[实用新型]一种阵列式胎动信号及子宫收缩信号监测腹带

摘要

一种阵列式胎动信号及子宫收缩信号监测腹带，属于妊娠妇女生理参数检测技术领域，其特征在于，包括封入腹带内的实时监测用的胎动信号及子宫收缩信号压电传感器阵列、腹带、腹带内的胎动信号及子宫收缩信号处理计数模块、数码管、可充电锂电池、电源开关以及电压转换电路，本实用新型可客观准确地记录胎动信号和子宫收缩信号，提高记录的自动化和电子信息化程度。

主权项

一种阵列式胎动信号及子宫收缩信号监测用的腹带，其特征在于，含有：腹带(1)、可充电锂电池(2)、胎动信号及子宫收缩信号处理计数模块(3)、实时监测用的胎动信号及子宫收缩信号压电传感器阵列(4)、两个两位一体数码管(51，52)、三位一体数码管(53)、电压转换电路(6)以及电源开关(7)，其中：腹带(1)，外部的左右两侧分别固定着腹围刻度标志带(91，92)，最大量程为110厘米，最小量程为60厘米，最小刻度为0.5厘米，两端设有所述皮扣(8)，所述皮扣(8)扣合后，该腹带(1)的中心点与妊娠妇女的肚脐相对应，实时监测用的胎动信号及子宫收缩信号压电传感器阵列(4)，封装在所述腹带(1)内，由12个实时监测用的所述胎动信号及子宫收缩信号压电传感器和对应的位于传感器上的对外显示用的LED灯组成，以下简称压电传感器阵列(4)，所述压电传感器阵列(4)的中心点同时与所述腹带(1)的中心点、妊娠妇女的肚脐对准，在水平方向上对称于所述压电传感器阵列(4)的中心点的左、右两侧分别放置两个所述胎动信号及子宫收缩信号压电传感器，以下简称压电传感器，肚脐与其水平方向上相邻的两个压电传感器之间的间距为各5厘米，在肚脐水平的方向上，相邻的两所述压电传感器的间距分别为5厘米，在垂直方向上，对称于所述压电传感器阵列(4)的中心点上、下两端各对称的分别放置两个所述压电传感器，垂直方向上所述各压电传感器之间的间距为4厘米，肚脐与其垂直方向上相邻的两个压电传感器之间的间距为4厘米，在水平方向上，距离肚脐较近的左、右两个所述压电传感器的垂直方向两侧各分别放置一个所述压电传感器，与肚脐在垂直方向上的间距为4厘米，并对所述各压电传感器设定各自的二进制位置标号，胎动信号及子宫收缩信号处理计数模块(3)，含有：胎动信号及子宫收缩信号处理模块(31)、胎动信号及子宫收缩信号计数模块(32)和二‑十进制转换模块(33)，其中：胎动信号及子宫收缩信号处理模块(31)，由前置差分放大电路(311)、巴特沃斯低通滤波电路(312)、信号放大电路(313)以及单片机(314)依次串联而成，其中：前置差分放大电路(311)，由最小共模抑制比高于110db的仪用放大芯片INA118构成，12个输入端与所述压电传感器阵列(4)的12个电压输出端相连，并按所述各压电传感器的二进制位置标号，巴特沃斯低通滤波电路(312)，采用第一运算放大器芯片TL084，12个输入端分别和所述前置差分放大电路(311)的12个输出端相连，并按所述各压电传感器的二进制位置标号，信号放大电路(313)，12个输入端与所述巴特沃斯低通滤波器(312)的12个输出端相连，信号放大电路(313)由第二、第三两个运算放大芯片TL084串联组成，并按所述各压电传感器的二进制位置标号，单片机(314)，共有12个数据输入端，采用12个压电传感器的二进制标号对单片机(314)的12个数据输入端标号，并使所述信号放大电路(313)的12个输出端与单片机(314)的12个输入端按标号相对应，单片机(314)采用芯片C8051F020，设有信号基线设定模块(3141)，信号处理模块(3142)，胎动及子宫收缩鉴别模块(3143)，胎动信号及子宫收缩信号持续时间确定模块(3144)，胎动信号及子宫收缩信号输出模块(3145)、压电传感器阵列(4)中发送胎动信号及子宫收缩信号的压电传感器的位置的及信号类别的标志模块(3146)以及串行数据传输接口(USB)，其中：信号基线设定模块(3141)，设有：子宫收缩信号幅值电压最低值A1，为0.1伏，以及胎动信号幅值电压最低值A2，为1.8伏，并把这两个最低值预置于所述信号处理模块(3142)内，信号处理模块(3142)，在所述单片机(314)设定的采样频率下，对在某一采样时刻并行输入的12路经模数转换后的数字电压信号分别采样，并按以下步骤处理：第一步，为每一路输入信号建立一个采样数据序列，其中包括采样时刻的电压幅值及该采样时刻电压变化的斜率，还有所述信号输入端口的各压电传感器的二进制标号标志，第二步，把第一步得到的所述采样数据序列同时送往所述胎动及子宫收缩鉴别模块(3143)和胎动信号及子宫收缩信号持续时间确定模块(3144)，胎动及子宫收缩鉴别模块(3143)，对从所述信号处理模块(3142)输入的各路在各个采样时刻下输入的所述采样数据序列内的信号幅值进行判别：当信号幅值电压大于1.8伏时，判断为胎动信号，当信号幅值电压小于或等于1.8伏且大于或等于0.1伏时判定为子宫收缩信号，并给予类别标志，0为胎动信号，1为子宫收缩信号，将判断后的信号类型的二进制值，连同该类型信号持续时间内的所有数据序列，胎动信号及子宫收缩信号输出模块(3145)和压电传感器阵列中发送