CN112869724B - 一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，参考信号采集装置，用于采集孕妇心跳和呼吸产生的参考信号；胎儿信号采集装置，采集胎儿信号；手持式控制主机，计算得到胎儿心率；提取参考信号S₀的时频特性，根据时频特性建立带通滤波器去除由孕妇心跳和呼吸产生的干扰信号，使用阈值滤波法去除胎儿信号中由于孕妇身体活动产生的干扰信号，采用互相关分析法提取胎动特征信号并计算出胎动次数；实现对参考信号和胎儿信号的存储、滤波、特征提取分析，并显示监测到的胎儿心率和胎动次数。本发明能够便携地穿戴于孕妇身体，实现高精度胎儿心率监测和胎动计数，孕妇能随时了解胎儿的健康状态。

Description

一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪

技术领域

本发明属于医学监测技术领域，具体涉及一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪。

背景技术

随着现代社会的发展，人口和生育问题越来越受到重视，降低分娩风险提高胎儿健康出生率一直是大家不懈的追求。电子信息技术的飞速发展以及传感器技术的跨越式进步，使得越来越多的研究者开始尝试使用MEMS等新型传感器对孕期胎儿健康开展监测研究，胎心和胎动是胎儿重要的生命特征，也是孕期监测的重要对象。

胎心反映的是胎儿心脏活动情况，受心脏自身的节律、中枢神经和血流动力学的调节，正常胎儿心率为110～160bpm。母体子宫内发生胎儿缺血或缺氧的状况就会引起胎儿心率的异常。一旦胎儿长时间处于危险状态就会造成不可逆的损伤。同样，胎动也是胎儿的一项重要生命特征，胎动是指胎儿在母体子宫中的运动对子宫壁形成的冲击，其运动形式有全身运动和肢体运动，孕妇妊娠18～20周后可感受到较为明显的胎动。临床上胎动信号的判断标准为，每小时胎动计数不少于3～5次或累计12h胎动计数大于等于30次为胎动正常；每小时胎动计数小于3次或累计12h胎动计数小于10次为胎动减少。

监测胎心、胎动对胎儿健康生长具有重要意义，可以及时了解胎儿发育情况并作出有益干预，显著提高胎儿健康生育率、极大降低胎儿夭折率。目前主要通过心音换能器、胎儿心电图和超声多普勒等技术获取胎心，而胎动的获取大多数情况下为母体计数和超声多普勒技术。只有超声多普勒技术能够同时获取胎儿的胎心和胎动，但使用多普勒超声仪检测时需要有经验的医师操作设备，且设备庞大费用高昂，不适用于居家便携检测；且胎儿对超声波会产生应激行为，不适合长期监测。

目前市场上存在的便携式胎心胎动监测仪，产品结构简单，多为单传感器监测产品。在监测时需要孕妇先找准胎心位置，将传感器置于腹部的胎心位置处才能实现高精度监测，对孕妇操作产品要求较高。且单一传感器采集信号是易收到干扰，监测误差大，不能准确反映出胎儿健康状态。

因此，十分有必要设计一款便携式胎心胎动监测产品，操作简单，监测准确率高，且对孕妇和胎儿健康无任何影响，帮助孕妇在居家时，能够记录胎儿心率和胎动次数，实现孕期胎儿健康监测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，帮助孕妇居家监测胎儿健康情况。

本发明采用以下技术方案：

一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，包括：

参考信号采集装置，用于采集孕妇心跳和呼吸产生的参考信号S₀；

胎儿信号采集装置，采集胎儿信号S₁；

手持式控制主机，采用自相关融合方法从胎儿信号S₁中提取胎儿心率特征，计算得到胎儿心率；采用基于维格纳—威利二次型分布的时频分析方法提取参考信号S₀的时频特性，根据时频特性建立带通滤波器去除由孕妇心跳和呼吸产生的干扰信号，使用阈值滤波法去除胎儿信号S₁中由于孕妇身体活动产生的干扰信号，采用互相关分析法提取提取胎动特征信号并计算出胎动次数；实现对参考信号S₀和胎儿信号S₁的存储、滤波、特征提取分析，并显示监测到的胎儿心率和胎动次数。

