一種智能胎心音監測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種智能胎心音監測儀，屬于胎心音監測技術，包括兩端開口的錐型殼體；與殼體較小開口端密封連接的蓋體；設于殼體內壁上的聲音傳感器；及一差分系統；聲音傳感器包括第一采集端面和第二采集端面，第一采集端面接觸于殼體內壁設置，差分系統配置用于對所述第一采集端面和第二采集端面采集的胎心音信號進行差分處理。本實用新型通過在聲音傳感器上反向設置用于采集胎心音信號的第一采集端面和第二采集端面，使得第一采集端面和第二采集端面采集的干擾音信號為等量，而第一采集端面采集的胎心音信號則遠大于第二采集端面采集的胎心音信號，進而通過差分系統的差分處理，以取得信噪比更高的胎心音信號，提高了胎心音信號采集的準確性。
【專利說明】
一種智能胎心音監測儀
技術領域
[0001]本實用新型涉及胎心音監測技術，具體涉及一種智能胎心音監測儀。【背景技術】
[0002]胎心音蘊含了豐富的生理信息，是判斷胎兒健康狀況的重要指標之一。孕婦懷孕期間，若胎兒在子宮內出現異常狀況將會其發育不良甚至胎兒室息。因此有必要對胎兒持續進行胎心音監測，一方面可依此判斷胎兒生長狀況，另一方面也可預防胎兒出現意外。
[0003]目前胎心音監測技術主要有兩種:
[0004]多普勒超聲胎心音檢測儀，在醫療機構大多醫療設備采用本技術實現，利用超聲信號的多普勒效應監測胎兒心音。但這一類設備通常體積較為龐大，價格昂貴，需要具有專業操作技能的人才能完成測量，且超聲輻射對人體有一定的影響，不適合進行長期監測。
[0005]被動型胎心音監測儀，這一類設備通過捕獲胎心音音頻信號實現心音監測，常規被動型胎心音監測儀常使用一套具有鐘型聽診頭的聽診器實現，其監測受干擾音大、準確度低下。【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于克服上述技術不足，提出一種智能胎心音監測儀，其體積較小、無超聲波輻射、適宜長期監測，且監測準確度高。
[0007]為達到上述技術目的，本實用新型的技術方案提供一種智能胎心音監測儀，包括，
[0008]—兩端開口的錐型殼體，其中一開口端的半徑大于另一開口端的半徑；
[0009]與半徑較小的開口端密封連接的蓋體；
[0010]設于所述殼體內壁上的聲音傳感器，所述聲音傳感器包括反向設置且均用于采集胎心音信號的第一采集端面和第二采集端面，且所述第一采集端面接觸于所述殼體內壁設置;及
[0011]—與所述聲音傳感器電連接的差分系統，所述差分系統用于對所述第一采集端面和第二采集端面采集的胎心音信號進行差分處理。
[0012]優選的，所述智能胎心音監測儀還包括一用于將所述差分系統處理的胎心音信號中的干擾音信號進行過濾的濾波器，一用于將過濾的胎心音信號放大的放大器，一用于將放大的胎心音信號發送出去的無線傳輸模塊。
[0013]優選的，所述濾波器包括對胎心音信號的頻段外和頻帶內的干擾音信號依次進行過濾的第一濾波器和第二濾波器。
[0014]優選的，所述智能胎心音監測儀還包括一用于供電的可充電電源，及均與所述電源連接的快速充電電路和放電保護電路。
[0015]優選的，所述殼體的半徑較大的較大開口端包覆有硅膠墊圈，所述殼體的外壁中部設有一束帶環。
[0016]優選的，所述蓋體上設有開關孔，所述開關孔內設置有按鈕開關。
[0017]優選的，所述智能胎心音監測儀還包括一用于對胎心音信號進行后處理的后處理系統，所述后處理系統包括一用于配合接受所述無線傳輸模塊發送的胎心音信號的無線接受模塊，一用于將無線接受模塊接受的胎心音信號處理為胎心率的心率處理模塊。
[0018]優選的，所述心率處理模塊包括一用于將無線接受模塊接受的胎心音信號中干擾音信號進行過濾的濾波單元，一用于將所述濾波單元過濾的胎心音信號進行峰值檢測的峰值檢測單元，一用于將所述峰值檢測單元檢測的峰值時域平均為胎心率的時域平均單元。
[0019]優選的，所述后處理系統還包括一用于將所述濾波單元過濾的胎心音信號的時域信號處理為頻譜圖的頻譜處理模塊及一預警模塊，所述預警模塊用于判斷當獲得的胎心率和頻譜圖為異常時進行預警。
[0020]優選的，所述殼體為不銹鋼材質，所述蓋體為PVC材質。
