[發明專利]一種基于隨機共振的超聲多普勒胎心監測系統及方法

有效

• 申請號: 201510357122.0
• 申請日: 2015-06-25
• 公開（公告）號: CN105147328B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 張麗娟;孫海洋;張飛馳
• 申請（專利權）人: 湖南德沐數碼科技有限公司
• 主分類號: A61B8/08
• 分類號: A61B8/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

1.一種基于隨機共振的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，包括：

超聲接收器，用于接收根據周期胎心心率信號形成的超聲波回波信號以及噪聲信號；

帶通濾波器，用于選擇超聲波載波頻率的回波信號；

解調檢波器，用于分離所述回波信號與本振載波信號的乘積結果中的低頻調制信號和高頻載波信號；

絕對值電路，用于獲取所述低頻調制信號中包括胎心心率的包絡信號；

還包括：

隨機共振電路，用于獲取所述包絡信號中的周期胎心心率信號。

2.如權利要求1所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述隨機共振電路包括求和子電路、積分子電路和反饋電路，所述求和子電路包括第一運算放大器和第二放大器；

所述第一運算放大器的反相輸入端通過第一電阻獲取胎心心率信號，以及通過第二電阻獲取噪聲；正相輸入端通過第三電阻接預設電壓；輸出端通過第五電阻與所述第二放大器的反相輸入端電連接；輸出端通過第四電阻與反相輸入端電連接；

所述第二放大器的正相輸入端通過第六電阻連接預設電壓，輸出端通過第七電阻與反相輸入端電連接。

3.如權利要求2所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述積分子電路包括第三運算放大器，所述第三運算放大器的反相輸入端與第一隨機共振子電路的輸出端連接，正相輸入端通過第九電阻連接預設電壓，輸出端通過電容與反相輸入端連接；

第二乘法器的第二端連接至所述第三運算放大器的輸出端，第三端經由第二可變電阻的第一端和第二端連接預設電壓；所述第二可變電阻的第三端通過第十三電阻連接第三運算放大器的反相輸入端。

4.如權利要求2所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述反饋電路包括第四運算放大器，所述第四運算放大器的正相輸入端通過電阻連接預設電壓，反相輸入端通過第十電阻與運算放大器的輸出端連接，輸出端經由第一可變電阻的第一端和第二端連接預設電壓，輸出端通過第十二電阻與反相輸入端連接；所述第一可變電阻的第三端通過第十二電阻連接第三運算放大器的反相輸入端；

第一乘法器的第一端與第二端連接至所述第四運算放大器的輸出端，第三端連接至第二乘法器的第一端。

5.如權利要求1所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述監測系統還包括脈沖整形電路，所述脈沖整形電路用于整形所述周期胎心心率信號為數字脈沖方波信號。

6.如權利要求5所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述監測系統還包括微處理器，所述微處理器用于檢測數據脈沖方波信號的頻率得到胎心心率。

7.如權利要求1所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述監測系統還包括低通濾波器，所述低通濾波器設置在所述解調檢波器與所述絕對值電路之間，用于濾除所述高頻載波信號。

8.如權利要求1所述的超聲多普勒胎心監測系統，其特征在于，

所述監測系統還包括音頻放大器，所述音頻放大器用于放大所述低頻調制信號。

9.一種基于隨機共振的超聲多普勒胎心監測方法，其特征在于，包括：

超聲接收器接收根據胎心心率信號形成的超聲波回波信號以及噪聲信號；

帶通濾波器選擇超聲波載波頻率的回波信號；

解調檢波器分離所述回波信號與本振載波信號的乘積結果中的低頻調制信號和高頻載波信號；

絕對值電路獲取所述低頻調制信號中包括胎心心率的包絡信號；

隨機共振電路獲取所述包絡信號中的胎心心率信號。

10.如權利要求9所述的超聲多普勒胎心監測方法，其特征在于，

所述隨機共振電路獲取所述包絡信號中的胎心心率信號，采用以下計算式：

dxdt=ax-bx3+s(t)]]>

其中，a和b為雙穩態系統模型的系統，s(t)為包含噪聲的周期胎心心率信號，s(t)＝Acos(ω₀t)+Γ(t)，Γ(t)為噪聲值，Acos(ω₀t)為周期胎心心率信號。