[发明专利]一种用于提取胎儿心率的智能终端

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种用于提取胎儿心率的智能终端。

背景技术

胎儿心电信号是各种心电信号中重要且常见的一种，目前临床上主要通过监测心音、心动和心电图的变化来诊断胎儿在子宫内的发育情况。其中，胎儿心电图能最好地体现胎儿心脏活动，对胎儿发育过程中出现的问题更敏感，能为临床诊断提供更可靠的依据。但是胎儿心电信号非常微弱，从母体体表提取胎儿心电信号会受到各种噪声的严重干扰，最主要的为母体心电信号(MECG)、50Hz工频干扰以及基线漂移，这对后期的分析处理带来了很大的不便。所以应该先认识所含的噪声，从而采取相应的方法尽可能将这些噪声滤除掉。

通常对孕妇进行产前检查的时候，需要探测胎儿的心电并记录心电图，判断是否有异常情况。由于胎儿的心电通常是置于母亲腹部的电极得到的，由于母亲自身的心电信号比胎儿的强约2至10倍，对胎儿心电来说是很大的干扰源。

为了得到清晰的胎儿心电信号，国内外学者进行了大量研究。Widrow等人首次运用最小均方误差(Least Mean Square，LMS)自适应滤波算法提取胎儿心电图，该方法计算简单，但对非平稳性较强的胎儿心电信号不适合。盲信号分离方法在各导联采集的心电信号独立的假设下，可以检测出胎儿心电信号，但必须在各导联采集的心电信号独立且平稳的假设下进行，且存在建模难、需要导联数多和不易实现等问题。采用两导联运用人工神经网络也可以得到较清晰的胎儿心电信号，但人工神经网络方法仍然需要心电信号是平稳信号的假设条件，且人工神经网络以传统统计学为基础，以最小化经验风险为学习目标，存在泛化能力、结构设计、局部极值等许多待解决的问题。

虽然目前市场上出现了一些专为胎儿心电检测设计的心电检测设备，但因为缺乏可靠的低成本方法间接检测胎儿心电信号，胎儿心电监护未能广泛应用于临床。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种用于提取胎儿心率的智能终端，能够有效的从母体腹壁混合信号中提取出胎儿心电信号。

一种用于提取胎儿心率的智能终端，包括处理器和蓝牙通讯模块，所述的处理器加载有以下功能模块：

信号接收模块，用于通过智能终端内的蓝牙通讯模块接收心电监测器采集的多通道母体腹壁混合心电信号；

信号处理提取模块，用于对所述多通道的母体腹壁混合心电信号进行预处理，用以去除其中的高频噪声及基线漂移，使信号强度得以提高；进而从预处理后多通道的母体腹壁混合心电信号中选取出信号质量最好的一个通道的母体腹壁混合心电信号；

小波变换模块，用于在20～40Hz频带范围内对信号质量最好的一个通道的母体腹壁混合心电信号进行小波变换，得到对应的能量时序信号；

胎心提取模块，基于所述的能量时序信号从中提取出胎儿心电信号，进而得到胎儿心率。

所述信号处理提取模块对母体腹壁混合心电信号进行预处理，具体先利用一个低通滤波器去除信号中的高频噪声，再利用一个移动平均滤波器去除信号中的基线漂移，从而达到增强信号的作用。

所述低通滤波器的信号处理表达式如下：

其中：x_n+i为任一通道母体腹壁混合心电信号第n+i时刻的信号值，y_n为低通滤波后该通道母体腹壁混合心电信号第n时刻的信号值，n为自然数，M为预设的移动窗口半边大小。

所述移动平均滤波器的信号处理表达式如下：

其中：y_n+i为低通滤波后任一通道母体腹壁混合心电信号第n+i时刻的信号值，为移动平均滤波后该通道母体腹壁混合心电信号第n时刻的信号值，n为自然数，N为预设的移动窗口半边大小。

所述信号处理提取模块综合关于QRS能量比值、信号峰度以及基线能量比值的三项信号指标，从预处理后多通道的母体腹壁混合心电信号中选取出信号质量最好的一个通道的母体腹壁混合心电信号。

所述QRS能量比值的计算表达式如下：

其中：P(f)为预处理后任一通道母体腹壁混合心电信号的功率谱密度函数，S为预处理后该通道母体腹壁混合心电信号的QRS能量比值，f为频率。

所述信号峰度的计算表达式如下：

其中：X(i)为预处理后任一通道母体腹壁混合心电信号中的第i个采样值，N为预处理后该通道母体腹壁混合心电信号中的采样点个数，μ为预处理后该通道母体腹壁混合心电信号的平均采样值，K为预处理后该通道母体腹壁混合心电信号的信号峰度。