一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带

摘要

一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带，本发明涉及对胎儿心脏的监测领域。它是为了解决现有胎心监测多是利用胎心音听诊器、超声多普勒胎音仪、单个传感器来进行胎心监测，它们存在误差大或属于“入侵式”的监测或精度低的问题。它的腹带的两端部上分别设置有魔术贴，压电薄膜传感器阵列设置在腹带的中部；检测电路设置在腹带上；所属检测电路由前置差分放大电路、滤波电路、模/数转换电路、DSP模块、存储器模块、接口模块组成。本发明所采用的压电薄膜传感器具有响应速度快、灵敏度高和线性度好的优点，能够保证检测的准确性；由于压电薄膜传感器质量小，柔软，耐用，其嵌入腹带后能够很好的与人体贴合，人机功效良好。

主权项

1.一种基于压电薄膜传感器的阵列式胎心监测腹带，它是由腹带（1）、多个压电薄膜传感器（2）、检测电路（3）组成；其特征在于腹带（1）的两端部上分别设置有魔术贴（1-1），压电薄膜传感器阵列（2）设置在腹带（1）的中部；检测电路（3）设置在腹带（1）上；所属检测电路（3）由前置差分放大电路（3-1）、滤波电路（3-2）、模/数转换电路（3-3）、DSP模块（3-4）、存储器模块（3-5）、接口模块（3-6）组成；压电薄膜传感器阵列（2）的信号输出总线连接前置差分放大电路（3-1）的信号输入总线，前置差分放大电路（3-1）的信号输出总线连接滤波电路（3-2）的信号输入总线，滤波电路（3-2）的信号输出总线连接模/数转换电路（3-3）的信号输入总线，模/数转换电路（3-3）的数据输出总线连接DSP模块（3-4）的数据输入总线，DSP模块（3-4）的数据存储输出输入总线端连接存储器模块（3-5）的数据存储输出输入总线端，DSP模块（3-4）的数据输出总线端与接口模块（3-6）的数据输出总线端连接；所述DSP模块（3-4）对胎儿能量算法为：第一步，利用Teager能量算子突出信号的高能量区域(例如胎儿的心跳)，Teager能量算子的计算采用如下公式：其中：为接收到的胎儿心跳信号，为Teager能量信号；第二步，Teager能量信号经过自相关处理实现胎儿心率的初步估计；第三步，自相关处理后得到的信号经过峰值估计处理后，得到峰值点所对应的频率和能量；第四步，峰值估计的到的能量信号经过能量比较处理，得到最大能量所对应的频率，将此频率作为胎儿的心率；所述DSP模块（3-4）对胎儿心脏位置的算法为：在同一平面，假设胎儿心脏位置与所述压电薄膜传感器的坐标位置分别为和，其中，为声源到第个所述压电薄膜传感器之间的距离差，用方程可表示为：式中，为声传播速度，为声源信号到第个所述压电薄膜传感器与到所述压电薄膜传感器的时延值，由双曲线的定义可知，每对时延可以确定一条双曲线，则两对时延可以确定两条双曲线，且这两条双曲线的交点位置即为心脏位置。