具体的，参考信号采集装置使用三轴加速度传感器采集孕妇心跳和呼吸的参考信号S₀为X、Y和Z三个方向的加速度信号S_ix、S_iy、S_iy，并对三个加速度信号S_ix、S_iy、S_iy做均方根运算以消除测量误差。

具体的，胎儿信号采集装置从多个胎儿信号采集传感器中提取胎儿心率特征，胎儿心率FHR计算如下：

FHR＝60/T_τ

其中，T_τ为胎儿心率的特征周期。

进一步的，自相关融合方法的自相关函数R_x定义如下：

其中，T为信号的观测时间，τ为信号的时间滞后；

自相关系数ρ_x定义如下：

其中R_x为信号的自相关函数，σ²为信号的方差；

对多传感器胎儿信号的自相关系数求和计算如下：

找出自相关系数ρ的最大峰值点，其对应的时刻τ则为胎儿心率的特征周期T_τ。

具体的，手持式控制主机使用基于维格纳—威利二次型分布的时频分析方法对参考信号采集装置采集的参考信号S₀进行时频分析，从参考信号S₀中提取出孕妇的心跳和呼吸信号的时频特性，对胎动信号S_i滤波降噪，i＝1，2，…，N；

采用多传感器测量方法采集胎动信号，用互相关分析法提取多个传感器中采集到的同一时刻的胎动信号；

胎动信号S_i两两之间做互相关分析，找出胎动时刻相关系数最大的两个信号通道，对胎动信号S_j和S_k同一时刻的采样点数据求差并取绝对值后构成新的数据列S_m，S_j，S_k∈S_i，且j≠k；

提取数据列S_m的峰值个数及其对应的时间获取胎动特征，计算出胎动次数并输出。

进一步的，二次时频分布表示为：

其中，G(t-u，τ)为核函数，

为为Wigner-Ville自相关函数，f为频率，τ为时间延迟，t为时间，u为积分变量。

具体的，胎儿信号采集装置包括胎儿信号采集传感器，胎儿信号采集传感器包括多个三轴加速度传感器。

进一步的，胎儿信号采集传感器以肚脐位置为中心点，均匀布置在托腹带上。

更进一步的，胎儿信号采集传感器为2～6个。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，能够便携地穿戴于孕妇身体，采用自相关融合算法从多个胎儿信号采集传感器中提取胎儿心率特征，实现高精度胎儿心率监测；采集对胎动信号有干扰的由孕妇心跳和呼吸引起的参考信号，基于维格纳—威利(WVD)二次型分布的时频分析方法，对参考信号开展时频分析，以消除胎动特征分析时的干扰，采用多传感器测量方法实现精确监测由胎儿肢体运动引起的微小胎动情况，极大提高了胎动计数的准确性；采用蓝牙传输的方式实现数据无线传输，提高本发明的使用便利性；孕妇可以直接通过手持式控制主机了解胎动次数及胎儿健康状况，满足实时监测；此外还可以通过主机内置WiFi模块通过互联网将采集到的数据上传至医院系统，便于医生分析胎心胎动的变化情况，为孕妇及胎儿的健康提供专业性的指导意见。

进一步的，为准确获取胎儿心率和胎动情况，需要排除由母体心跳和呼吸引起的信号干扰，通过参考信号采集装置获取上述干扰信号。

进一步的，胎儿信号采集装置包含有多个信号采集传感器，用于采集胎儿心跳以及胎动产生的信号。

进一步的，自相关函数抗干扰性强，在信噪比不佳的信号中也可以找到周期成分，但由于单个传感器测量中会存在偶然误差，本发明专利融合多传感器自相关系数，提出自相关融合方法实现胎儿心率高精度测量。

进一步的，孕妇穿戴好参考信号采集装置和胎儿信号采集装置后，操作手持式控制主机，与信号采集装置建立数据传输连接，开始实时监测，并通过内置算法获取胎儿心率和胎动次数。

进一步的，二次时频分布建立了时间与频率的相关函数，能够显示信号在不同时间和频率的对应关系，分析和提取出信号的时域频域特征，对参考信号开展时频分析，消除胎动特征分析时的干扰。

