[发明专利]一种基于随机共振的超声多普勒胎心监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于随机共振的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，包括：

超声接收器，用于接收根据周期胎心心率信号形成的超声波回波信号以及噪声信号；

带通滤波器，用于选择超声波载波频率的回波信号；

解调检波器，用于分离所述回波信号与本振载波信号的乘积结果中的低频调制信号和高频载波信号；

绝对值电路，用于获取所述低频调制信号中包括胎心心率的包络信号；

还包括：

随机共振电路，用于获取所述包络信号中的周期胎心心率信号。

2.如权利要求1所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述随机共振电路包括求和子电路、积分子电路和反馈电路，所述求和子电路包括第一运算放大器和第二放大器；

所述第一运算放大器的反相输入端通过第一电阻获取胎心心率信号，以及通过第二电阻获取噪声；正相输入端通过第三电阻接预设电压；输出端通过第五电阻与所述第二放大器的反相输入端电连接；输出端通过第四电阻与反相输入端电连接；

所述第二放大器的正相输入端通过第六电阻连接预设电压，输出端通过第七电阻与反相输入端电连接。

3.如权利要求2所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述积分子电路包括第三运算放大器，所述第三运算放大器的反相输入端与第一随机共振子电路的输出端连接，正相输入端通过第九电阻连接预设电压，输出端通过电容与反相输入端连接；

第二乘法器的第二端连接至所述第三运算放大器的输出端，第三端经由第二可变电阻的第一端和第二端连接预设电压；所述第二可变电阻的第三端通过第十三电阻连接第三运算放大器的反相输入端。

4.如权利要求2所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述反馈电路包括第四运算放大器，所述第四运算放大器的正相输入端通过电阻连接预设电压，反相输入端通过第十电阻与运算放大器的输出端连接，输出端经由第一可变电阻的第一端和第二端连接预设电压，输出端通过第十二电阻与反相输入端连接；所述第一可变电阻的第三端通过第十二电阻连接第三运算放大器的反相输入端；

第一乘法器的第一端与第二端连接至所述第四运算放大器的输出端，第三端连接至第二乘法器的第一端。

5.如权利要求1所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述监测系统还包括脉冲整形电路，所述脉冲整形电路用于整形所述周期胎心心率信号为数字脉冲方波信号。

6.如权利要求5所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述监测系统还包括微处理器，所述微处理器用于检测数据脉冲方波信号的频率得到胎心心率。

7.如权利要求1所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述监测系统还包括低通滤波器，所述低通滤波器设置在所述解调检波器与所述绝对值电路之间，用于滤除所述高频载波信号。

8.如权利要求1所述的超声多普勒胎心监测系统，其特征在于，

所述监测系统还包括音频放大器，所述音频放大器用于放大所述低频调制信号。

9.一种基于随机共振的超声多普勒胎心监测方法，其特征在于，包括：

超声接收器接收根据胎心心率信号形成的超声波回波信号以及噪声信号；

带通滤波器选择超声波载波频率的回波信号；

解调检波器分离所述回波信号与本振载波信号的乘积结果中的低频调制信号和高频载波信号；

绝对值电路获取所述低频调制信号中包括胎心心率的包络信号；

随机共振电路获取所述包络信号中的胎心心率信号。

10.如权利要求9所述的超声多普勒胎心监测方法，其特征在于，

所述随机共振电路获取所述包络信号中的胎心心率信号，采用以下计算式：

dxdt=ax-bx3+s(t)]]>

其中，a和b为双稳态系统模型的系统，s(t)为包含噪声的周期胎心心率信号，s(t)＝Acos(ω₀t)+Γ(t)，Γ(t)为噪声值，Acos(ω₀t)为周期胎心心率信号。