经腹部自动提取胎儿心率的方法研究

摘要

胎儿心率实时监测作为临床用于评价胎儿宫内健康状况的重要检测方法,对判断宫内胎儿是否窘迫、保障围产期孕妇和胎儿的安全具有十分重要的作用。目前,通过电极直接从孕妇腹部提取混合心电信号,并将孕妇心电信号和胎儿心电信号分离,从分离的胎儿心电信号中获取胎儿心率是一种最理想的非侵入式检测方法。一方面,由于孕妇腹部心电信号的提取易受孕妇肌肉收缩、呼吸、肌电和其他干扰噪声的影响,另一方面,胎儿心电信号的QRS复波幅度约为60μV,其能量不及腹部混合心电信号能量的四分之一,并且胎儿心电信号的提取还受电极的置放部位,以及胎儿的实际孕周和胎儿在宫内的位置的影响。这些问题使得孕妇腹部混合心电信号的提取以及胎儿心电信号的分离都面临巨大挑战。
　　本文通过对近年来胎心率检测方法的研究,确立了以 TI公司的浮点型 DSP芯片TMS320C6713和专用心电检测的模拟前端系列产品芯片ADS1298为核心来完成胎儿心率自动提取的设计方案,在 DSP处理器的控制下,由模拟前端ADS1298完成三通道腹部混合心电信号的放大与采集,然后设计数字滤波器去除噪声对混合心电信号的干扰,再采用改进的独立分量分析方法从三通道混合心电信号中分离出胎儿心电信号,最后计算得到胎心率。由实验结果可以看出:该系统能可靠地检测孕妇腹部混合心电信号,并能准确提取胎儿心率。
　　该系统具有便携、低功耗特性,适合长程动态对胎儿进行监护,为围产期孕妇子宫内胎儿的健康状况提供可靠依据,对提高围产期母婴健康水平具有重要意义。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 胎心率提取的研究现状

1.3论文的主要研究内容和结构

第2章 胎心率提取的硬件系统设计

2.1硬件电路设计

2.2 DSP系统控制程序设计

2.3 本章总结

第3章 胎心率提取算法设计

3.1 ICA基本原理

3.2 基于负熵最大的固定点算法

3.3改进的FECG提取算法

3.4 仿真结果

3.5 本章小结

第4章 系统测试

4.1 硬件调试

4.2 算法测试

4.3 本章总结

第5章 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 作者展望

参考文献

致谢

附 录：攻读学位期间所发表的学术论文目录