CN105228512A - 胎动监测器 - Google Patents

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mother
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B·海斯-吉尔
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Abstract

本发明涉及胎动监测设备，其具有偏转传感器装置，该偏转传感器装置被配置为施加至母亲的腹部以用于检测指示胎动的腹部偏转并输出包括所述腹部偏转的一个或多个记录的信号。在机器可读指令的控制下的处理器被配置为处理从偏转传感器装置输出的信号并输出随时间的胎动的日志。处理器被配置为例如从第二传感器装置接收指示母体或胎儿运动或健康的一个或多个另外的输入，用户可以通过第二传感器装置输入所感知的胎动的记录。处理器可以将第一传感器装置的输出和用户经由第二传感器装置的输入进行比较，并基于所述比较来输出随时间的胎动的日志。

Description

胎动监测器
技术领域
本发明涉及子宫中胎动(通常称为胎儿活动)的监测。
背景技术
已经知道子宫内的胎儿身体运动(其与诸如胎儿心跳的其他生命体征不同)可提供胎儿健康的指示。研究显示了胎儿健康和胎动之间的关联，其中，健康的胎儿通常会比不健康的胎儿移动或踢腿至更大的程度。由减少的胎动影响的怀孕承担了导致胎儿死亡的不良后果的增大风险，如例如MangesiL,HofmeyrGJ,“Fetalmovementcountingforassessmentoffetalwellbeing”(CochraneDatabaseofSystematicReviews.2007.p.CD004909)所报告的。
虽然胎动可能响应于外部刺激而发生，但通常接受的是，存在除了这种外部刺激的运动以外的、作为胎儿的生理发展的一部分而发生的胎动的基准。为此，孕妇通常被建议对预定时间段内经历的胎儿踢腿的次数进行计数。几种计数规则已经被应用来试图量化这些运动。在一种技术中，母亲被要求侧躺并对明显的胎动进行计数。这里，母亲被要求对记录多于10次胎动所花费的时间进行记录。母亲对10次以上胎动的感知通常发生在60分钟内并且被归类为胎儿健康的可靠标志。
可替换地，母亲在一小时内对胎动进行计数，一周三次。让人安心的计数被认为是等于或超过之前计数的计数。这种计数过程对于母亲来说不方便并且极其主观，特别是在临床医生提供很少指导的情况下。可能更通常地，母亲会对在一天内经历了多少次踢腿具有大体的感觉，并且仅在她们认为她们经历了比正常胎动少的胎动的情况下才停下来以实际上对胎动进行计数。
然而，由不同母亲经历的胎动感觉可能基于许多因素而变化，包括母亲的体形、通常的活动量、这是否是她们的第一次怀孕等。在相对高的母体活动期间，胎动的次数可能减少，或者运动可能变得不被母亲注意。相反，胎儿活动可能在特定时间段内(例如在吃饭或喝水之后)不自然地增加。
因此，母体的用于监测胎儿活动的“自我筛查”技术通常是不可靠的，并且因此，较少主观性的监测技术已经被开发来由助产士和临床医生使用。
多普勒超声技术要求使用施加至母亲的腹部的晶体换能器将合适频率的信号指向胎儿。从胎儿反射的信号偏移由胎儿的各个部分的运动导致的小的频率。通常，利用超声波来识别胎儿心脏的跳动以使得胎心率可以产生以作为分娩心电图(CTG)的一部分。为了检测胎儿心脏运动，多普勒超声处理的信号被窄带滤波以选择胎儿心脏运动以及因此的胎心率。然而，通过探索较宽的带宽，可以检测到其他类型的胎动，诸如胎儿胸腔壁运动，以提供胎儿呼吸运动的指示。
该技术通常被称为活动度图(Actogram)。活动度图技术的限制在于需要多普勒换能器的精确定位，因而有技能的临床医生或助产士必须将换能器放置在腹部并且每当胎儿移动时重新定位换能器。
一种替代的技术是超声成像技术，其察看脉冲超声信号的渡越时间并使得人体内的器官和结构的图像在监测器上显示。超声成像使得特定运动被识别和量化。然而，设备大小和成本限制了其应用，使得它仅用于医院或其他医疗机构内的详细评估。此外，持续长时间的暴露于超声波可能对胎儿产生风险。因此，这种先进的技术诸如在怀孕期间在一次或两次规定预约或响应于给予母体或胎儿健康更多关切的情况下被不经常地使用。
考虑到以上情况，对于在不需要胎儿和/或母亲前往医疗机构来评估的情况下的改进的胎动的监测，还留有空间。
发明内容
可以认为，本发明的目的是提供一种仪器，其提供在家庭环境中对胎儿活动的更可靠和/或便利的监测。
根据本发明的第一方面，提供胎动监测设备，包括：偏转传感器装置，被配置为施加至母亲的腹部以用于检测指示胎动的腹部偏转并输出包括所述腹部偏转的一个或多个记录的信号；以及在机器可读指令的控制下的一个或多个处理器，被配置为处理从偏转传感器装置输出的信号并输出随时间的胎动的日志。
处理器可以被配置为接收指示母体或胎儿运动或健康的一个或多个另外的输入并将所述另外的输入与从偏转传感器输出的信号进行比较。胎动的输出日志可以基于所述比较。另外的输入可以包括所感测、预测、测量或感知的胎儿或母体运动的一个或多个记录。另外的输入可以关于如由传感器装置输出的记录的相应的时间段。
监测设备可以包括用户接口装置。用户可以使用装置来输入所感知的胎动的记录。用户可以是母亲或其他人，诸如医学专家或其他护理者，其可以基于一个或多个所感知的现象(例如，视觉、听觉或触觉现象)来输入胎动的日志。
