專利名稱：胎兒監(jiān)護裝置和方法
胎兒監(jiān)護裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)前監(jiān)護，尤其是涉及一種胎兒監(jiān)護裝置和一種胎兒監(jiān)護方法。背景技術(shù)：
胎兒監(jiān)護采用生物物理或生物化學(xué)的手段，對胎兒宮內(nèi)發(fā)育和安危狀況進行評價，是保障產(chǎn)婦和胎兒安全、實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育的重要手段。胎心聽診是最早的胎兒監(jiān)護方法，隨著技術(shù)的發(fā)展，自超聲多普勒(Ultrasound Doppler)效應(yīng)1964年開始應(yīng)用于胎兒臨床監(jiān)護，胎心率電子監(jiān)護的普及率越來越高，市場的胎兒監(jiān)護設(shè)備或系統(tǒng)大多采用此種方式。胎兒心率監(jiān)護分析參數(shù)主要有基礎(chǔ)胎心率(basal heart rate，BHR)、加速次數(shù) (acceleration)、減速次數(shù)(deceleration)、高低變化段分鐘數(shù)(high/low variation)、長變異周期和振幅(long term variation, LTV)，宮縮次數(shù)(uterus contraction, UC)，短變異(short term variation, STV)，月臺動(fetal movement, FM)等。其中，胎心率短變異STV是一項衡量胎兒發(fā)育情況的重要指標(biāo)，并且目前也是最精確最敏感的一項指標(biāo)，在預(yù)測胎兒宮內(nèi)缺氧或酸中毒甚至胎死宮內(nèi)方面優(yōu)于一些醫(yī)院采用的傳統(tǒng)人工判讀的指標(biāo)LTV。在利用超聲多普勒(Doppler)效應(yīng)獲取胎心率時，物體反射回來的超聲波(頻率 f2)與聲源發(fā)射的超聲波(頻率f\)之間的多普勒頻移fD = 2*v*C0S(e)*fl/c，式中ν是被測物體與聲源的相對速度，θ是聲束與運動方向的夾角。母體翻轉(zhuǎn)使v*cos(e)明顯變化，導(dǎo)致多普勒頻移fD變化明顯，從而使傳統(tǒng)的胎心率監(jiān)護因母體翻轉(zhuǎn)而不能正常使用。此外，胎動是母體感覺到的最早胎兒運動，是胎兒生命的客觀象征之一，也是產(chǎn)科醫(yī)生用來觀察胎兒是否良好的重要指標(biāo)。胎動正常預(yù)告胎兒宮內(nèi)健康，胎動減少或消失，則提示胎兒缺氧或即將死亡，是胎兒需要立即搶救的警報信號。目前胎動監(jiān)護的主要手段是孕婦憑主觀感覺用胎動計數(shù)器來自數(shù)胎動，此方法需孕婦長時間靜臥，難以堅持，而且技術(shù)結(jié)果由于受孕婦敏感度、羊水量等因素的影響，可信度不高。也有通過宮縮探頭的宮縮壓力信號對胎動信號進行檢測的。從母親腹部采集的原始壓力信號比較復(fù)雜，除胎動外，還有宮縮以及母體用力、呼吸、咳嗽、發(fā)笑和體位變動引起的母體腹壁壓力的改變。因此傳統(tǒng)的胎兒監(jiān)護系統(tǒng)經(jīng)常存在母體翻轉(zhuǎn)時導(dǎo)致檢測到的胎兒生理信號異常， 使醫(yī)護人員無法準(zhǔn)確了解生理信息是否確實異常，導(dǎo)致誤判。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種能夠提供準(zhǔn)確胎兒生理信號的胎兒監(jiān)護裝置。一種胎兒監(jiān)護裝置，包括用于監(jiān)測胎兒生理信號的胎兒監(jiān)測單元和接收并分析所述胎兒生理信號的信號分析單元，還包括用于監(jiān)測母體運動信號的母體監(jiān)測單元，所述信號分析單元還用于接收母體運動信號，并綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。
優(yōu)選地，還包括對所述胎兒生理信號和母體運動信號進行前期處理的預(yù)處理單元。優(yōu)選地，所述預(yù)處理單元通過有線或無線方式與所述信號分析單元連接。優(yōu)選地，所述母體監(jiān)測單元為運動傳感器。優(yōu)選地，所述運動傳感器為機電傳感器或光學(xué)傳感器。優(yōu)選地，所述運動傳感器為加速度傳感器、陀螺儀以及磁力計中的一種或組合。優(yōu)選地，還包括電源管理單元，所述電源管理單元與胎兒監(jiān)測單元、母體監(jiān)測單元、預(yù)處理單元以及后處理單元連接。此外，還提供一種胎兒監(jiān)護方法。一種胎兒監(jiān)護方法，包括如下步驟獲取胎兒生理信號；獲取母體運動信號；綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。優(yōu)選地，在綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號的步驟前，對所述胎兒生理信號和母體運動信號進行預(yù)處理。優(yōu)選地，所述母體運動信號為加速度、角速度、位置變化信息。上述裝置和方法同時獲取胎兒生理信息和母體運動信息，綜合母體運動信息對胎兒生理信息進行校準(zhǔn)，可準(zhǔn)確了解胎兒狀態(tài)。

