[发明专利]一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪

权利要求书

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。