用户接口装置可以包括一个或多个处理器。用户接口装置可以包括接收机或收发机。用户接口装置可以与偏转传感器装置进行有线或无线通信。在另一实施例中，一个或多个处理器可以包括单独的计算装置，其被配置为经由有线或无线通信部件来接收用户接口装置的输出和从偏转传感器装置输出的信号。
用户接口装置可以包括相对于偏转传感器装置的远程装置。
用户接口装置可以是诸如便携式电子器件的便携装置和/或通信装置。装置可以是便携式电话、笔记本电脑、PDA、平板计算机或其他计算装置。可替换地，用户接口装置可以包括个人计算机。用户接口可以包括触摸敏感界面，例如具有一个或多个按键或按钮或者触摸敏感屏幕。
偏转传感器装置可以被认为包括第一传感器装置。远程装置可以被认为包括第二传感器装置，其中例如，用户接口包括触觉传感器。
偏转传感器装置可以包括一个或多个偏转传感器以及带通滤波器。偏转传感器可以包括应力或张力传感器。偏转传感器可以包括压电构件。
偏转传感器装置可以包括发射机，诸如例如无线电发射机。
偏转传感器装置可以包括电源。
偏转传感器装置可以包括两个或更多个偏转传感器，用于在间隔的位置或不同的方向施加在母亲的腹部上。偏转传感器可以以不同的角度(例如以直角)配置。偏转传感器可以在形式上是细长的，并且可以在纵向方向上而不是横向方向上显示最大的灵敏度。
偏转传感器装置可以包括被配置为由母亲穿戴的贴片、垫片或服装。
本发明的实施例有利地提供允许母亲或护理者在自然家庭设置中对胎动的不引人注目的和/或无线监测的能力。这允许监测进行延续的时间段，诸如一天或几天、几周或几个月、或者甚至一个或多个孕期。这可以提供可用于产科医生和临床团体的有用的另外的数据来源和/或监测设施以补充已有的传统的监测技术。
在一个实施例中，设备可以包括另一传感器或传感器装置。另一传感器可以包括母体运动传感器。另一传感器可以被配置为例如在母亲的腹部上或附近施加至母亲的皮肤或者由母亲穿戴。另一传感器可以包括在偏转传感器装置内或者可以是单独的传感器装置。另一传感器可以包括加速度计。
另一传感器可以输出指示母亲的运动的信号，例如包括运动的一个或多个记录。一个或多个处理器可以被配置为接收从另一传感器输出的信号。处理器可以被配置为将从另一传感器输出的信号与经由用户接口的输入和/或从偏转传感器装置输出的信号(或其对照)进行比较，并基于所述比较输出随时间的胎动的日志。
处理器可以忽略或移除在母体运动的时期期间在胎动发生的情况下所感测的胎动记录。处理器可以在确定高于预定阈值变量值的同时发生的母体运动的情况下，例如在所感测的母体运动的幅度高于阈值的情况下，忽略或移除所感测的胎动记录。
胎儿和/或母体运动的记录可以包括时间、持续时间、在一个或多个方向上的运动的幅度、峰值幅度和/或运动的方向中的任一个或任意组合。
处理器进行的比较可以包括比较任何记录或信号的时间和/或持续时间。比较可以包括比较关于胎儿和/或母体运动的记录的在此定义的参数中的任一个。
处理器可以在所感测的胎动的时间与由母亲或其他用户所感知的胎动的输入时间一致的情况下确定胎动的实例。处理器可以针对所述比较应用预定时间/持续时间阈值，其可以包括几秒。例如，用户的输入可以在其发生在所感测运动的10秒或更少之内时被确定为与所感测的胎动一致。
胎动的日志可以包括在预定时间段内的胎动计数和/或多次胎动的定时的日志。日志可以包括在此引用的任何其他胎动参数。
胎动的日志可以被传输至医疗机构。
处理器可以在预定时间间隔确定胎动的日志。传感器和/或输入装置可以被配置为存储输入/记录以用于对处理器的稍后访问。处理器可以比较胎动的日志与一个或多个预定阈值，诸如胎动的预定计数或比率，并且可以在胎动的日志低于所述预定阈值或在所述预定阈值之外的情况下输出指示异常或减少的胎动的警报或信号。
胎动的阈值可以是静态的，或者可以根据例如预定趋势或响应于胎动的之前的日志而随时间改变。在一个示例中，阈值可以根据在妊娠期间正常胎儿活动的预定每日变化而改变。在一个实施例中，处理器可以比较偏转传感器装置的输出与正常胎儿活动的这种预定变化的记录(除了或代替所感知胎动的输入)。
处理器可以确定与以下中的任一个或任意组合相关联的置信度或置信值：母亲/用户的经由用户接口的输入；利用处理器的比较的输出；和/或从偏转传感器装置输出的信号。因此，处理器可以具有学习模式，其中，其将用户经由用户接口的输入与从偏转传感器装置输出的信号进行比较。从学习模式确定的置信度参数可以在第二操作模式(例如正常操作模式)期间应用，其中，处理器可以分析/处理或接收用户经由用户接口的输入或从偏转传感器装置输出的信号中的仅一者。处理器可以基于所接收的记录/信号和所述置信度值来输出胎动的日志。另外或可替换地，处理器可以输出所述置信度值和胎动的日志。
学习模式和/或置信度值指示器有利地允许传感器装置在没有母亲或其他用户的有效输入的情况下继续操作。置信度值还可以向在稍后日期查看母亲的记录的医务人员提供有用信息，因为其可以允许胎动日志的一些解释。
处理器可以查询代表延续的时间段的一个或多个日志，以识别胎儿活动中的一个或多个特征或趋势。例如，特征可以包括胎儿活动的绘图的梯度的突然改变或者无特征活动(例如偶发活动或非活动)的时期。处理器可以响应于任何这种特征的确定来改变置信度或输出信号。
在任意实施例中，如果特征被确定为指示异常胎儿活动，则处理器可以控制经由用户接口对母亲的指令的输出以进行设备的学习/校准操作模式。
根据本发明的第二方面，提供一种系统，包括第一方面的设备和在医疗机构处的远程计算机或服务器，设备的处理器装置被配置为将胎儿活动的日志传输至所述计算机或服务器，以使得在医疗机构内可访问该日志。
传输可以经由传统的有线或无线通信，例如通过一个或多个广域网，例如包括移动电话网络和/或因特网。
