[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

说明书

技术领域

本发明涉及医学检测技术领域，尤其涉及一种基于随机共振的超声多普勒胎心监测系统及方法。

背景技术

在母亲子宫内以及分娩过程中，可能会造成胎儿暂时性缺血、缺氧而引起胎儿营养不良、生长发育迟缓、胎儿窘迫、甚至窒息、死亡等问题。大量临床证明，胎心电子监护能有效发现妊娠过程中胎儿的异常，具有十分重要的临床意义。因此、准确实时地计算出胎儿的瞬时心率对于判断胎儿在母体内的健康状况具有极其重要的意义。通常情况下，胎心信号可以通过超声多普勒、生物电极和微音器获取,其中超声多普勒方法具有精度高、抗干扰能力强、通用性好、易于实现的特点，得到广泛的应用，例如多普勒胎心检测仪。

一方面，胎心体积小、运动幅度位移弱以及多普勒胎心检测仪的灵敏度不足，影响对早期孕周胎儿的监测，容易引发误检；为提高胎心检测测量精度，需要提高超声辐射剂量。另一方面，通过增加超声辐射剂量可以减少误检情况，但是辐射剂量过大，会影响胎儿的神经系统和大脑的生长发育；为减少超声辐射对胎儿的生理影响需要降低超声辐射剂量。这样，灵敏度和辐射剂量两者就形成了矛盾。

出于超声波辐射剂量对胎儿有影响的担心，医生会不断调低传感换能器的发射功率，甚至会低于医疗仪器标准。该做法固定更加安全，但采集的反射回波也会更加微弱，对检测电路的灵敏度提出了新要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于随机共振的超声多普勒胎心监测系统及方法，可以实现低辐射量情况下的胎心心率检测。

第一方面，本发明提出了一种基于随机共振的超声多普勒胎心监测系统，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。

可选地，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，所述求和子电路其中，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。

可选地，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所述第一随机共振子电路的输出端，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；

所述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。

可选地，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；

所述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，第三端连接至所述第二乘法器的第一端。

可选地，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。

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

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

可选地，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。

第二方面，本发明又提供了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；