数据的存储，非线性计算机分析处理器的非线性动力学参数计算部分可以计算胎儿心率信号的关联维，最大李氏指数，熵，复杂度，功率谱，自相关函数与互相关函数。医生可根据非线性特征量的不同分布区间与不同胎儿健康状况的对应关系，做出诊断建议。本专利技术的技术解决方案如图1所示，首先由超声多普勒传感器提取出胎儿的心音信号，利用胎儿心率信号提取器(其电路原理图如图2-8所示)从胎儿心音的音频信号中提取出音频信号的包络(图2-7所示)，使得一个胎儿心音信号的包络与一次胎儿心跳相对应，经过零比较电路(图8)后，使一个心音信号的包络对应于一个方波信号；将胎儿心率信号提取器得到的方波信号传递给PC6360模/数接口卡，完成胎儿心率信号的模/数转换并传递给非线性计算机分析处理器，由非线性计算机分析处理器根据相邻两次方波的时间间隔计算出瞬时胎儿心率同时进一步可完成瞬时胎儿心率信号的数据及图形显示、重现，以及数据的存储，非线性计算机分析处理器可以计算胎儿心率信号的关联维，最大李氏指数，熵，复杂度，功率谱，自相关函数与互相关函数。医生可利用胎儿瞬时心率信号的非线性动力学参量的不同分布与胎儿健康状况的对应关系，给出诊断建议。关于电路原理图的相关说明首先由超声多谱勒探头提取出胎儿心音信号，随后连接的是由电阻器R1、电容器C1及运算放大器μA741组成的电缆跟随器(如图2所示)，其中电阻器R1可采用可变电阻器，与运算放大器μA741的管脚6连接着的是由电阻器R2、R3、R4、R5与运算放大器μA741组成的放大电路(如图2所示)，其中电阻器R5可采用可变电阻器，这样放大器的放大倍数在一定范围内可调。运算放大器μA741芯片的引脚6与乘法器MC1495的引脚9连接。由电阻R13、R14、R15、R16，稳压二极管D1、D2及运算放大器μA741组成的方波发生器(如图3所示)，运算放大器μA741芯片的引脚6与乘法器(如图4所示)MC1495的引脚4连接。乘法器MC1495的引脚1通过电阻器R8与+15V电源连接，引脚2通过电阻器R10与+15V电源连接，引脚3通过电阻器R7接地，引脚5与引脚6之间接有电阻器R12，引脚7接-15V电源，引脚8接地，引脚10与引脚11之间连接有电阻器R11，引脚12接地，引脚13通过电阻器R6与地连接，引脚14通过电阻器R9与+15V电源连接，同时引脚14直接接地，引脚2与由电阻器R17、R19、R21、R23、R25、R27、R29、R31，电容器C3、C5、C7、C9、C11、C12、C14及4个运算放大器μA741芯片组成的中心频率为5Hz的8阶切比雪夫低通滤波器(如图5所示)，滤波器的第三个运算放大器μA741芯片引脚6与由电阻器R18、R20、R22、R24、R26、R28、R30、R32，电容器C4、C6、C8、C10、C22、C13、C25、C16及4个运算放大器μA741芯片组成的中心频率为5Hz的8阶切比雪夫低通滤波器(如图6所示)，滤波器的第三个运算放大器μA741芯片引脚6与由电容器C17、电阻器R33组成的过零电路(如图7所示)连接，过零电路随后与由电阻器R34、R35、R36、R37、R38、R39、R40、R41，电容器C8、C9、C10、C11、C23、C24、C26、C27及4个运算放大器μA741芯片组成的中心频率为5Hz的8阶切比雪夫低通滤波器(如图7所示)，滤波器的第三个μA741芯片的引脚6与电阻器R42、R43、R44及一个运算放大器μA741芯片组成的放大器(如图8所示)，放大器的引脚6与运算放大器μA741的引脚3连接，此运算放大器μA741的引脚2接地，引脚6与由电阻器R45、R46、二极管D3、D4、，电容器C28组成的电压限幅电路(如图8所示)，电阻器R46，电容器C28的连接处，与PC6360模/数接口卡的数字输入通道相联。由超声多谱勒探头采集到的胎儿心音信号，首先经过电缆跟随器，然后是放大器，接着心音信号与95Hz方波信号进行相干检波，相干检波后的信号，连续通过2个8阶切比雪夫低通滤波器，然后经过零电路，再经过8阶切比雪夫低通滤波器，接着对信号进行放大，然后过零比较，电压限幅，最后经PC6360模/数接口卡的数字输入通道接入非线性计算机分析处理器。最后运用非线性计算机分析处理器进行数据处理与分析。所述的非线性计算机分析处理器装有由VB高级语言编制的人机交互界面和VC高级语言编制的非线性动力学分析软件包的工作界，并使用TC高级语言编制了非线性动力学分析软件包中的分析软件。本专利技术的分析软件是由二维相空间重构程序单元，功率谱程序单元，时间序列程序单元，近似熵程序单元，相关函数程序单元，关联维程序单元，最大李氏指数单元程序和vc界面单元程序组成，首先，打开vc界面这个程序，展现在我们面前的是一个对话框，他里面的下拉菜单里有7个程序二维相空间重构程序，功率谱程序，时间序列程序，近似熵程序，相关函数程序，关联维程序，最大李氏指数程序。在运行这7个程序里面的相关函数程序是为关联维和最大李氏指数的一个参量；所以，在运行关联维程序和最大李氏指数程序之前是要先运行相关函数程序；根据上述程序所得的数据医生可以准确地对胎儿心率进行分析，分析判断胎儿的健康状况；下面分述各程序的流程 vc++编成的界面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非线性胎儿心率监测仪，是由超声多普勒传感器、胎儿心率信号提取器、模／数转换器和非线性计算机分析处理器所组成，其特征是：采用超声多普勒传感器提取出胎儿的心音信号，然后利用胎儿心率信号提取器从胎儿心音的音频信号中提取出音频信号的包络，且将音频信号的包络转换为与之相对应的方波信号，使得一个方波信号与一次胎儿心跳相对应；将由胎儿心率信号提取器得到的方波信号传递给ＰＣ６３６０模／数接口卡，完成胎儿心率信号的模／数转换，并传递给非线性计算机分析处理器，由非线性计算机分析处理器根据相邻两次方波的时间间隔计算出瞬时胎儿心率，非线性计算机分析处理器进一步可完成瞬时胎儿心率信号的数据及图形的实时显示、重现，以及数据的存储；所述的非线性计算机分析处理器装有由ＶＢ高级语言编制的人机交互界面和ＶＣ高级语言编制的非线性动力学分析软件单元的工作界面，使用ＴＣ高级语言编制了非线性动力学分析软件包中的分析软件，该分析软件包括有二维相空间重构程序单元，功率谱程序单元，时间序列程序单元，近似熵程序单元，相关函数程序单元，关联维程序单元，最大李氏指数程序单元；其中相关函数程序单元是关联维程序单元和最大李氏指数程序单元的一个参量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖青，刘玉萍，刘春霞，高思莉，邱红梅，张亮，徐明奇，王立媛，
申请(专利权)人：肖青，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]