[0021]與現有技術相比，本實用新型通過在聲音傳感器上反向設置用于采集胎心音信號的第一采集端面和第二采集端面，使得第一采集端面和第二采集端面采集的干擾音信號為等量，而第一采集端面采集的胎心音信號則遠大于第二采集端面采集的胎心音信號，進而通過差分系統的差分處理，以取得信噪比更高的胎心音信號，提高了胎心音信號采集的準確性。【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的智能胎心音監測儀的連接結構示意圖；
[0023]圖2是本實用新型的智能胎心音監測儀的連接框圖。【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025]請參閱圖1、圖2,本實用新型的實施例提供了一種智能胎心音監測儀，包括，
[0026]—兩端開口的錐型殼體1，其中一開口端的半徑大于另一開口端的半徑；
[0027]與半徑較小的開口端密封連接的蓋體2;
[0028]設于所述殼體1內壁上的聲音傳感器3,所述聲音傳感器3包括反向設置且均用于采集胎心音信號的第一采集端面301和第二采集端面302,且所述第一采集端面301接觸于所述殼體1內壁設置;及
[0029]—與所述聲音傳感器3電連接的差分系統4,所述差分系統4用于對所述第一采集端面301和第二采集端面302采集的胎心音信號進行差分處理。
[0030]本實施例通過在聲音傳感器3上反向設置用于采集胎心音信號的第一采集端面 301和第二采集端面302,使得第一采集端面301和第二采集端面302采集的干擾音信號為等量，而第一采集端面301采集的胎心音信號則遠大于第二采集端面302采集的胎心音信號， 進而通過差分系統4的差分處理，以取得信噪比更高的胎心音信號，提高了胎心音信號采集的準確性。
[0031]聲音傳感器3在具體設置時可通過軟基PCB組裝在殼體1內壁上，并保證第一采集端面301貼合于殼體1內壁，而第二采集端面302與殼體1內壁無接觸，實現第一采集端面301采集的聲音信號通過殼體1獲取，而第二采集端面302采集的聲音信號通過空氣傳播獲得。 為了減少本實施例監測儀的體積，可將聲音傳感器3設置為兩個反向設置的MEMS MIC傳感器，兩個MEMS MIC傳感器的聲音信號采集端面分別為第一采集端面301和第二采集端面 302〇
[0032]本實施例在具體設置時，可設置一主控電路板5,該主控電路板5設于殼體1內并靠近蓋體2設置，同時可將將差分系統4設于所述主控電路板5上，為了進一步提高胎心音信號的準確性，避免外部的噪音、摩擦音等干擾測試的準確性，本實施例在所述主控電路板5上設有一用于將所述差分系統4處理的胎心音信號中的干擾音信號進行過濾的濾波器6,而為了便于過濾的信號的發送與提取，主控電路板4上還設有一用于將過濾的胎心音信號放大的放大器7和一用于將放大的胎心音信號發送出去的無線傳輸模塊8。
[0033]胎心音信號的過濾主要包括兩方面的干擾音信號的過濾，一方面是胎心音信號的頻段外的干擾音信號，另一方面是胎心音信號的頻帶內的干擾音信號，而為了將上述兩種干擾音信號均過濾掉，本實施例的所述濾波器6包括對胎心音信號的頻段外和頻帶內的干擾音信號依次進行過濾的第一濾波器601和第二濾波器602。具體的，其中，第一濾波器601 優選為FIR帶通濾波器，而第二濾波器優選為卡爾曼濾波器。[〇〇34]無線傳輸模塊8優選采用藍牙，也可采用3G或4G無線網絡傳輸。
[0035]本實施例的所述殼體1的半徑較大的較大開口端包覆有硅膠墊圈9,通過硅膠墊圈 9的設置一方面增加殼體1與人體的接觸面積，減少噪音混入，從而提高聲音傳感器3的采集效果，另一方面增肌人體接觸殼體1的舒服些。而為了便于使用者的佩戴，本實施所述殼體 1的外壁中部設有一束帶環10,該束帶環10環繞殼體1外壁設置，以便于使用者佩戴時可通過松緊帶與束帶環10連接進而綁扎于使用者腰間。