医疗机构可以包括数据存储器，其上可以为母亲维护胎儿活动的日志，例如作为针对母亲的医疗记录的一部分。所存储的数据可以包括由处理器装置在一时间段内传输的多个日志。
根据本发明的第三方面，提供一种使用第一或第二方面的设备或系统监测胎动的方法。
根据本发明的第四方面，提供一种数据载体，包括机器可读指令，其用于一个或多个处理器的操作以处理从偏转传感器装置输出的信号并输出随时间的胎动的日志。
机器可读指令可以包括要加载在用户接口装置上的软件或“app”。
关于第一方面定义的优选特征中的任一个可以应用至第二或第三方面。
附图说明
以下仅参考附图通过示例来进一步详细描述本发明的可实行的实施例，其中：
图1示出用于在根据本发明的一个示例的系统内使用的传感器装置的三维视图；
图2示出图1中的传感器配置的平面图；
图3示出在使用中的根据本发明的系统的示例；
图4示出根据本发明的一个示例的电子组件的示意配置；
图5示出根据本发明的另一示例的通信系统；
图6a和6b示出使用根据本发明的传感器配置获得的结果的示例绘图；
图7a和7b示出用于结合本发明使用的胎动传感器的两个不同示例的输出；以及
图8示出在妊娠期间的胎动的示例性绘图。
具体实施方式
本发明可以被认为根据以下前提获得：胎动传感器可以与一个或多个其他类型的传感器输出或其他胎儿活动结果结合以提供适于由怀孕的母亲在家使用的感测系统，其中胎动传感器例如是便携式的和/或可以在延续的时间段内施加至母亲的腹部。
首先转向图1，示出了传感器装置10的示例，其可以施加至母亲的腹部以用于感测/记录胎动。装置包括贴片或垫片部分12和用于封装与胎动传感器相关联的电子电路和/或组件的外壳13。在该实施例中，贴片12在其底面14上包括生物相容的粘合材料，其可以包括粘合层。贴片12的底面可以包括例如水性聚合物材料或层，诸如凝胶。贴片可以包括水凝胶材料。可以使用能够在延续的时间段(诸如一天或几天)内相对于穿戴者的皮肤维持贴片的任何传统的凝胶或粘合材料。理想地，贴片能够移除和再次施加一次或少量几次，以使得每个贴片可以使用高达或大于一周。
贴片12用于将传感器定位在母亲的腹部附近。在该示例中，传感器包括一个或多个偏转传感器16。当胎儿移动时，腹部通常可以被看到改变形状，并且因此腹部偏转的测量可以提供胎动的测量。存在几种换能器，其可以用于检测腹部上的这些小的偏转。然而，对合适的传感器的选择需要仔细考虑灵敏度和带宽。
在该实施例中，选择例如由聚偏二氟乙烯(PVDF)制造的压电材料。压电薄膜的矩形元件在其一侧或多侧上设置有金属层。在该实施例中，使用包含银的墨水提供银层，包含银的墨水可以例如通过丝网印刷设置在压电薄膜的两侧上。一种该类型的这种装置是由MeasurementSpecialities有限公司提供的FLDT1-028K。
生物相容的粘合剂单独地或者在该实施例中与上述贴片粘合剂结合地设置在传感器的一侧上，以使得传感器元件由粘合层保持在贴片内。
如图2所示，两个这种细长的压电传感器16a和16b设置在贴片的底面上。两个传感器大致位于相同的平面中。第一传感器16a被配置为使得其相对于第二传感器16b在大致正交的方向上延伸。第一和第二传感器可以间隔开或者可以集成至单个构件中，该构件可以例如在平面上是X形或T形。PVDF传感器通常在纵向方向上比横向方向更敏感，因而传感器装置10在腹部上部署彼此成一角度安装的两个传感器以提高装置的有效性。
现在转向图4，示出了传感器装置的外壳13内的电子器件的示意图。在一些实施例中，外壳13包括刚性盖，其通常由塑料材料形成并具有可以容纳电子组件的中空或凹形内部。外壳可以包括圆顶或“按钮”。
在一个优选实施例中，包括其内部组件的外壳可从贴片部分12拆卸，以使得外壳可重复使用，而贴片可以是一次性的。由此，外壳13可以被重新附接至另一贴片，以使得单个外壳13可以在一次或多次怀孕期间使用。有利的是，对于每个母亲具有单个外壳，以使得从传感器装置10获得的数据可以容易地分配给该母亲。
外壳可以可移除地粘附至贴片。贴片可以包括用于附接至外壳上的相应的连接器的一个或多个电连接器。另外或可替换地，贴片和/或外壳可以具有用于将外壳定位在贴片上的一个或多个附接结构，诸如狭槽、凹槽、夹子或类似的保持结构。
装置的电子组件包括放大器18、信号滤波器20、电源22、控制器24、定时器26(其可以与控制器24包含在一起)、以及信号发射机28。如下所述和/或图4中所示的外壳13内的电子组件可以总地被认为包括监测单元。
来自传感器16a、16b的输出是小的电流，其与由母亲腹部的皮肤的偏转所导致的压电材料的偏转量成比例。该电流被供给至电荷/信号放大器18，并且来自该放大器的输出是与偏转的幅度成比例的电压。
来自放大器18的输出信号传递至滤波器20，滤波器20根据所使用的传感器的类型可以包括低通、高通或带通滤波器。信号通常被2阶或3阶(或更高阶)带通滤波。信号滤波移除了由传感器检测到的具有非胎动特征的频率的现象。在本示例中，可以例如在0.1至150Hz之间或从0.2Hz至120Hz或在该频率范围内的更窄频带对信号进行带通滤波。
模数转换器25数字化模拟传感器信号，以使得所产生的离散数据项可以由控制器24处理。模数转换器优选地以大于100或200Hz(例如以大约300Hz或以上)对模拟输入进行采样。
控制器24可以包括在机器可读代码的一个或多个模块的控制下的一个或多个可编程微芯片。控制器接收滤波器20的输出并处理信号以用于传输和/或本地存储在存储装置28上。例如，在一个实施例中，控制器可以简单地格式化所接收到的数据以用于存储或传输。在该实施例中，要在此描述的另一处理器将处理所接收到的数据并对其执行进一步分析。
