[发明专利]一种新型单通道胎心检测算法

说明书

本发明提供了一种基于单通道的新型胎心检测算法，首先使用单通道体表生物电采集设备收集孕妇腹部生物电数据，其中包含了胎儿心电信号和其它母婴生理信号；然后利用小波变换和奇异值分解算法重构孕妇参考心电信号，利用自适应滤波算法消除大部分干扰生理信号；接着，利用小波变换、奇异值分解以及数字带通滤波器重构胎儿心电信号，获得胎儿心电图曲线，同时使用时频域变换算法、非负矩阵分解算法和功率谱密度获得准确的胎心率。本算法是一种单通道非入侵被动式胎儿心电信号分析算法，操作方便，性能可靠，可以准确获得胎儿心电信息，为基于体表生物电信号采集和分析的非侵入式胎心仪产品设计提供依据。

技术领域

本发明属于生物医学信号处理技术领域，具体是一种新型胎心检测算法，实现了单通道非入侵被动式胎儿心电信号探测与分析。

背景技术

胎儿心电信号是胎儿发育阶段心脏产生的源发性信号，反映了胎儿在宫内的发育情况，能够帮助医生判断胎儿发育是否存在缺陷，是妊娠期有效监护胎儿健康的重要手段，在医学领域具有非常重要的意义。

目前主流的检测胎儿心电的方案多为主动侵入式探测，代表方法有多普勒超声法、头皮电极法等。这些方法准确率高，但是在信号采集的过程中会对孕妇或胎儿生长发育产生一些潜在的伤害。同时，这些探测仪器体积通常较大，需要专业人员操作，不利于胎心实时监护，仍存在无法尽早发现病症的问题。虽然市面上已有利用超声波探测原理的小型胎心仪产品，可以满足一部分家庭日常监护的需求，但是存在灵敏度差、精度差等一系列问题。

母体腹壁电极法是未来胎儿心电信号检测的一个重要发展方向，通过在孕妇腹部不同位置放置一个或多个电极，采集体表生物电信号，并使用分离算法获得胎儿心电信号。该方法的操作流程类似于成人心电检测，并且由于是非入侵被动式探测，不会对胎儿发育产生任何影响，拥有很高的应用价值。但该技术的发展目前主要面临以下问题：

其一，由于胎儿心电信号通常弱于其它干扰生理信号，得到的混合信号中噪声种类丰富、信噪比低，使得整体识别、检测和提取难度增大，所得结果准确率低；

其二，多数研究或专利需要使用腹部多通道信号(也称“多腹导”)完成心率分析，在产品小型化、市场化过程中存在操作繁琐、容易出错的问题；

其三，多数研究和专利使用了神经网络等手段保证检测的准确性，这对产品硬件电路的设计要求很高，还往往伴随着高价格成本的问题，不利于有关产品市场化推广。

因此，设计一种操作简便、准确率较高、制造成本较低的胎心检测方案，具有现实意义和良好应用前景。

发明内容

本发明的目的在于克服现有市场上胎心仪难以兼顾操作简便、准确率较高和制造成本较低的问题，提供了一种单通道非入侵被动式胎儿心电信号检测和提取方法，能够较好的在三者中取得平衡，为普通家庭日常监测胎儿心电提供了信价比较高的方案，有助于病情的尽早发现与治疗。

为了实现上述目的，本发明的具体公开的技术方案主要包括以下步骤：

S1、单通道采样设备采集孕妇腹部皮肤生物电信号A(也称“单腹导”信号)。