进一步的，采集信号的传感器为三轴加速度传感器，是一种基于MEMS技术的高封装低功耗的测量传感器，与超声传感器相比该传感器为被动接收式信号采集传感器，对孕妇健康无任何不利影响。

进一步的，胎儿信号采集传感器以肚脐位置为中心点均匀布置在托腹带上，形成的传感器阵列全覆盖于孕妇腹部，精确监测胎儿心率情况和由胎儿肢体运动引起的微小胎动情况。

进一步的，2～6个胎儿信号采集传感器实现了对胎儿全覆盖监测，克服了单传感器监测时需要找胎心位置这一限制。

综上所述，本发明能够便携地穿戴于孕妇身体，实现高精度胎儿心率监测和胎动计数，孕妇能随时了解胎儿的健康状态。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明整体示意图；

图2为本发明参考信号采集装置结构分解示意图；

图3为本发明胎动信号采集装置结构分解示意图；

图4为本发明手持式控制主机示意图；

图5为本发明的监测方法流程图。

其中：100.参考信号采集装置；101.参考信号采集传感器；102.第一蓝牙传输模块；103.硅胶基体；104.第一指示灯；105.第一开关；106.第一电源；200.胎儿信号采集装置；201.胎儿信号采集传感器；202.第二蓝牙传输模块；203.第二电源；204.托腹带；205.第二指示灯；206.第二开关；300.控制主机；301.显示屏；302.蓝牙配对按键；303.监测按键；304.模式切换按键；305.充电接口；306.系统设置按键；307.开关按键。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明提供了一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，实现长时间监测的需求并对孕妇和胎儿健康无任何影响。包括粘贴在孕妇胸部近心脏皮肤处位置的参考信号采集装置、佩戴在孕妇腹部的胎儿信号采集装置和手持式控制主机；参考信号采集装置采集对胎儿信号有干扰的孕妇心跳和呼吸信号，胎儿信号采集装置含多个传感器，用多传感器测量方法同时采集胎儿的胎心胎动信号；提出一种多传感器自相关融合算法，从多个胎儿信号采集传感器中提取胎儿心率特征，实现高精度胎儿心率监测。同时提出一种基于维格纳—威利(WVD)二次型分布的时频分析方法，以获取参考信号时频特性并构造带通滤波器消除由孕妇心跳和呼吸产生的干扰信号，用阈值滤波法去除胎儿信号中由于孕妇身体活动产生的干扰信号，互相关分析法找出多个传感器中采集到的同一时刻的胎动特征信号并计算胎动次数。胎儿心率和胎动情况实时显示在手持式主机屏幕，实现胎心胎动情况的精准监测，孕妇能够随时了解胎儿的健康状态。此外手持式控制主机内置有WiFi无线传输模块，可将储存的信号通过互联网上传至医院系统，便于医生分析胎儿心率和胎动次数情况，为孕妇及胎儿的健康提供专业性指导意见。

请参阅图1，本发明一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，包括：

参考信号采集装置100，该装置粘黏于孕妇胸部近心脏皮肤处位置，采集孕妇由心跳和呼吸产生的信号；

胎儿信号采集装置200，集成多传感器及电路系统于柔性亲肤托腹带上，托腹带采用纯棉网眼布材质，增加透气性，末端采用可调节魔术贴设计，不同孕妇均可舒适佩戴于腹部采集胎儿信号；