然而，在本实施例中，优选的是，传感器装置10中的本地处理器24执行数据处理的至少第一阶段。这可以有助于减少所传输/存储的数据的量并且可以以更容易使用和可理解的格式输出数据。在该实施例中，处理器24可以处理所感测到的扰动的幅度和/或定时或持续时间。处理器可以相对于预定阈值标准评估所感测到的扰动。在所感测到的偏转的幅度和/或持续时间满足或超过阈值标准的情况下，胎动的实例可以被记入日志。胎动的记录可以包括扰动的时间、持续时间、幅度和/或方向中的任一个或任意组合。包括这些参数值的记录可以存储在本地存储器27中以如下所述随后传输至外部装置。
在提供两个或多个偏转传感器的情况下，控制器可以将来自每个传感器的数据信号进行比较，并且可以基于所述比较来记录或拒绝所接收到的数据中的特征作为胎动的实例。例如，如果两个传感器在预定时间阈值内各自记录相应的偏转，则即使这些偏转的幅度相对较低，控制器也可以记录与其相关的胎动。如果仅一个传感器记录偏转(例如，在预定最小阈值或之上)，而另一传感器没有记录，则控制器可能需要在输出胎动的日志之前单个传感器读数中的相对较大幅度的偏转。由此，两个或多个偏转传感器的使用可以增加胎动记录的可信度。
在图4中还示出了母体运动传感器30。母体运动传感器30向控制器24提供另外的传感器信号输入。在该实施例中，母体运动传感器被容纳/安装在传感器装置10内。然而，在其他实施例中，可能的是，母体运动传感器可以相对于装置10远程定位，并且通过有线或无线连接连接至装置10。母体运动传感器可以包含至一个或多个腹部电极中，或者其可以单独地附接至母体以允许最佳定位。
母体运动传感器包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器能够检测母亲的大体的或总的运动，与由胎动导致的单独的腹部偏转形成对照。在一个示例中，母体运动传感器包括加速度计。然而，可以使用能够提供母体或腹部的物理运动或加速度的指示的任何装置。各种活动仪器、传感器或换能器是可以的，诸如陀螺仪，惯性运动传感器；水银开关，腹部上的灵敏材料(即，其电阻例如随运动改变的材料)等。可以使用1D、2D或3D运动传感器，例如加速度计。
在优选实施例中，运动传感器是3D加速度计，其具有三个单独的传感器，每个传感器能够检测三个笛卡尔坐标轴之一中的运动或移动。每个传感器可以具有2g的全刻度灵敏度(其中，“g”指的是通过地球的重力确定的加速度)。针对三轴的传感器中的每一个的瞬时加速度测量可以组合(例如通过对每个方向上的绝对加速度值的求和)以形成组合或总的活动测量，其可以由此是非定向的。
在产生母体运动的量化/测量时，可以从先前的值减去当前的加速度计值(例如在每个方向上)。这可以提供高通滤波器，其可以移除由于重力和闪烁(1/频率)噪声引起的加速度。
可以在处理器24接收或记录瞬时母体运动值之前进行信号放大、滤波和/或模数转换中的任一个或任意组合。可以以与胎动传感器的速率相等、相似或比胎动传感器的速率低的速率对传感器读数进行采样。在一个实施例中，可以随时间对活动测量求和或求积分以提供在时间段或窗口内的母体运动或活动的指示。在该窗口内的运动的平均值可以被记录。时间窗口可以是例如在1至10秒之间的小的秒数。可以在例如1至100Hz之间(诸如例如在10至50Hz之间)进行采样。
针对每个时间窗口的平均母体运动或活动的值被表示为在例如由0g和2g的边界表示的范围内的数字或其他指标。该范围可以被划分成指示活动水平的带，以使得可以在处于范围的最低端的静态母体状况和处于范围的上端的最剧烈活动状况之间定义例如8或10个不同的水平。
在1D加速度计的情况下，单一轴输出可以用于通过再次使用当前加速度计采样和之前采样点之间的绝对差来确定平均活动值。
在该示例中，处理器24接收母体运动传感器30的输出以及胎动传感器配置的输出。处理器24之后可以将两个输出进行比较以确定胎动的实例是否发生。特别地，母体运动传感器的输出可以用于忽略由于母体运动导致的由胎动传感器记录的胎动的错误的肯定读数。
在一个简单实施例中，处理器可以简单地忽略在同时发生的高于特定阈值水平的母体运动的时期期间所记录的任何胎动读数。处理器可以记录母体运动的时期以避免针对给定时间窗口的胎动计数的失真。由此，可以针对一时间段确定平均胎动值，在该时间段中，母亲在活动时期的任一侧(即，之前或之后)不活动。由此处理器可以将平均胎动/计数应用到活动时期，来代替实际计数。
在另一实施例(其在许多方面是优选的)中，母体活动的水平可以用于处理/调整同时的胎儿活动读数。例如，基于母体活动的升高的水平，由处理器对胎动的实例的记录的最小阈值可以提高。母体和胎动的记录的阈值之间的关系可以是线性或非线性函数(例如，反向指数)或者可以根据一个或多个查找表来确定。任何这种方式可以基于经验的发现。另外或可替换地，根据增强的母体活动，利用胎动传感器16所记录的胎动的幅度可以减少。该减少可以与母体活动水平的增加成反比或指数衰减，或者可以应用一些其他函数。由此，要由胎动传感器记录的所需偏转水平可以随着较低的活动水平而急剧增大，但是可以随着较高的母体活动水平而减小。
例如，当检测到例如与活动水平2至3相对应的母体活动时，胎动信号可以衰减因数六(对于活动水平2)或因数九(对于活动水平3)。
加速度计或运动传感器30通过帮助辨别胎儿和母体运动来提供在胎动的准确和可靠的确定中的实质的改进。胎动传感器和加速度计数字化的数据由处理器24处理以对胎动的次数进行检测和计数。处理器还可以基于母体传感器数据来提供母体活动的记录作为另外的输出。
