CN211583216U - 一种被动式双头差分胎儿监护设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种被动式双头差分胎儿监护设备，包括胎心探头和宫缩探头，所述胎心探头包括连接的第一音频传感器和第一前置放大模块，所述宫缩探头包括第二音频传感器、第二前置放大模块、差分放大模块、滤波器、动态增益调整模块、主处理器、压力传感器和压力放大模块，所述第一前置放大模块连接所述差分放大模块，所述第二音频传感器、第二前置放大模块、差分放大模块、滤波器、动态增益调整模块和主处理器依次连接，所述压力传感器、压力放大模块和主处理器依次连接。本实用新型可有效过滤外界环境干扰，胎心识别结果更精确。

Description

一种被动式双头差分胎儿监护设备

技术领域

本实用新型涉及胎儿监护设备，尤其涉及一种被动式双头差分胎儿监护设备。

背景技术

目前胎儿监护设备已经有很多种，但直接采集胎心音并进行监护的设备较少，原因是胎心音非常微弱。可以将孕妇腹部想象为一个水囊，能够传导周边复杂的环境噪音，孕妇活动时衣物摩擦等也会产生噪音干扰，且孕妇体内也有动脉血流音及肠鸣音等干扰，因此目前的技术、设备很难获取清晰的胎心音频并进行分析处理。

目前已有一些被动式胎心监测专利，但这些专利均采用单一音频传感器进行胎心音的采集，并通过模拟或数字滤波算法及胎心音识别算法等进行数据处理识别出胎心音。由于胎心音信噪比较低，因此这些专利产品只适用于较大孕周的胎儿；而对于前壁胎盘或羊水较多的孕妇，孕妇体内的环境噪音更多，胎心音淹没在环境噪音中过于微弱，因此识别效果不佳。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种被动式双头差分胎儿监护设备，能够获取准确的胎心音，有效过滤噪音干扰，识别结果更精确。

技术方案：本实用新型所述的被动式双头差分胎儿监护设备包括胎心探头和宫缩探头，所述胎心探头包括连接的第一音频传感器和第一前置放大模块，所述宫缩探头包括第二音频传感器、第二前置放大模块、差分放大模块、滤波器、动态增益调整模块、主处理器、压力传感器和压力放大模块，所述第一前置放大模块连接所述差分放大模块，所述第二音频传感器、第二前置放大模块、差分放大模块、滤波器、动态增益调整模块和主处理器依次连接，所述压力传感器、压力放大模块和主处理器依次连接。

进一步的，所述胎心探头还包括第一电源模块和电源管理及充放电控制模块，所述电源管理及充放电控制模块与所述第一电源模块连接。

进一步的，所述宫缩探头还包括第二电源模块，所述第二电源模块和所述第一电源模块连接。所述宫缩探头还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块连接所述主处理器。

进一步的，所述滤波器为30Hz-70Hz带通滤波器。所述主处理器的芯片型号为STM32F030F4。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：本实用新型通过采用差分麦克风阵列技术，有效抑制了周边环境噪音干扰，能够提升胎心音信噪比，从而提升胎心音识别率，降低产品最小使用孕周数，适用范围更广，且电路简单，成本较低。

附图说明

图1是本实用新型提供的被动式双头差分胎儿监护设备的电路模块图；

图2是图1中电源管理及充放电控制模块100的电路图；

图3是图1中第一电源模块101的电路图；

图4是图1中第二电源模块102的电路图；

图5是图1中外围电路图；

图6是图1中第一前置放大模块104或第二前置放大模块106的电路图；

图7是图1中差分放大模块107、滤波器108和动态增益调整模块109的电路图；

图8是图1中主处理器110的电路图；

图9是图1中蓝牙模块113的电路图；

图10是图1中蓝牙模块113的外围电路图。

具体实施方式

本实施例提供了一种被动式双头差分胎儿监护设备，如图1所示，其包括通过数据线连接的胎心探头和宫缩探头。胎心探头包括电源管理及充放电控制模块100、第一电源模块101、第一音频传感器103和第一前置放大模块104，电源管理及充放电控制模块100和第一电源模块101连接，第一音频传感器103和第一前置放大模块104连接。宫缩探头包括第二电源模块102、第二音频传感器105、第二前置放大模块106、差分放大模块107、滤波器108、动态增益调整模块109、主处理器110、压力传感器111、压力放大模块112和蓝牙模块113，第二电源模块102和第一电源模块101连接，第一前置放大模块104连接差分放大模块107，第二音频传感器105、第二前置放大模块106、差分放大模块107、滤波器108、动态增益调整模块109、主处理器110依次连接，压力传感器111、压力放大模块112、主处理器110和蓝牙模块113依次连接。下面分别对各模块进行详细介绍。