[0036]為了增加本實施例智能胎心音監測儀的可使用持續性，本實施例所述智能胎心音監測儀還包括一用于供電的可充電電源11，該電源11具體可采用一個容量為300mAh的鋰電池，而為了便于上述電源11的使用并能夠延長其使用壽命，智能胎心音監測儀上還設有一個與所述電源11連接的快速充電電路和放電保護電路，具體可采用型號為S-8261和FS8205 的芯片，以實現放電截止電壓為3.7V，充電飽和電壓為4.25V。電源11充電可采用MicroUSB 接口 12，接口 12可設于殼體1的側壁上，由于電源11靠近上述主控電路板5設置，故對應的上述接口 12靠近蓋體2設置。[〇〇37]在蓋體2上設有開關孔201，所述開關孔201內設置有按鈕開關13,可通過按鈕開關 13控制監測儀的開關，具體可通過一控制電路控制，以實現長按按鈕開關13達到3秒后完成監測儀的啟動和停止監測。
[0038]為了便于使用者觀察監測儀的使用情況，可在蓋體2或殼體1的外壁上設置雙色 LED燈14顯示，本實施例優選設有蓋體2上，具體可采用綠色和紅色顯示，即監測儀啟動后， 綠色LED燈以0.5Hz的頻率閃爍；當長按停止監測時，紅色LED燈以2Hz頻率連續閃爍5秒，然后停止閃爍。此外，還可通過一電池保護電路實現上述雙色LED燈14等來觀察電源的使用狀態，具體為充電狀態下，紅色LED以1Hz的頻率閃爍，充滿電后，紅色LED常亮;而當電池處于欠壓狀態時，紅色和綠色LED以0.5Hz的頻率交替閃爍。當然，也可設置為其他閃爍狀態代表不同的含義，具體可根據操作者需要進行設置，且上述設置為本領域常規技術，在此不作贅述。
[0039]胎心音信號經過采集和前處理后，為了便于使用者能夠通過簡單方式準確判斷胎心音信息，還需要對胎心音信號進行后期處理，本實施例采集的胎心音信號可與現有技術的后期處理分析裝置聯合使用，以便于將胎心音信號轉換為使用者可以理解的信息。而本實施例的所述智能胎心音監測儀體提供一種用于對胎心音信號進行后處理的后處理系統 15,所述后處理系統15包括一用于配合接受所述無線傳輸模塊8發送的胎心音信號的無線接受模塊151，一用于將無線接受模塊151接受的胎心音信號處理為胎心率的心率處理模塊 152。具體的，為了便于使用者的操作，可將后處理系統15通過一智能手機APP實現，通過智能手機APP接受上述無線傳輸模塊8發送的胎心音信號，并將上述胎心音信號儲存起來，然后使用者可根據需要將上述胎心音信號處理為胎心率。此外，后處理系統15當然也通過其他終端實現。
[0040]其中，所述心率處理模塊152包括一用于將無線接受模塊151接受的胎心音信號中干擾音信號進行過濾的濾波單元152a，一用于將所述濾波單元152a過濾的胎心音信號進行峰值檢測的峰值檢測單元152b，一用于將所述峰值檢測單元152b檢測的峰值時域平均為胎心率的時域平均單元152c，具體的，可將將無線接受模塊151接受的胎心音信號經過高通數字濾波器過濾后進行峰值檢測，然后再進行時域平均即可獲得胎心率，該胎心率可便于使用者直接觀察、對比胎兒的胎心率是否異常。[〇〇41]同時，所述后處理系統15還包括一用于將所述濾波單元152a過濾的胎心音信號的時域信號處理為頻譜圖的頻譜處理模塊153及一預警模塊154,所述預警模塊154用于判斷當獲得的胎心率和頻譜圖為異常時進行預警。具體的，可將胎心音信號的時域信號通過快速傅氏變換后以頻譜圖的方式展現給使用者，以便于使用者的觀察、對比。而預警模塊153 則是將上述獲取的胎心率和頻譜圖與正常胎兒的數據進行對比分析，若出現異常，則對上述胎心率和頻譜圖進行復核，若復核的胎心率和頻譜圖依然異常，則提醒使用者胎兒處于異常狀態，應調整生理狀體或到醫院進行檢測。
[0042]本實施例的殼體1為不銹鋼材質，而為了便于胎心音信號的傳輸，本實施例的蓋體 2為PVC材質。[〇〇43]本實用新型的智能胎心音監測儀具體使用流程如下，首先通過第一采集端面301 和第二采集端面302分別采集胎心音信號，然后將第一采集端面301和第二采集端面302的胎心音信號進行差分處理，差分處理后再將差分處理后的胎心音信號中的干擾音信號濾除，濾除后發送至后處理系統15,后處理系統15將過濾后的胎心音信號再次過濾后進行峰值檢測，并將檢測的峰值進行時域平均獲得胎心率，同時使用者可根據需要將再次過濾的胎心音信號的時域信號轉換為胎心音頻譜圖，最后通過預警模塊154判斷獲取的胎心率和頻譜圖是否異常，若異常則進行復核，復核依然異常則向使用者預警。