在一个实施例中，处理器/控制器24可以被认为包括胎动计数器。计数器可以例如通过设置最大计数阈值和/或时间阈值(或者最大存储器存储或通过限制电源)来限制，以使得监测装置13仅可以用于单次怀孕。
参考图3，示出了由母亲穿戴的在使用中的传感器装置10。由于胎动容易被母亲在腹部的一个或多个局部区域中感受到，因而传感器装置10被放置在腹部上母亲通常感觉到运动的区域中。
尽管上述偏转传感器装置10被认为提供用于检测胎动的有效手段，但应该注意，可以另外地或可替换地使用可替代传感器配置32。
传感器配置32包括被配置为由母亲穿戴的纺织材料。纺织材料优选地为带的形式，其围绕母亲的腹部。理想地，纺织材料完全或基本上覆盖腹部并且消除了将传感器放置在最多的胎动趋于发生的位置的需要。纺织材料可以由此由母亲穿戴作为她的日常服装的一部分或在日常服装下面。这种纺织材料可以提供传感器元件的分布式网络。
纺织材料包括压电材料，其是细丝、纤维或者一个或多个薄膜带的形式。该材料是压电或压阻式的并且可以形成可穿戴的衣服，被称为“智能纺织品”。通常，可以使用压电聚合物，诸如PVDF或其共聚物。纺织材料可以包括纤维，诸如针织或梭织的纤维。在任一形式中，纺织材料可以以其可以拉伸的方式形成并且由此在母亲的腹部上形成紧密的配合，以使得服装可以响应于由胎动导致的母亲腹部的偏转而体验到应力/张力。一种这样的材料由新西兰的惠灵顿的FootFallsandHeartbeats有限公司提供。
纺织品的压电组件在应力以与上述偏转传感器16类似的方式施加至它们时经历了电阻的改变。针对压电电阻，可以通过施加跨越纺织品的电势差来测量由于应力引起的电阻的改变。针对压电材料，可以使用上述电子部件来测量材料中的电势改变。由此，纺织品传感器输出可以被类似地处理。例如，纺织品的输出可以被供给至模拟前端放大器，并且随后被滤波和/或数字化以获得合适的数据以用于由处理器24分析。
因此，纺织品传感器32还可以包括外壳13和上述相关联的电子组件，该电子组件用于处理、存储和/或传输所感测到的偏转。外壳和相关联的电子组件可以被永久地固定至纺织品和/或使用上述附接部件可移除地附接至纺织品。也就是说，监测单元可以电连接和机械连接至传感器。
纺织品传感器的一个好处是其可以在延续的时间段内使用，以使得单个传感器服装32和相关联的外壳13可以在怀孕期间使用。
在任一传感器实施例中，处理器可以以类似方式操作，以使得其可以格式化和输出用于传输的相关数据和/或处理数据以用于上述胎动日志的输出。发射机28之后可以使用传统的数据传输部件和/或标准经由与接收装置的有线或无线数据连接来发送输出数据。
在本发明的实施例中，本地接收装置以便携式通信装置34的形式被提供，其可以包括移动电话、智能电话、PDA、平板电脑、笔记本电脑或具有接收机/发射机电路、用户接口和一个或多个处理器的类似的通信装置。在本实施例中，装置34包括用户接口，其是触摸屏36和/或一个或多个按键38的形式。
母亲的腹部上的监测装置经由无线电信号(例如，Wi-Fi、蓝牙(RTM)、低功耗蓝牙或诸如移动电话标准的合适的标准)将处理后的数据发送至装置34。监测装置和接收装置34之间的链接还可以是有线的(例如，用于例如经由USB链接回顾地下载至上述装置中的任一个或个人计算机)。在优选实施例中，使用蓝牙(RTM)链接以使得监测装置和装置34可以配对并且随后可以根据需要发送/接收。
接收装置34可以由此将所接收到的数据计入日志并分析所接收到的数据，例如以进行上述处理或对其进一步处理。
在本发明的示例中，用户/接收装置34包括另一传感器，其是触觉传感器或用户输入传感器或界面的形式。装置34包括处理器，其在机器可读代码的一个或多个模块的控制下。机器可读指令或代码可以以在装置上运行的一个或多个软件应用的形式提供。代码可以存储在装置上和/或使用任何传统的数据载体提供，包括经由合适的网络连接的下载。
通过使用装置34，母亲可以在感觉到胎动时记录所感知到的胎动或将所感知到的胎动记入日志。利用运行的软件应用，母亲可以按下按键38或触摸屏幕36来在感觉到胎动时将胎动的记录记入日志。胎动的记录之后可以与其发生的时间一起存储在装置存储器中。在一些实施例中，母亲能够例如通过在指示所感知的运动强度的一定长度的时间内按下按键或触摸屏幕，或者通过快速连续地多次按下用户界面来输入所感知的胎动的强度。
软件应用可以提供一个或多个另外的功能，诸如允许母亲或其他用户查看、修改和/或删除项目。
装置34中的处理器被配置为接收由母亲感知到的胎动的记录，并将其与从传感器装置接收到的同时的胎动数据日志进行比较，以使得处理器可以比较和/或分析这两个输入。在一个实施例中，通信装置34和传感器装置10可以经历时间同步例程，以确保定时器26和装置34内的定时器对应于例如最接近的秒。这可以使用通过蓝牙(RTM)连接的简单例程来实现，其中，一个装置的时钟被更新以匹配另一装置的时钟上的瞬时时间。
装置34的处理器可以处理所接收到的胎动记录/数据以确定最终的(例如，已验证的)胎动日志。例如，处理器可以将胎动的实例的感测和感知的记录的时间进行比较，并且可以在感测和感知的记录同时或在预定时间阈值内(例如，在1至10秒之间的阈值内)被记录的情况下确定真实的胎动实例。
在其他实施例中，上述用户接口装置可以换成或补充有不同的用户接口装置。诸如用户接口装置可以用于将由其他部件所感知到的胎动记入日志。例如，护理者可以通过触摸母亲的腹部或者通过使用能够感测或允许用户感知胎动的另一装置来感知胎动。这种装置可以包括话筒/扬声器、多普勒或其他超声装置或者其他传统的设备。这种装置还可以包括个人计算机或其他传统的计算部件，其连接至合适的感测仪器并且被相应地编程。这种仪器的用户可以手动地输入胎动的日志，或者仪器本身可以被校准以自动检测运动。