手持式控制主机300，实现采集信号的存储、滤波、特征提取等分析，并显示监测到的胎儿心率和胎动次数。

请参阅图2，参考信号采集装置100包括参考信号采集传感器101、第一蓝牙传输模块102、第一电源106、第一开关105、第一指示灯104和硅胶基体103。

信号采集传感器101使用三轴加速度传感器采集孕妇心跳和呼吸信号S₀，该传感器基于MEMS技术，是一种高封装低功耗的测量传感器，将采集到的信号以电压信号的方式输出，满足本发明关于孕妇心跳、呼吸等信号的采集需求。目前国际公认的辐射值危害的标准为2.0W/kg，即辐射值低于2.0W/kg时对人体健康影响非常小，蓝牙设备的辐射值约为1mW/kg，远低于上述标准值，故蓝牙的辐射不会对胎儿及孕妇的身体健康有影响，因此本发明将通过蓝牙传输的方式实现参考信号的无线传输。第一蓝牙传输模块102与传感器连接，采集到的孕妇心跳和呼吸信号通过蓝牙无线传输的方式输送到手持式控制主机300。采用微型可充电锂电池为该参考信号采集装置提供第一电源106，将以上元件安装于亲肤硅胶基体103上，在安装有信号采集传感器101侧的硅胶基体103表面涂抹生物黏胶，通过黏胶粘贴于孕妇胸部近心脏皮肤处位置。长按3秒第一开关105，第一指示灯104闪烁蓝色，表面该装置在正常工作；当第一指示灯104黄色亮起时，表明系统故障无法正常工作，这时候需要检查信号采集传感器101是否紧密贴合肌肤或手持式控制主机能否接收到蓝牙信号，排查故障；当第一指示灯104红色亮起时，表明电池电量不足，需要充电；充电完成时，第一指示灯104将变为绿色。

请参阅图3，胎儿信号采集装置200包括胎儿信号采集传感器201，第二蓝牙传输模块202、第二电源203、第二开关206、第二指示灯205和托腹带204。

胎儿信号采集传感器201同样采用三轴加速度传感器，以肚脐位置为中心点，将N个传感器均匀布置在托腹带一周，采集到的信号分别为S₁，S₂，…，S_N,采用多传感器测量方法实现传感器矩阵对胎儿全覆盖监测。托腹带夹层中安装有第二蓝牙传输模块202，该模块与N个传感器连接，将采集到的多路胎动信号通过蓝牙无线传输的方式输送到控制主机300。使用可充电式微型锂电池为本装置提供第二电源203。本装置的第二开关206及第二指示灯205的工作原理和操作逻辑与参考信号采集装置中的第一开关105及第一指示灯104相同，此处不再赘述。将胎儿信号采集传感器201、第二蓝牙传输模块202、第二电源203、第二开关206、第二指示灯205安装在托腹带204上，托腹带由纯棉网眼布材质制成，且孕妇肚脐处托腹带为镂空，该设计增加了托腹带的透气性及舒适度，便于孕妇长时间监测需求的佩戴。托腹带末端使用弹性布料并缝制有魔术贴，不同腰围的孕妇均可舒适佩戴在腹部。

请参阅图4，手持式控制主机包括显示屏301、开关按键307、蓝牙配对按键302、监测按键303、模式切换按键304、系统设置按键306、充电接口305、电源和主机内部信号处理系统及WiFi无线传输模块。

孕妇穿戴好参考信号采集装置100和胎儿信号采集装置200，按下开关按钮307启动手持式控制主机后，长按3秒蓝牙配对按键302使得手持式控制主机300与各信号采集装置建立数据传输连接，接收传感器采集到的信号。以上操作完成后系统可正常工作，按下监测按钮303后开始实时监测，并存储接收到的信号，多路信号将以实时波形的方式显示在显示屏301上，孕妇可以直观了解到信号采集的状况以及系统的工作状态，为便于孕妇了解胎儿健康特征，按压模式切换按键304可实现波形显示与数字显示的切换，数学显示模式下，能够以计数的方式直观显示胎儿心率和胎动次数以及胎儿生命特征。此外本主机内置有WiFi无线传输模块，可将储存的信号通过互联网上传至医院系统，便于医生分析胎儿健康状况，为孕妇及胎儿的健康提供专业性的指导意见。

请参阅图5，图5是本发明的监测流程图，孕妇穿戴好胎儿健康监测仪后，在安静的环境中保持身体静止，按下监测按钮303，系统开始工作；

参考信号采集装置采集到包含孕妇呼吸和心跳的信号S₀和胎动信号采集到的胎儿信号S₁，S₂，…，S_N通过蓝牙传输至手持式控制主机内信号处理系统并存储于SD卡。

三轴加速度传感器采集到的信号为X、Y和Z三个方向的加速度信号，即每个传感器采集到的胎动信号S_i(i＝0,1，…，N)由三个分量信号S_ix、S_iy、S_iy组成，为减小孕妇在监测时由于传感器位置变化引起的测量误差，对分量信号做均方根运算，公式如下：

