[发明专利]快速盲源分离胎儿心电检测仪及检测方法

权利要求书

1.快速盲源分离胎儿心电检测仪，其特征在于：包括双通道采集及模数转换模块、自带内部存储器的数据存储及逻辑控制单元、用于盲源分离的数字信号处理器、核心控制处理器以及输出设备；其中，所述双通道采集及模数转换模块的输入端与普通心电图导联电缆电连接，双通道采集及模数转换模块的两输出端通过两路数据通道与数据存储及逻辑控制单元电连接，数据存储及逻辑控制单元通过两路数据通道与数字信号处理器电连接，数字信号处理器还依次与核心控制处理器以及输出设备电连接；所述数字信号处理器设置有互相电连接的盲源分离模块和滤波器，同时，所述数字信号处理器和核心控制处理器均外接有程序存储器和数据存储器。

2.根据权利要求1所述的快速盲源分离胎儿心电检测仪，其特征在于：所述双通道采集及模数转换模块包括前置放大器、两路滤波放大电路、定标信号发生器、定标信号控制接口和2个AD转换器，两路滤波放大电路均由工频陷波器与主放大器电连接组成，所述前置放大器与普通心电图导联电缆电连接，前置放大器的两个输出端各与1个滤波放大电路中的工频陷波器电连接，两路滤波放大电路中的主放大器同时与定标信号发生器电连接，两路滤波放大电路中的主放大器各与1个AD转换器电连接，定标信号控制接口通过数据存储及逻辑控制单元与数字信号处理器电连接。

3.根据权利要求2所述的快速盲源分离胎儿心电检测仪，其特征在于：所述2个AD转换器均采用大于10bit采样精度的模数转换器。

4.根据权利要求2所述的快速盲源分离胎儿心电检测仪，其特征在于：所述前置放大器包括差动放大器a、差动放大器b、驱动放大器c、驱动放大器d、用于抑制工频干扰的右腿驱动电路、模拟开关以及导联电缆屏蔽层驱动电路，其中：所述差动放大器a和差动放大器b均设置有用于提高差动放大器的输入阻抗和共模抑制比的缓冲放大器；差动放大器a分别与右腿驱动电路、导联电缆屏蔽层驱动电路、驱动放大器c电连接；差动放大器b分别与右腿驱动电路、导联电缆屏蔽层驱动电路、驱动放大器d电连接；驱动放大器c、驱动放大器d同时与模拟开关电连接；模拟开关与定标信号控制接口电连接；右腿驱动电路通过普通心电图导联电缆与孕产妇右腿导通；导联电缆屏蔽层驱动电路与普通心电图导联电缆屏蔽层连接。 

5.根据权利要求1所述的快速盲源分离胎儿心电检测仪，其特征在于：所述输出设备为打印设备、存储设备和终端显示器中的一种或任意多种。

6.快速盲源分离胎儿心电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、双通道采集及模数转换模块从普通心电图导联电缆采集两路模拟混叠心电信号，然后依次对两路模拟混叠心电信号进行过滤工频信号、放大、模数转换，进而将模数转换后的两路数字混叠心电信号经两路数据通道发送到数据存储及逻辑控制单元；

B、数据存储及逻辑控制单元把两路数字混叠心电信号存储到内部存储器中，并采用中断方式发送中断信号通知数字信号处理器批量读取数字混叠心电信号；

C、数字信号处理器收到中断信号后，采用直接内存访问模式批量读取数据存储及逻辑控制单元内部存储器中的数字混叠心电信号，然后存储到该数字信号处理器所外接的数据存储器中；数字信号处理器采用盲源分离方法对数字混叠心电信号进行盲源分离，然后对分离出的两组源信号进行滤波，即可滤除母体心电信号、提取胎儿心电信号，提取所并将胎儿心电信号到该数字信号处理器所外接的数据存储器中；

D、核心控制处理器采用DMA模式读取数字信号处理器所外接的数据存储器中的胎儿心电信号，然后存储到接口控制模块所外接的数据存储器中；

E、接口控制模块控制所外接的数据存储器中的胎儿心电信号输出到输出设备。

7.根据权利要求6所述的快速盲源分离胎儿心电检测方法，其特征在于：步骤B所述数据存储及逻辑控制单元把两路数字混叠心电信号存储到内部存储器，是采用乒乓机制进行存储。

8.根据权利要求6所述的快速盲源分离胎儿心电检测方法，其特征在于：

步骤C所述数字信号处理器存储数字混叠心电信号以及胎儿心电信号，均是采用乒乓机制进行存储。

9.根据权利要求6所述的快速盲源分离胎儿心电检测方法，其特征在于：步骤C所述数字信号处理器采用盲源分离方法对数字混叠心电信号进行盲源分离，该盲源分离方法具体如下：

9-1.对两路数字混叠心电信号X₁(t)，X₂(t)进行白化，其中，t表示采样时间，将两路数字混叠心电信号转化为两路不相关的混叠心电信号，即两路白化混叠心电信号 

9-2.计算两路白化混叠心电信号 的最小值，对两路白化混叠心电信号进行位置移动以分别将两路白化混叠心电信号的最小值转化为0，获得两路移动后的白化混叠心电信号 

9-3.计算两路移动后的白化混叠心电信号 的最大值，根据两个最大值计算旋转角度，根据旋转角度在坐标面上对步骤9-2获得的两路移动后的白化混叠心电信号进行旋转，获得第一次旋转后的混叠心电信号 

9-4.计算第一次旋转后的混叠心电信号 的最大值，根据两个最大值计算旋转角度，根据旋转角度在坐标面上对步骤9-3获得的两路第一次旋转后的白化混叠心电信号进行旋转，获得第二次旋转后的两路混叠心电信号 即可分离出第一个源信号 

9-5.计算第二次旋转后的两路混叠心电信号 的去相关性系数α，对第二次旋转后的混叠心电信号 进行去相关，即可分离出第二个源信号