[发明专利]胎儿心电信号实时转换为胎儿胎音的计算机仿真转换方法

说明书

胎儿心电信号实时转换为胎儿胎音的计算机仿真转换方法，属于孕妇无创伤胎儿胎音的计算机仿真技术领域，其特征在于，采用成段输入、分批缓存、逐批转换的方式把从生理信号数据库中输入并经胎儿心电信号分离算法分离的从母体腹部提取的一段胎儿心电信号输入计算机，再经分批缓存、逐批提取并预处理后得到了一批待处理的胎儿心电信号，再逐批用线性转换函数转换成等时长的对应于各采样点胎儿心电信号幅值的胎儿心跳声音信号，再经压频转换后得到等时长的胎儿心跳声音方波脉冲信号，通过扬声器转换成等时长的胎儿胎音。本发明具有简单易行，胎儿胎音R波识别准确的优点，待形成便携胎音监测仪后，便可适用于孕妇家庭监测，孕妇胎儿健康远程监测等领域。

技术领域：

本发明属于孕妇无创伤胎儿胎音的计算机仿真转换技术领域。

背景技术：

胎心监护技术能够帮助临床医生准确、及时的获得孕妇孕期或者分娩过程中胎儿的生理状态信息。胎儿在母亲体内出现胎儿窘迫等其他问题都会直接反映在胎心率的变化上。目前临床上的胎心监护方法多采用超声多普勒法，该方法通过将超声探头置于母体的腹部并对准胎儿的心脏，依据多普勒效应，识别出胎儿心脏的收缩和舒张，再通过内置的扬声器将胎儿心脏活动变化的声音，即胎儿胎音播放出来，通过这一声音对胎儿的生理病理状态进行监护。但该方法存在着如下的局限性：1.需要孕妇在测量的过程中一直保持不动，不适合进行长时间的监护。2.有研究表明，胎儿长时间暴露在超声辐射下，会影响到出生后的体质。

发明内容：

本发明的目的在于提出一种胎儿心电信号实时转换为胎儿胎音的计算机仿真转换方法，通过将胎儿心电信号直接转换为胎儿心跳声音信号从而进行胎心监护，以克服运用超声多普勒法对胎儿胎音进行监护的缺点。

为了达到上述目的，本发明的思路是：利用胎儿心电信号中设定的幅值范围(与的计算方法见下文)与人耳听力舒适频率范围f_min、f_max(经少量人群测试，取f_min＝250Hz，f_max＝1000Hz)建立线性转换函数，利用该函数对胎儿心电信号进行压频转换，转换后的信号即为仿真的胎儿心跳声音信号，最后利用扬声器将该信号播放出来。

本发明的特征在于，胎儿心电信号实时转换为胎儿胎音的计算机仿真转换方法，其特征在于，是一种对胎儿心电信号，采用成段输入，分批缓存后，用胎儿心电信号和胎儿心跳声音信号间的线性转换函数成批并延时地把所述胎儿心电信号转换为胎儿心跳声音信号的方法，所述线性转换函数是一种基于人耳听力允许的频率区间以及当设定长度的采样窗口按设定的采样间隔在每批内沿着采样间隔的序号移动时各个窗口内各个采样点所对应的胎儿心电信号中最大幅值的平均值，计算出的各采样点的胎儿心跳声音信号的虚拟频率的函数，据此得到了反映胎儿心跳声音的方波脉冲信号，所述计算机仿真转换方法是在一台计算机中依次按以下步骤进行的。

步骤(1)，构造一个把胎儿心电信号实时转换为胎儿胎音的计算机仿真转换系统，包括：胎儿心电信号缓存模块、胎儿心电信号预处理模块，胎儿心电信号线性转换模块，以及用于胎儿胎音输出的组件，其中：

胎儿心电信号缓存模块，输入信号为：The physionet生理信号数据库中的一段胎儿心电信号，所述胎儿心电信号是来自于用五电极法采自健康孕妇腹部子宫位置的胎儿心电信号，并经过离散化后，用Maurizio Varanini提出的胎儿心电信号分离算法分离出的，所述健康孕妇是指胎儿心电信号单波时长相同的孕妇，这一段离散的胎儿心电信号的时长为P，采样频率为f_P，采样分辨率为η，其中包含了有限个数的胎儿心电信号的R波，所述R波为胎儿心电信号中幅值最大的QRS波群中最大波的缩写，反映了胎儿心室肌处理心脏血流的传导全过程，所述胎儿心电信号缓存模块把所述时长为p的这段胎儿心电信号等分成为N批，n＝1,2,…,N，N为总批数，n为批的序号，并逐批缓存，分批处理时长为t_sap秒，每批有I个采样点，i为采样点序号，从而使得每批输出的胎儿心跳声音信号较同批胎儿心电信号存在t_sap秒的延时。