圖1為一實施例的胎兒監(jiān)護裝置模塊結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1實施例中用多普勒超聲單元拾取胎心率信號時的流程圖。
具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施例對胎兒監(jiān)護裝置進行進一步說明。如圖1所示，為一實施例的胎兒監(jiān)護裝置，該監(jiān)護裝置包括胎兒監(jiān)測單元100、母體監(jiān)測單元200、預(yù)處理單元300、后處理單元400和電源管理單元500。胎兒監(jiān)測單元100 直接與后處理單元400連接，向其傳送監(jiān)測的胎兒生理信號。母體監(jiān)測單元200通過預(yù)處理單元300對胎兒生理信號和母體運動信號進行前期的信號處理后，再發(fā)送給后處理單元 400。預(yù)處理單元300進行信號的前期處理包括信號放大、濾波等。預(yù)處理單元300可通過有線或無線方式與后處理單元400連接。胎兒監(jiān)測單元100發(fā)送監(jiān)測所得的胎兒心跳變化、監(jiān)測的胎兒生理信號包括胎心率、胎動和宮縮等信息，可采用傳統(tǒng)的監(jiān)測裝置或設(shè)備進行監(jiān)測，例如采用超聲方式獲取胎兒心臟運動信息，采用壓力傳感器獲取宮縮和胎動信息。本實施例的母體監(jiān)測單元200監(jiān)測的母體運動信息可以是位置變化、速度變化， 也可以是加速度變化。母體翻轉(zhuǎn)是是使上述母體運動信號改變的一種常見運動形式。母體翻轉(zhuǎn)會讓超聲方式獲取的胎兒心臟運動信息產(chǎn)生偽影，或者使壓力傳感器接觸不好，使宮縮和胎動信息不正常。故母體監(jiān)測單元200具體為運動傳感器。監(jiān)測時，運動傳感器設(shè)于母體腹壁并相對于母體腹壁位置固定，因此當(dāng)母體相對于正常位置翻轉(zhuǎn)時，運動傳感器即時反映運動變化，獲得母體運動信息。其中，母體監(jiān)測單元200可采用的傳感器可以為加速度傳感器201、磁力計202以及陀螺儀203中的一種或多種。加速度傳感器201獲得重力加速度在其三軸上的分量，母體翻轉(zhuǎn)時，各個分量會發(fā)生變化，依據(jù)各個加速度分量的變化情況，可以獲知母體翻轉(zhuǎn)情況。 磁力計202可獲得地磁場三軸的分量得出母體相對于地磁北向的偏轉(zhuǎn)角度。陀螺儀203則可測得人體前后、上下、左右三個方向的旋轉(zhuǎn)角速度，從而得出翻轉(zhuǎn)情況。本實施例優(yōu)選地， 同時采用上述三種傳感器，利用卡爾曼濾波將關(guān)于姿態(tài)變化的信息進行融合，實時獲取人體姿態(tài)。母體監(jiān)測單元200采用的傳感器可以是機電的，也可以是光學(xué)的。預(yù)處理單元300具備分析胎兒生理信號的功能，此為傳統(tǒng)技術(shù)手段，不再贅述。除此之外，本實施例的胎兒監(jiān)護裝置中，預(yù)處理單元300還需要將母體監(jiān)測單元200進行前期信號調(diào)理工作，過濾隨機噪聲，減少溫漂對母體監(jiān)測單元200的影響。后處理單元400需綜合考慮胎兒生理信號，以及母體運動信息，在檢測得到的胎兒生理信號中濾除母體運動信息，尤其是翻轉(zhuǎn)信息，經(jīng)過各種模式識別算法(如獨立分量分析、貝葉斯算法、支持向量機以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等)，獲得校準(zhǔn)后的胎兒生理信號。電源管理單元500與胎兒監(jiān)測單元100、母體監(jiān)測單元200以及后處理單元400連接并進行供電管理。電源管理單元500可采用直流或交流供電，或無線供電。另一實施例中，一種胎兒監(jiān)護方法包括如下步驟獲取胎兒生理信號。胎兒生理信號包括胎心率和胎動信息，可采用傳統(tǒng)的監(jiān)測裝置或設(shè)備進行監(jiān)測，例如采用超聲方式獲取胎兒心臟運動信息，采用壓力傳感器獲取宮縮和胎動信息。也可通過加速度傳感器201獲取胎動信息。獲取母體生理信號。母體生理信號主要為母體運動信息。其中母體運動中對胎兒生理信號影響較大的是母體翻轉(zhuǎn)，例如母體翻轉(zhuǎn)會讓超聲方式獲取的胎兒心臟運動信息產(chǎn)生偽影，或者使壓力傳感器接觸不好，使宮縮和胎動信息不正常?？