加速度传感器采集到的信号为非平稳的医学信号，且不同位置的传感器接收到胎儿心率信号的强弱不同，为实现高精度胎儿心率监测，本专利提出一种多传感器自相关融合算法，从多个胎儿信号采集传感器中提取胎儿心率特征。

优选的，信号取值随自变量时间前后变化的相似性用信号的自相关函数R_x(τ)表示，因此可以利用自相关函数获取信号的周期性。同时自相关函数的抗干扰性较强，在信噪比不佳的信号中也可找到周期成分，自相关函数R_x(τ)定义如下：

其中，T为信号的观测时间，τ为信号的时间滞后。实际应用中通常用自相关系数来检测信号的周期成分，自相关系数ρ_x如下：

其中，R_x(τ)为信号的自相关函数，σ²为信号的方差。

具体的，求取处理后的胎儿信号S_i(i＝1，2，…，N)的自相关系数ρ_i(τ)(i＝1，2，…，N)，由于单个传感器测量中会存在偶然误差，为提高精度本发明专利融合多传感器自相关系数，对多传感器胎儿信号的自相关系数求和计算，如下式：

找出自相关系数ρ(τ)的最大峰值点，其对应的时刻τ则为胎儿心率的特征周期T_τ。

进一步地，通过下式可以计算出胎儿心率FHR：

FHR＝60/T_τ(次/min)

通过以上多传感器自相关融合算法能够克服单一传感器测量不准确，以及找不准胎心位置带来的测量误差，实现胎儿心率高精度测量。

除监测胎儿心率变化，本发明专利还要实现胎动监测，孕妇呼吸和心跳产生的信号会对胎动信号造成干扰，影响胎动计数的判定。本发明专利提出一种基于维格纳—威利(WVD)二次型分布的时频分析方法，对参考信号开展时频分析，以消除胎动特征分析时的干扰。

具体的，信号S(t)的连续维格纳—威利时频分布用w_z(t，f)表示，定义为：

式中，Z是信号S(t)的解析信号，定义为z(t)＝s(t)+jH{s(t)}，H{s(t)}表示对信号S(t)进行Hilbert变换；

是Z(t)的共轭函数。

二次时频分布定义为：

ρ_z(t，f)＝γ(t，f)*_t*_fW_Z(t，f)

式中γ(t，f)＝F_τ-f{G(t，τ)}，γ(t，f)是时频分布核函数；G(t，τ)是时滞平滑核函数。

基于上述分析，二次时频分布表示为：

通常二次时频分布由含有

给出的时滞核的频谱图，其中W(t)定义平滑窗口的类型和大小。

采用上述时频分析算法可从参考信号S₀中提取出孕妇的心跳和呼吸信号的时频特性，利用该时频特性设计带通滤波器对胎动信号S_i(i＝1，2，…，N)滤波降噪，消除由孕妇心跳和呼吸产生的干扰信号。

进一步地，用阈值滤波法去除胎动信号S_i(i＝1，2，…，N)中由于孕妇身体活动产生的干扰信号。针对胎动信号的分析，我们采用多传感器测量方法采集胎动信号，用互相关分析法，提取多个传感器中采集到的同一时刻的胎动信号。

具体的，信号的互相关函数可定义为：

其中，T为信号x(t)和y(t)的观测时间，互相关函数R_xy(τ)是τ的函数，它完整地描述了两信号之间的相关情况。

对多个传感器采集到的胎动信号S_i(i＝1,2，…，N)两两之间做互相关分析，找出胎动时刻相关系数最大的两个信号通道，利用该方法可以提高微弱胎动信号的检测效率。对胎动信号S_j和S_k(S_j，S_k∈S_i，且j≠k)同一时刻的采样点数据求差并取绝对值，构成新的数据列S_m，即：