在存在感测或感知的胎动的记录但对于该记录在另一条记录中不存在相应的项目的情况下，处理器可以确定为感测或感知的记录优先。另外，可以通过相应的感知输入的存在来验证弱的(例如，较低幅度的)感测输入。
通过比较所感测和感知的胎动记录，处理器可以确定所感测记录的一个或多个特性，其指示肯定或否定的胎动。例如，处理器可以确定偏转的阈值感测幅度(例如，和/或方向或持续时间或定时)，其指示由母亲确认的胎动。以这种方式，处理器可以动态地调整阈值参数值或标准以用于根据所感测到的读数确定胎动。
在一个实施例中，处理器可以具有一个或多个初始阈值标准。处理器或系统可以具有正常操作模式，其中，处理器仅从传感器装置10接收所感测的胎动的输出，其中，一个或多个阈值标准是固定的。处理器或系统可以具有另一操作模式，其中，处理器从传感器装置10接收所感测到的胎动的输出，以及还从母亲或其他部件接收所感知的胎动的同时输入，其中，一个或多个阈值标准是可变的或者可以由处理器改变。
除了或代替修改用于确定胎动的标准，处理器可以将所有感测到的胎动记入日志，但是可以基于所感测和感知的胎动记录之间的比较或关联来将置信度值应用至每个记录。
另一操作模式可以被认为包括学习或校准模式。这种操作模式可以改进结果的可靠性和/或对特定的母亲定制系统的操作。装置上的应用软件可以提示母亲或其他用户输入所感知到的胎动，由此启动操作的学习模式。例如，母亲可以被提示在第一次使用系统和/或此后以一个或多个间隔在设置的时间段(诸如一或两小时)内将所感知到的胎动记入日志。与装置是否启动了学习模式无关，母亲或其他用户可以在任意时间访问装置34上的应用软件以登记所感知到的胎动的日志，处理器可以在确定两个胎动日志针对同时的时间段可用时启动学习模式。
由此，母亲或护理者可以建立例程，诸如每日或每周的例程，其中，所感知到的胎动的日志定期地被输入。因此，母亲可以选择一天中当她可以休息时的合适时间，同时提供所需输入。另外或可替换地，处理器可以经由装置控制提示或警报的输出，以例如通过屏幕上的指令或声音消息的方式通知母亲输入胎动的日志。这可以例如以例行的间隔或者通过由处理器基于所感测到的胎动记录确定异常胎动而被触发。
在一个示例中，学习模式可以在医疗机构中例如通过护理者的协助来被监督。可以存在例如通过置信度值指示学习模式的成功的输出，以使得母亲可以之后在家中使用该装置。
处理器维护随时间的胎动或“踢腿计数”的日志，例如以使得以胎动的绘图的形式的视觉显示可以被生成以用于报告的目的。绘图可以提供有用的医疗记录以由临床医生或助产士在确定胎儿和/或母亲的健康时使用/查看。处理器还可以与胎动记录一起或除胎动记录以外还将上述关联参数中的一个或多个记入日志。这种记录的示例在图6-8中示出。
涉及怀孕母亲的腹部中的偏转的监测的临床试验使用上述传感器装置10执行，并且将结果与使用超声成像换能器生成的胎动的结果进行比较。该试验的典型输出的示例在图6中示出，其中，x轴表示以秒为单位的时间，y轴表示以下参数：
A.(例如使用绝对值)滤波和调整后的第一胎儿传感器信号
B.(例如使用绝对值)滤波和调整后的第二胎儿传感器信号
C.在装置34上(由母亲输入的)所感知的胎动事件
D.来自超声成像器的所观测到的胎儿(肢体或躯干)运动记录
E.上部轨迹——由加速度计记录的x偏转
F.下部轨迹——由加速度计记录的z偏转
这些轨迹示出超声成像器检测到的胎动(D)和母体感知的运动(C)之间的明确的关联。注意，关联不是100％，而是大约为85-90％，因为一些胎动被错过或者太小以致不能由母亲辨别。压电传感器还示出与超声成像器的良好关联，特别地对于第一传感器A。重要的是注意，存在例如在虚线40处发生的胎动的一些实例，对于这些实例不存在由母亲记录的感知的运动，但是存在由传感器感测的胎动。此外，存在在42处指示的实例，对于这些实例母亲错误地记录胎动，但是其中不存在使用超声成像所观测到的运动。因此，传感器配置确实具有提供比仅依靠母亲对胎动的感知更准确和一致的结果的能力。此外，结果显示其中既有母亲的感知的运动又有传感器输出的操作模式的使用具有进一步改进胎动检测的精确度的能力。
在图7中，示出了响应于一系列不同类型的输入偏转力的、压电传感器16的传感器输出(图7a)相对于使用压阻智能纺织品32的相应输出的比较轨迹。这里可以看出，在偏转事件的确定之间存在非常好的关联，但是每种类型的传感器更有效地响应于不同类型的偏转。因此，可以设想，传感器装置的进一步调整可以倾向于一种或另一种传感器类型或其组合以最好地适合期望用途。
在图8中，示出了在包括几天或几周的延续的使用时期内的胎动计数的示意绘图。正常胎儿活动存在显著的每日变化，其随着妊娠逐渐改变。因此，线44表示在妊娠期内的均值或平均胎动计数。区域或正常胎动可以被识别为均值线44的每一侧的上部46和下部48边界或阈值之间的区域。上部和下部边界可以基于百分位数或其他关联来确定，诸如关联于或通常指示胎儿异常或者不利发展或健康的增加风险的胎儿活动水平。
使用上述实施例中之一获得的胎儿活动的绘图的示例以50示出。这里可以看出，在绘图50跨过下部边界48的情况下，处理器确定异常或减少的胎动已经发生，其指示不期望的胎儿状况。这种确定可以另外地或可替换地基于绘图50的梯度或胎动计数的相对改变(例如通过胎动减少10％以上的方式)来作出。
在作出对胎儿活动的不期望水平或趋势的确定时，处理器可以控制对母亲的一个或多个警告和/或指令的输出。处理器可以被编程为确定与不同胎儿活动水平或胎儿活动的改变相关联的不同水平的风险。
