[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

技術領域

本發明涉及醫學檢測技術領域，尤其涉及一種基于隨機共振的超聲多普勒胎心監測系統及方法。

背景技術

在母親子宮內以及分娩過程中，可能會造成胎兒暫時性缺血、缺氧而引起胎兒營養不良、生長發育遲緩、胎兒窘迫、甚至窒息、死亡等問題。大量臨床證明，胎心電子監護能有效發現妊娠過程中胎兒的異常，具有十分重要的臨床意義。因此、準確實時地計算出胎兒的瞬時心率對于判斷胎兒在母體內的健康狀況具有極其重要的意義。通常情況下，胎心信號可以通過超聲多普勒、生物電極和微音器獲取,其中超聲多普勒方法具有精度高、抗干擾能力強、通用性好、易于實現的特點，得到廣泛的應用，例如多普勒胎心檢測儀。

一方面，胎心體積小、運動幅度位移弱以及多普勒胎心檢測儀的靈敏度不足，影響對早期孕周胎兒的監測，容易引發誤檢；為提高胎心檢測測量精度，需要提高超聲輻射劑量。另一方面，通過增加超聲輻射劑量可以減少誤檢情況，但是輻射劑量過大，會影響胎兒的神經系統和大腦的生長發育；為減少超聲輻射對胎兒的生理影響需要降低超聲輻射劑量。這樣，靈敏度和輻射劑量兩者就形成了矛盾。

出于超聲波輻射劑量對胎兒有影響的擔心，醫生會不斷調低傳感換能器的發射功率，甚至會低于醫療儀器標準。該做法固定更加安全，但采集的反射回波也會更加微弱，對檢測電路的靈敏度提出了新要求。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供了一種基于隨機共振的超聲多普勒胎心監測系統及方法，可以實現低輻射量情況下的胎心心率檢測。

第一方面，本發明提出了一種基于隨機共振的超聲多普勒胎心監測系統，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。

可選地，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，所述求和子電路其中，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。

可選地，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所述第一隨機共振子電路的輸出端，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；

所述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。

可選地，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；

所述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，第三端連接至所述第二乘法器的第一端。

可選地，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。

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

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

可選地，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。

第二方面，本發明又提供了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；