S_m＝|S_j-S_k|

提取数据列S_m的峰值个数及其对应的时间，可获取胎动特征，进一步计算出胎动次数，最后输入终端屏幕显示，实现胎动情况的精准监测，使孕妇直观了解到胎儿的健康状态。

综上所述，本发明一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，能够便携地穿戴于孕妇身体，实时监测胎儿心率和胎动次数，且对孕妇和胎儿健康无任何影响。提出的多传感器自相关融合算法，从多个胎儿信号采集传感器中提取胎儿心率特征，实现高精度胎儿心率监测；基于维格纳—威利(WVD)二次型分布的时频分析方法，对参考信号开展时频分析，以消除胎动特征分析时的干扰，采用多传感器测量方法实现精确监测由胎儿肢体运动引起的微小胎动情况，极大提高了胎动计数的准确性。此外还可以通过主机内置WiFi模块通过互联网将采集到的数据上传至医院系统，便于医生分析胎心胎动的变化情况，为孕妇及胎儿的健康提供专业性的指导意见。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，包括：

参考信号采集装置(100)，用于采集孕妇心跳和呼吸产生的参考信号S₀；

胎儿信号采集装置(200)，采集胎儿信号S₁；

手持式控制主机(300)，采用自相关融合方法从胎儿信号S₁中提取胎儿心率特征，计算得到胎儿心率；采用基于维格纳—威利二次型分布的时频分析方法提取参考信号S₀的时频特性，根据时频特性建立带通滤波器去除由孕妇心跳和呼吸产生的干扰信号，使用阈值滤波法去除胎儿信号S₁中由于孕妇身体活动产生的干扰信号，采用互相关分析法提取胎动特征信号并计算出胎动次数；实现对参考信号S₀和胎儿信号S₁的存储、滤波、特征提取分析，并显示监测到的胎儿心率和胎动次数；胎儿信号采集装置(200)从多个胎儿信号采集传感器中提取胎儿心率特征，胎儿心率FHR计算如下：

FHR＝60/T_τ(次/min)

其中，T_τ为胎儿心率的特征周期；

自相关融合方法的自相关函数R_x(τ)定义如下：

其中，T为信号的观测时间，τ为信号的时间滞后；

自相关系数ρ_x定义如下：

其中R_x(τ)为信号的自相关函数，σ²为信号的方差；

对多传感器胎儿信号的自相关系数求和计算如下：

找出自相关系数ρ(τ)的最大峰值点，其对应的时刻τ则为胎儿心率的特征周期T_τ。

2.根据权利要求1所述的基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，参考信号采集装置(100)使用三轴加速度传感器采集孕妇心跳和呼吸的参考信号S₀为X、Y和Z三个方向的加速度信号S_ix、S_iy、S_iz，并对三个加速度信号S_ix、S_iy、S_iz做均方根运算以消除测量误差。

3.根据权利要求1所述的基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，手持式控制主机(300)使用基于维格纳—威利二次型分布的时频分析方法对参考信号采集装置(100)采集的参考信号S₀进行时频分析，从参考信号S₀中提取出孕妇的心跳和呼吸信号的时频特性，对胎动信号S_i滤波降噪，i＝1，2，…，N；

采用多传感器测量方法采集胎动信号，用互相关分析法提取多个传感器中采集到的同一时刻的胎动信号；

胎动信号S_i两两之间做互相关分析，找出胎动时刻相关系数最大的两个信号通道，对胎动信号S_j和S_k同一时刻的采样点数据求差并取绝对值后构成新的数据列S_m，S_j，S_k∈S_i，且j≠k；

提取数据列S_m的峰值个数及其对应的时间获取胎动特征，计算出胎动次数并输出。

4.根据权利要求3所述的基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，二次时频分布表示为：

其中，G(t-u，τ)为核函数，

为Wigner-Ville自相关函数，f为频率，τ为时间延迟，t为时间，u为积分变量。

5.根据权利要求1所述的基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，胎儿信号采集装置(200)包括胎儿信号采集传感器(201)，胎儿信号采集传感器(201)包括多个三轴加速度传感器。

6.根据权利要求5所述的基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，胎儿信号采集传感器(201)以肚脐位置为中心点，均匀布置在托腹带上。

7.根据权利要求6所述的基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，其特征在于，胎儿信号采集传感器(201)为2～6个。

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