[发明专利]基于多传感器阵列的胎心识别方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种基于多传感器阵列的胎心识别方法、装置及系统，方法包括：将腹部区域划分为若干网格，并在每个特定位置放置一个声音传感器；对多个声音传感器的采集数据进行同频率同步采样，得到多个声音采样序列；对声音采样序列采用相邻两两差分方法形成差分声音向量；将差分声音向量与音频传递矩阵相乘，恢复出音源音强向量；根据音源音强向量计算得到腹部区域所有网格的功率密度热力图，并判断功率密度热力图是否存在峰值；若存在峰值，则计算每一峰值的疑似胎心率和置信度，并将置信度高于阈值的峰值所对应的网格作为胎心所在位置，将其疑似胎心率作为识别的胎心率进行输出。本发明有效降低母体噪音及环境噪音的干扰，使用时无需寻找胎心，使用体验更佳。

技术领域

本发明涉及胎心识别，尤其涉及一种基于多传感器阵列的胎心识别方法、装置及系统。

背景技术

在孕妇怀孕期间，尤其是怀孕中晚期，对胎儿的各项指标进行监护，能够了解胎儿在子宫内的健康状况，及早发现胎儿的异常。监测胎心主要是为了获得胎儿的实时心率，胎心率是否正常是判断胎儿在母体内是否缺氧的重要指标，因此胎心监测是孕期检查的重要项目。

现有的有源胎心监护设备，多采用超声辐射方式获取胎心率。这种获取胎心率的方式是基于超声多普勒原理来实现的。在实现过程中需要主动对胎儿发射超声波，超声波遇到障碍物，即胎儿心脏后，发生反射，最后通过模拟乘法器解调出胎心率信号。虽然超声多普勒技术已经成熟，但是普遍存在一个辐射强度的问题。超声多普勒检查属于有损探测范畴，不适用于经常性、重复性的家庭监护使用。另外由于超声波的特性，用户也必须使用耦合剂(隔离空气)辅助才能准确监测到胎心，这必然带来较差的用户体验。

目前，被动式胎心监测设备主要采用两种方法原理：①一种是使用电信号传感器拾取母体腹部电信号，并从中检测出微弱的胎儿心电信号。该方法存在两个问题，一个是母体腹部电信号干扰大，包括母体心电信号、孕妇宫缩时肌肉收缩引起的肌电信号、孕妇身体活动所产生的各种肌电信号及外部无线电波引起的电磁信号干扰，都造成这种方式对传感器与胎心的距离较敏感，抗干扰能力差，而且由于胎儿心电强度只有母体心电强度的1％，拾取胎心率信号的过程就更为复杂困难；第二个问题是，为了保证传感器与皮肤良好的电接触，需要涂抹导电膏或使用一次性的导电胶贴，用户体验差、成本高。②另外一种方法参照传统的听诊器原理，使用音频传感器或加速度传感器拾取母体腹部微弱的音频信号并过滤出胎心音。由于母体腹部杂音干扰较大，一般来说必须在安静环境下才能实现功能；胎心音信号质量和胎儿位置也相关，位置不好时无法听清胎心音，也就不易拾取出有效胎心音；没有实际操作经验的孕妇找到合适的胎心音听音位置较为困难。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种基于多传感器阵列的胎心识别方法、装置及系统，本发明能有效降低母体噪音及环境噪音的干扰，使用时无需寻找胎心过程，使用体验更佳。

技术方案：本发明所述的基于多传感器阵列的胎心识别方法，该方法包括：

将腹部区域划分为若干网格，并在每个特定位置放置一个声音传感器，其中，所述特定位置为通过在虚拟腹部所有网格放置胎心音源计算音频传递矩阵时，声音传感器的放置位置；

对多个声音传感器的采集数据进行同频率同步采样，得到多个声音采样序列；

对声音传感器的声音采样序列采用相邻两两差分方法形成差分声音序列，所有的差分声音序列形成差分声音向量；

将所述差分声音向量与所述音频传递矩阵相乘，恢复出腹部所有网格发出的声音信号所形成的音源音强向量；

根据所述音源音强向量计算得到腹部区域所有网格的功率密度热力图，并判断所述功率密度热力图是否存在峰值；

若存在峰值，则计算每一峰值的疑似胎心率和置信度，并将置信度高于阈值的峰值所对应的网格作为胎心所在位置，将其疑似胎心率作为识别的胎心率进行输出。