[發明專利]一種胎兒心電檢測電路系統

在審

• 申請號: 201611126712.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106580309A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 吳水才;袁延超;賓光宇
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/0444;A61B5/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于家庭健康監護領域，涉及一種胎兒心電檢測電路系統。

背景技術

胎兒缺氧是威脅胎兒生命的主要原因之一,統計表明至少30％的大腦麻痹和嚴重智力遲鈍是由于胎兒在宮內缺氧導致發育不良或早產所引起的。我國弱智兒童中很大部分是由于胎兒生長過程中處于缺氧的窘迫狀態而導致發育不良或早產造成的。所以圍產期對孕產婦和胎兒進行監護是十分必要的，這樣不僅能了解胎兒的發育狀況，而且可以及時發現胎兒宮內缺氧的問題，從而采取有效措施，保障孕婦與胎兒的安全。胎兒心電監護在判斷胎兒是否窘迫、預防和降低圍產兒發病率和死亡率發揮重要作用，對保證優生優育，提高人口素質具有重要社會意義。

目前臨床胎兒心率的檢測主要采用超聲方式，基于超聲的特性，監測時孕婦需保持不動，行動受到限制，給監測帶來了諸多不便,它們也不允許連續監測。此外，研究表明超聲會對胎兒產生不良影響。而采用電極方式獲取數據，則避免了這些弊端，此種方式與正常人采用電極方式獲取心電原理基本一致，并且對胎兒發育沒有影響，所以用非侵入式電極測量胎兒心電的方法有著廣闊的前景。

雖然目前有各式各樣的胎心監護儀，但是他們很多笨重繁瑣、測量不方便，很多設備大，并且需要正負電源供電或者需要需要大電池經過正負電源芯片處理然后交給昂貴的模擬前端處理，電路不夠簡潔，胎兒心電提取的準確度不高，并且實時性不好。隨著TI和ADI的專用ECG及其他生物電測量應用的集成信號調理模塊的產生，特別是低功耗，低成本的前端芯片AD8232的問世，為我們提供了方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種胎兒心電檢測電路系統，以解決家庭監護不足的問題。其特征在于，可以通過置于孕婦胸部和腹部(包含胎兒心電信號)的單導聯電極經屏蔽線采集孕婦心電并將心電信號傳遞給前端芯片AD8232；前端芯片AD8232可以經過低通濾波、高通濾波和工頻陷波后放大處理，MSP430f5342的AD1口和AD2口采集AD8232輸出端的模擬電壓值，并將其模數轉換成數字信號；MSP430f5342處理器將數字信號經中值濾波去除基線漂移后，經藍牙模塊HM-06發射到手機藍牙端或者電腦PC端經自適應濾波等算法提取出胎兒心電信號，并且兩通道心電數據經SPI通信交AT45DB081D存儲芯片存儲。

一種胎兒心電檢測電路系統，包括其實際應用場景。其采用TI公司的超低功耗處理器MSP430f5342為主控芯片，采用ADI的前端芯片AD8232為采集芯片，其采集孕婦的胸部和腹部心電信號，經過低通、高通和工頻陷波電路對采集的信號進行處理，將兩路信號送交MSP430f5342的AD1和AD2口，模數轉換為數字信號。再交處理器中值濾波處理去除基線漂移。兩通道心電信號可以經存儲器AT45DB081D存儲，還可以經過藍牙發送到手機APP端或者電腦端經自適應濾波算法或者模板匹配法等算法提取出顯示胎兒心電信號，并且顯示胎兒心電波形和心率，并對異常心電報警。其配有低功耗供電電路模塊，可以很好地節約電量，實現更長時間監護。此發明為胎兒心電監護硬件電路提供了方案。

所述處理器采用TI的超低功耗處理器MSP430f5342，其為16位精簡指令集，高達25M系統時鐘，ROM 128K和RAM 10K，存儲空間大。有豐富的IO口可供選擇，具有內部基準、采樣保持、和自動掃描功能的12位ADC，支持32位運算硬件乘法器，有IIC、SPI、UART等通信口；具有多個捕捉/比較寄存器的16位定時器，其可根據需要設置為4種低功耗模式，極大減少了功耗，低功耗低頻內部時鐘源，電源電壓監控，可以減少整體電路耗電量，增加系統的工作時長，能更長時間實現監護。采用它來處理采集到的孕婦兩通道心電信號。

所述前端芯片采用ADI的前端芯片AD8232，是一款用于ECG及其他生物電測量應用的集成信號調理模塊。采用雙極點高通濾波器來消除運動偽像和電極半電池電位。其為全集成式單導聯ECG前端。其低電源電流：170μA(典型值)，共模抑制比：80dB(DC至60Hz)。有導聯脫落檢測功能：交流或直流選擇，集成右腿驅動(RLD)放大器，單電源供電：2.0V至3.5V。可經過配置實現放大倍數可調的功能。所述低通、高通和工頻陷波電路應用運放和電阻電容組成，電路簡單易實現，并且工作穩定。采用兩個芯片采集孕婦的胸部和腹部心電信號。

所述濾波電路，低通和高通濾波電路用來濾除掉心電信號頻率(0.05HZ-100HZ)外頻率，其為RC電路組成；工頻陷波電路為單運放雙T有源網絡，其用來濾除掉心電信號中的50HZ工頻干擾。