刹捎米藨B(tài)傳感器來獲得母體翻轉(zhuǎn)信息，傳感器設(shè)于母體腹壁并相對于母體腹壁位置固定，對母體運動狀態(tài)進行實時監(jiān)測。綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。在檢測得到的胎兒生理信號中濾除母體運動信息，尤其是翻轉(zhuǎn)信息，經(jīng)過各種模式識別算法，獲得校準(zhǔn)后的胎兒生理信號。優(yōu)選地，本實施例的方法在綜合母體生理信號校準(zhǔn)胎兒生理信號的步驟前，對所述胎兒生理信號和母體運動信號進行預(yù)處理，主要是對信號進行濾波和放大處理。如圖2所示，是本實施例在用多普勒超聲單元拾取胎心率信號時的流程圖。在濾波處理單元中，可以利用獨立成分分析(ind印endent component analysis, ICA)算法、貝葉斯算法、支持向量機以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等實現(xiàn)胎兒生理信號中母體運動信號的濾波。在利用ICA算法實現(xiàn)對母體運動信號的濾波時，利用他們是不同類型的信號，認(rèn)為它們是相互獨立的。按照統(tǒng)計獨立的原則，采用某種特定的優(yōu)化準(zhǔn)則將其中的獨立分量一一分解。以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種胎兒監(jiān)護裝置，包括用于監(jiān)測胎兒生理信號的胎兒監(jiān)測單元和接收并分析所述胎兒生理信號的信號分析單元，其特征在于，還包括用于監(jiān)測母體運動信號的母體監(jiān)測單元，所述信號分析單元還用于接收母體運動信號，并綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。
2.如權(quán)利要求1所述的胎兒監(jiān)護裝置，其特征在于，還包括對所述胎兒生理信號和母體運動信號進行前期處理的預(yù)處理單元。
3.如權(quán)利要求2所述的胎兒監(jiān)護裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元通過有線或無線方式與所述信號分析單元連接。
4.如權(quán)利要求1所述的胎兒監(jiān)護裝置，其特征在于，所述母體監(jiān)測單元為運動傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的胎兒監(jiān)護裝置，其特征在于，所述運動傳感器為機電傳感器或光學(xué)傳感器。
6.如權(quán)利要求5所述的胎兒監(jiān)護裝置，其特征在于，所述機電或光學(xué)傳感器為加速度傳感器、陀螺儀以及磁力計中的一種或多種。
7.如權(quán)利要求1所述的胎兒監(jiān)護裝置，其特征在于，還包括電源管理單元，所述電源管理單元與胎兒監(jiān)測單元、母體監(jiān)測單元以及信號分析單元連接。
8.一種胎兒監(jiān)護方法，其特征在于，包括如下步驟獲取胎兒生理信號；獲取母體運動信號；綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。
9.如權(quán)利要求8所述的胎兒監(jiān)護方法，其特征在于，在綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號的步驟前，對所述胎兒生理信號和母體運動信號進行預(yù)處理。
10.如權(quán)利要求8或9所述的胎兒監(jiān)護方法，其特征在于，所述母體運動信號為加速度、 角速度、位置變化信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種胎兒監(jiān)護裝置，包括用于監(jiān)測胎兒生理信號的胎兒監(jiān)測單元和接收并分析所述胎兒生理信號的信號分析單元，還包括用于監(jiān)測母體生理信號的母體監(jiān)測單元，所述信號分析單元還用于接收母體運動信號，并綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。此外，還涉及一種胎兒監(jiān)護方法，包括如下步驟獲取胎兒生理信號，獲取母體運動信號，綜合母體運動信號校準(zhǔn)胎兒生理信號。上述裝置和方法同時獲取胎兒生理信息和母體運動信息，綜合母體運動信息對胎兒生理信息進行校準(zhǔn)，可準(zhǔn)確了解胎兒狀態(tài)。
文檔編號A61B19/00GK102485180SQ201010574940
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者張騰, 王磊, 郭彥偉, 黃邦宇 申請人:中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院