胎动信号及子宫收缩信号的压电传感器的位置及信号类别标志模块(3146)，胎动信号及子宫收缩信号持续时间确定模块(3144)，根据所述胎动及子宫收缩鉴别模块(3143)输出的胎动信号及子宫收缩信号类型确定所述信号处理模块(3142)中的信号类型，得到胎动信号的信号持续时间，指在0.1伏处胎动信号电压变化斜率大于零的时刻到在0.1伏处胎动信号电压变化斜率小于零的时刻间的时间段tref1，得到子宫收缩信号的信号持续时间，指在0.1伏处子宫收缩信号电压变化斜率大于零的时刻到在0.1伏处子宫收缩信号电压变化斜率小于零的时刻间的时间段tref2，胎动信号及子宫收缩信号的持续时间值由串行数据传输接口(USB)传送至PC机，胎动信号及子宫收缩信号的持续时间值通过二‑十进制转换模块(33)中的数码管驱动芯片CH452A显示在第一个两位一体数码管(52)上，胎动信号及子宫收缩信号输出模块(3145)，当胎动及子宫收缩鉴别模块(3143)将已确定的胎动信号或子宫收缩信号传送至胎动信号及子宫收缩信号输出模块(3145)时，并通过串行数据传输接口(USB)将胎动信号及子宫收缩信号次数传送至所述PC机，同时将信号传送至胎动信号及子宫收缩信号计数模块(32)中，压电传感器阵列中发送胎动信号及子宫收缩信号的压电传感器的位置及信号类别标志模块(3146)，接收到所述胎动及子宫收缩鉴别模块(3143)发送的已确定的胎动信号或子宫收缩信号时，将产生胎动信号或子宫收缩信号的压电传感器的二进制位置标号及类别标志值通过串行数据传输接口(USB)传送至PC机，同时通过二‑十进制转换模块(33)中数码管驱动芯片CH452A将信号类别标志显示在三位一体数码管(53)的百位上，将压电传感器阵列中发送胎动信号及子宫收缩信号的压电传感器的位置显示在三位一体数码管(53)的个位和十位上，胎动信号及子宫收缩信号计数模块(32)，是由6个数字电路器件组成，包括：一个差分四通道模拟控制开关芯片CD4052，两个16进制计数器芯片74LS161、一个与非门芯片74LS20、一个锁存器芯片CD4553和一个数码管驱动芯片CD4543，其中：芯片74LS20的输出端与芯片CD4553的输入端相连，其中芯片CD4553的4个输出端与芯片CD4543的4个输入端相连，芯片CD4553的2个低电平控制输出端分别与两位一体数码管(51)的个位、十位相连，以控制数码管的工作状态，芯片CD4543的7个输出端分别与两位一体数码管(51)的七段显示控制端相连，用于驱动所述两位一体数码管LG3621BH(51)显示胎动或子宫收缩次数，芯片74LS20的输出端与2个16进制计数器74LS161芯片的清零端相连，芯片74LS20的4个输入端分别与2个16进制计数器74LS161芯片的计数位相连，每个74LS161芯片的时钟信号控制端均与芯片CD4052的输出端相连，芯片CD4052的两个输入端分别与单片机(314)的胎动信号及子宫收缩信号输出模块的胎动信号及子宫收缩信号共两个输出端相连，二‑十进制转换模块(33)，由数码管驱动芯片CH452组成，其中：数码管驱动芯片CH452，共有两个输入端，一个与所述压电传感器阵列中发送胎动信号及子宫收缩信号的压电传感器的位置及信号类别标志模块(3146)的一个用二进制位置表示的传感器位置标号和信号类别标志的串行数据输出口相连，另一个与胎动信号及子宫收缩信号持续时间确定模块(3144)的二进制的持续时间输出端相连，驱动两位一体数码管(52)和三位一体数码管(53)分别显示胎动信号或子宫收缩信号持续时间值和压电传感器阵列中发送胎动信号及子宫收缩信号的压电传感器的位置及信号类别标志，可充电锂电池(2)，保证测量过程中的电源要求，输出电压为3.7伏，电源开关(7)，一端与可充电锂电池(2)的输出端相连，另一端与电压转换电路(6)中的MAX8815A芯片、RT9193芯片的电压输入端相连，电压转换电路(6)，由MAX8815A芯片、RT9193芯片和ADM660芯片组成，当电源开关(7)连通时，可充电锂电池(2)的3.7伏电压经过芯片MAX8815A升压成5伏电压，可充电锂电池(2)的3.7伏电压经过芯片RT9193降压成正3.3伏电压，再通过ADM660芯片将3.3伏电压转换成负3.3伏电压，其中：5伏电压给所述压电传感器阵列(4)中的12个压电传感器和所述胎动信号及子宫收缩信号计数模块(32)中的差分四通道模拟控制开关CD4052芯片、两个74LS161芯片、CD4553芯片、CD4543芯片和74LS20芯片以及二‑十进制转换模块(33)中CH452芯片供电，3.3伏正电压给所述单片机(314)C8051F020供电，3.3伏正电压和3.3伏负电压给所述前置差分放大电路(311)中的INA118芯片、所述巴特沃斯低通滤波电路(312)中的第一TL084芯片和信号放大电路(313)中的第二、第三TL084芯片供电，可充电锂电池(2)、电压转换电路(6)、电源开关(7)和皮扣(8)位于腹带(1)的一侧，压电传感器阵列(4)位于腹带(1)的中心，胎动信号及子宫收缩信号处理计数模块(3)和两位一体数码管(51，52)、三位一体数码管(53)位于腹带(1)的另一侧。