处理器可以控制对母亲的警报或其他视觉、听觉或触觉警告的输出，以提醒她减少的胎动。警告可以例如建议母亲联系医学专家。在一个实施例中，例如指示相对低水平的风险，装置可以为母亲输出屏幕上指令或消息，以重新定位感测装置和/或开始记录所感知的胎动。这可以允许减少的胎动的发现的验证，或者可以允许装置进入学习/重新校准模式，之后，装置可以在所感测/感知的胎动计数返回至可接受水平的情况下进入正常操作模式。
返回至图5，示出了一种系统，该系统可以使用本发明来提供在医疗机构或通过医学专家使用的医疗记录。上述的传感器装置10和装置34可以由母亲例如在家庭环境54中使用。装置34被配置为经由合适的网络56(即，广域网，诸如因特网和/或移动电话网络)将积累的胎动记录(即，随时间的胎动的计数)发送至医疗机构60的服务器58(即，在指定的IP地址处)。另外地或可替换地，装置可以在确定减少的/不期望的胎动时仅将警告信号发送至医疗机构。在医疗机构处的一个或多个网络化计算装置可以接收相关数据以用于查看。从装置34发送的信号通常包括母亲的标识符，以使得医疗机构可以联系该母亲来安排评估。
母亲可以手动地传输全部胎动记录，或者可以随身携带装置34或另一存储器装置，其上存储有记录以用于在医疗机构进行访问。胎动记录可以之后被医疗机构存储以用于关于该母亲的医疗历史进行分析。
因此，上述感测/监测设备可以提供另外的信息源以用于评估母亲和/或胎儿的健康。感测设备(和/或装置34)可以由医疗机构提供作为母亲的家用监测程序的一部分。例如，在存在对母亲和/或胎儿的健康关切的原因的情况下，可以要求母亲在延续的时间段内使用装置，以使得在检测到减少的胎动的任何情况下，母亲可以去医疗机构进行进一步的评估。这提供了在医疗机构内的连续评估与仅仅依赖于在家庭环境中母亲对减少的胎动的自我评估之间的另外的保证级别。因此，本发明可以有助于减少对减少的胎动的错误诊断和/或增加其准确的判断。不仅增加了可用于怀孕母亲的护理水平，本发明还可以由此有助于减少医院或其他医疗机构中产前设施和/或人员的负担。
因此，胎动装置被设计为自动地或半自动地对所感知的胎动进行检测和计数。目的是从20周妊娠直到40周妊娠/分娩为止每天在怀孕对象的腹部上将装置放置延续的时间段。由此，该装置可以提供对胎动的长期趋势的持续监测。
在一个使用模式中，感测装置可以在晚上被施加/穿戴在母亲的腹部上以在母亲自然地休息时记录胎动。以这种方式使用装置不仅有助于避免由母体运动导致的干扰，还可以对在白天由母亲对胎动的自我评估提供另外的(在其他方面未被利用的)信息源。
尽管以上详细描述了胎动传感器的特定实施例，但应该注意，各种其他感测装置可以在本发明的环境中找到应用，例如除了压电装置，诸如应变计、话筒或表面电极。这种传感器中的任一个或任意组合可以单独使用或者与上述母体运动传感器结合使用。
接收装置34可以被实施为定制的远程装置硬件或者使用其上具有定制机器可读指令的通用装置。给定上述远程装置的用户接口和/或数据处理/存储/传输需求，可以理解，诸如移动电话、PDA、笔记本电脑、平板计算机、可编程媒体播放器等的通用装置可以提供用于实现本发明的用户接口方面的有用的容易可得的硬件。然而，在其他实施例中，可以提供定制的用户接口装置，其可以以例如腕带、颈带、臂带或腰带、或者用于附接至衣物等的夹紧装置的形式更容易地被母亲访问。在感知的胎动的记录时间可能需要关联至利用母亲腹部上的胎动传感器的读取的定时的情况下，这些实施例可以证实有益于母亲对胎动的感知知觉的持续不断的监测。
此外，在其他实施例中，触觉输入/学习模式可以使用安装在传感器装置本身的开关、按钮或其他触觉传感器来实施。这可以取消对另外的用户输入或通信装置的需要，尽管增加了由母亲穿戴的装置的成本和复杂性。
还应该注意，将其他传感器添加至感测装置可以允许对怀孕母亲的进一步照料/监测。这种另外的传感器可以包括：
·胎心率、母体心率、母体子宫活动、母体温度、母体血压、母体呼吸率。这些参数可以通过当前的传感器或诸如表面电极、压力传感器、温度计等的额外的传感器获得。
·记录伴随胎动的胎心率以提供HRV(心率变异性)分析或逐次心搏分析作为无应激试验(由临床护理团队常规实施的试验)的一部分。
在这些实施例中，记录一个或多个另外的母体或胎儿生命体征的实例可以在确定减少或异常的胎动时启动。另外地或可替换地，这些另外的传感器信号可以与胎动计数结合地记录以提供对胎儿/母体健康的更详细的报告。
在任意实施例中，上述电子记录仪可以嵌入至单一集成电路中，以提供小型化的记录仪，其可以由此便利地嵌入在适宜便携的监测装置中。

Claims (25)

1.一种胎动监测设备，包括：
第一传感器装置，被配置为施加至母亲的腹部以用于检测胎动并输出包括所述胎动的一个或多个记录的信号；
第二传感器装置，用户能够通过所述第二传感器装置输入所感知的胎动的记录；以及