[0044]以上所述本實用新型的【具體實施方式】，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。 任何根據本實用新型的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種智能胎心音監測儀，其特征在于，包括，一兩端開口的錐型殼體(1)，其中一開口端的半徑大于另一開口端的半徑；與半徑較小的開口端密封連接的蓋體(2);設于所述殼體(1)內壁上的聲音傳感器(3)，所述聲音傳感器(3)包括反向設置且均用 于采集胎心音信號的第一采集端面(301)和第二采集端面(302)，且所述第一采集端面 (301)接觸于所述殼體(1)內壁設置;及一與所述聲音傳感器(3)電連接的差分系統(4)，所述差分系統(4)用于對所述第一采 集端面(301)和第二采集端面(302)采集的胎心音信號進行差分處理。2.根據權利要求1所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述智能胎心音監測儀還包 括一用于將所述差分系統(4)處理的胎心音信號中的干擾音信號進行過濾的濾波器(6)，一 用于將過濾的胎心音信號放大的放大器(7)，一用于將放大的胎心音信號發送出去的無線 傳輸模塊(8)。3.根據權利要求2所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述濾波器(6)包括對胎心 音信號的頻段外和頻帶內的干擾音信號依次進行過濾的第一濾波器(601)和第二濾波器 (602)〇4.根據權利要求3所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述智能胎心音監測儀還包 括一用于供電的可充電電源(11 )，及均與所述電源(11)連接的快速充電電路和放電保護電路。5.根據權利要求1?4任一所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述殼體(1)的半徑 較大的開口端包覆有硅膠墊圈(9)，所述殼體(1)的外壁中部設有一束帶環(10)。6.根據權利要求1?4任一所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述蓋體(2)上設有 開關孔(201 )，所述開關孔(201)內設置有按鈕開關(13)。7.根據權利要求2所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述智能胎心音監測儀還包 括一用于對胎心音信號進行后處理的后處理系統(15)，所述后處理系統(15)包括一用于配 合接受所述無線傳輸模塊(8)發送的胎心音信號的無線接受模塊(151)，一用于將無線接受 模塊(151)接受的胎心音信號處理為胎心率的心率處理模塊(152)。8.根據權利要求7所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述心率處理模塊(152)包 括一用于將無線接受模塊(151)接受的胎心音信號中干擾音信號進行過濾的濾波單元 (152a)，一用于將所述濾波單元(152a)過濾的胎心音信號進行峰值檢測的峰值檢測單元 (152b)，一用于將所述峰值檢測單元(152b)檢測的峰值時域平均為胎心率的時域平均單元 (152c)〇9.根據權利要求8所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述后處理系統(15)還包括 一用于將所述濾波單元(152a)過濾的胎心音信號的時域信號處理為頻譜圖的頻譜處理模 塊(153)及一預警模塊(154)，所述預警模塊(154)用于判斷當獲得的胎心率和頻譜圖為異 常時進行預警。10.根據權利要求1?4任一所述的智能胎心音監測儀，其特征在于，所述殼體(1)為不 銹鋼材質，所述蓋體(2)為PVC材質。
【文檔編號】A61B8/08GK205597949SQ201620056326
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年1月21日
【發明人】黃華, 史超洋, 張家亮
【申請人】黃華