电源管理及充放电控制模块100的具体电路如图2所示，该模块放置在胎心探头内，用于进行电源管理和充放电控制，保证胎心探头和宫缩探头电源稳定。第一电源模块101和第二电源模块102连接，分别位于胎心探头和宫缩探头，其电路图分别如图3和图4所示，用于输出稳定的电压，为胎心探头和宫缩探头供电。电源管理及充放电控制模块100、第一电源模块101和第二电源模块102的外围电路如图5所示。

第一音频传感器103和第二音频传感器105分别位于胎心探头和宫缩探头，都用于采集探头所在位置的胎心音频信号。

第一前置放大模块104和第二前置放大模块106分别位于胎心探头和宫缩探头，两者电路相同，如图6所示，功能相同，都用于将相连接的音频传感器采集的微弱小信号进行前置放大后，传输到差分放大模块107继续处理。

差分放大模块107的电路如图7所示，第一前置放大模块104和第二前置放大模块106放大后的音频信号经过耦合电容进入差分放大模块107，差分放大模块107将两个音频传感器采集的数据进行差分，因为耦合电容屏蔽直流分量，因此差分仅进行交流分量的差分。

滤波器108的电路如图7所示，该模块是30Hz-70Hz带通滤波器。通过滤波器，过滤掉低频环境噪音以及70Hz以上的杂音干扰。根据设备使用国别不同，可配置50Hz或60Hz陷波器屏蔽工频电磁干扰。

动态增益调整模块109的电路如图7所示，由于两个探头的音频传感器及前置放大模块存在差异性，为保证差分进行，动态增益调整模块109调整放大倍数，使得两侧的综合放大倍数保持一致，具体过程见动态增益标定过程。

压力传感器111用于采集因腹部宫缩引起的压力变化信号，压力放大模块112用于将采集的宫缩压力信号进行放大。

主处理器110的电路如图8所示，由STM32F030F4芯片及其外围电路构成，其主要功能是首先进行A/D转换(芯片内置)，A/D采样输出采样频率要求是每秒采样1000次以上，12位以上精度，之后将差分音频信号进行自相关运算，得到真实的胎心率曲线及数据，以及将压力信号进行采样整合输出。基于胎心率-宫缩曲线可以研判孕妇及胎儿的健康状态。

蓝牙模块113的电路如图9所示，用于将主处理器110的输出信号通过蓝牙传输至手机端、电脑端等进行显示，其外围电路如图10所示。

本实用新型中，一个宫缩探头集成音频传感器与压力传感器，另一个胎心探头只集成音频传感器，其中有压力传感器的探头将放置在子宫底位置，另一个探头则可以左右移动放置在靠近胎儿心脏的位置。两个探头之间通过数据线连接，对两侧采集的音频进行差分处理，并统一送入主处理器，从而获取准确的胎心音频和宫缩压力信号。使用这种方法，可以有效过滤掉大部分的周边环境噪音及孕妇体内的共模噪音干扰如肠鸣音等，胎心识别结果更精确。

Claims (7)

1.一种被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：包括胎心探头和宫缩探头，所述胎心探头包括连接的第一音频传感器和第一前置放大模块，所述宫缩探头包括第二音频传感器、第二前置放大模块、差分放大模块、滤波器、动态增益调整模块、主处理器、压力传感器和压力放大模块，所述第一前置放大模块连接所述差分放大模块，所述第二音频传感器、第二前置放大模块、差分放大模块、滤波器、动态增益调整模块和主处理器依次连接，所述压力传感器、压力放大模块和主处理器依次连接。

2.根据权利要求1所述的被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：所述胎心探头还包括第一电源模块。

3.根据权利要求2所述的被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：所述宫缩探头还包括第二电源模块，所述第二电源模块和所述第一电源模块连接。

4.根据权利要求2所述的被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：所述胎心探头还包括电源管理及充放电控制模块，所述电源管理及充放电控制模块与所述第一电源模块连接。

5.根据权利要求1所述的被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：所述宫缩探头还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块连接所述主处理器。

6.根据权利要求1所述的被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：所述滤波器为30Hz-70Hz带通滤波器。

7.根据权利要求1所述的被动式双头差分胎儿监护设备，其特征在于：所述主处理器的芯片型号为STM32F030F4。

Images