在机器可读指令的控制下的一个或多个处理器，被配置为将所述第一传感器装置的输出和所述用户经由所述第二传感器装置的输入进行比较并基于所述比较来输出随时间的胎动的日志。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一传感器装置包括偏转传感器，其被配置为感测所述母亲的腹部中指示胎动的偏转。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第一传感器装置包括压电或压阻传感器组件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一传感器装置包括在间隔位置和/或不同的相对方向上配置的多个胎动传感器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一传感器装置包括贴片，该贴片包括用于将该贴片粘附至所述母亲的腹部的粘合材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一传感器装置包括要由所述母亲穿戴在腹部区域中的智能纺织材料，所述纺织材料中的应力/张力被感测以提供胎动的指示。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第二传感器装置包括触觉传感器以及能够与所述第一传感器装置中的相应的定时器或时钟同步的定时器或时钟。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述第二传感器装置包括用户接口装置，其与所述第一传感器装置分离并且被配置为与所述第一传感器装置进行数据通信，所述用户接口装置具有用于处理传感器信号的一个或多个处理器。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述用户接口装置具有显示器，并且所述一个或多个处理器控制对所述用户的提示的输出，所述提示用于提示使用所述装置开始所感知的母体运动的输入。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一传感器装置包括放大器、带通滤波器、模数转换器和/或数据采样器中的任一个或任意组合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，包括以母体运动传感器的形式的另一传感器，所述另一传感器不同于所述第一传感器或所述第二传感器并且被配置为感测大体的母体运动。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述母体运动传感器被配置为施加至所述母亲的皮肤或由所述母亲穿戴，例如作为所述第一传感器装置的一部分。
13.根据权利要求11或12所述的设备，其中，所述母体运动传感器包括加速度计。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为将从所述母体运动传感器输出的信号与经由所述第二传感器装置的输入和/或从所述第一传感器装置输出的信号进行比较，并且基于所述比较输出随时间的胎动的日志。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述处理器被配置为处理从所述第一传感器装置输出的信号并且根据同时感测的母体活动的水平来接受或记录或拒绝胎动的实例。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，由所述处理器进行的比较包括将任意记录或信号的时间和/或幅度进行比较。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述胎动的日志包括在预定时间段内的胎动的总和或计数。
18.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器将所述胎动的日志与一个或多个预定阈值进行比较，并在所述胎动的日志满足或超过所述一个或多个预定阈值的情况下输出指示异常胎动的信号，所述一个或多个预定阈值诸如预定的胎动计数或比率和/或预定的胎动改变比率。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述阈值是变量，其根据预定趋势和/或响应于之前的胎动日志而变化。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器基于所述用户经由所述第二传感器装置的输入来确定与从所述第一传感器装置输出的信号相关联的置信度值。
21.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器具有第一或学习操作模式和第二或正常操作模式，在所述第一或学习操作模式中，所述处理器将用户经由所述第二传感器装置的输入与从所述第一传感器装置输出的信号进行比较，在所述第二或正常操作模式中，所述处理器仅处理从所述第一传感器装置输出的信号。
22.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括发射机，所述发射机用于将胎儿活动的日志或从胎儿活动的日志获得的警告信号发送至远程位置。
23.一种监测胎动的方法，包括：
从施加至母亲的腹部的第一传感器装置获得或接收包括胎动的第一记录的信号；
获得或接收在与所述胎动的第一记录同时的时间段内由用户手动输入的所感知的胎动的第二记录；以及
使用在机器可读指令的控制下的一个或多个处理器来比较所述第一记录和所述第二记录并基于所述比较输出随时间的胎动的日志。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述用户是母亲。
25.一种包括机器可读指令的数据载体，所述机器可读指令用于控制一个或多个处理器来：
从施加至母亲的腹部的第一传感器装置接收包括胎动的第一记录的信号；
接收在与所述胎动的第一记录同时的时间段内由用户手动输入的所感知的胎动的第二记录；以及
比较所述第一记录和所述第二记录并基于所述比较输出随时间的胎动的日志。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160106