專利名稱：無線胎心監(jiān)護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別是涉及胎兒監(jiān)護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)發(fā)育和安危狀況進(jìn)行評價的方法。胎兒監(jiān)護(hù)是保障產(chǎn)婦和胎兒安全、實(shí)現(xiàn)
優(yōu)生優(yōu)育的重要手段。傳統(tǒng)的胎兒監(jiān)護(hù)多指胎心率電子監(jiān)護(hù)(Electronic Fetal HeartRate Monitoring, EFM)和胎心宮縮監(jiān)護(hù)(cardiotocography, CTG)。隨 著社會對母嬰健康和安全要求日益提高，對胎兒發(fā)育的生理和病理的研究成
為一項(xiàng)重要的課題。特別是胎心率在臨床上有著廣泛的應(yīng)用前景和深入研究
的意義。
由于懷孕期孕婦需要一種能提供長時間監(jiān)護(hù)和咨詢的儀器，由于時間長， 要求能在一個比較自由、舒適的環(huán)境中進(jìn)行，這就對胎兒監(jiān)護(hù)裝置及方法提 出更高的要求。特別地在分娩過程中，產(chǎn)婦的運(yùn)動、體位的變化將拉扯監(jiān)護(hù) 裝置的導(dǎo)聯(lián)線導(dǎo)致探頭與產(chǎn)婦接觸不良或產(chǎn)生位置偏差，從而出現(xiàn)監(jiān)護(hù)參數(shù) 的誤差。同時，各種導(dǎo)線在產(chǎn)婦身上纏繞帶來了十分不便和不適，嚴(yán)重時甚 至影響到產(chǎn)婦的生理和心理狀況。特別在長時間監(jiān)護(hù)和水中分娩的時候，這 些缺點(diǎn)尤其明顯。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述問題的存在，提供一種利用無線通信傳輸技術(shù)將胎兒心動信號無線傳輸?shù)奖O(jiān)護(hù)裝置主機(jī)的、既充分保證孕產(chǎn)婦不受線 纜限制而可自由活動的，又可有效保證各監(jiān)護(hù)參數(shù)的可靠性及準(zhǔn)確性，并方 便醫(yī)護(hù)人員及時可靠地進(jìn)行臨床才喿作的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特點(diǎn)是包括依序連接組成為一體的超聲發(fā)射 模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊，其中，超聲發(fā)射模塊驅(qū) 動超聲換能器產(chǎn)生超聲波，且超聲換能器接收超聲回波信號并對超聲回波信 號進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換處理，經(jīng)超聲換能器處理后的超聲回波電信號輸入到超聲解 調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)處理，提取出胎兒心動信號，提取的胎兒心動信號再輸入到 無線通信模塊并由無線通信模塊將所述的胎兒心動信號傳輸?shù)教罕O(jiān)護(hù)主機(jī) 的無線接收裝置。
其中，上述無線通信模塊的結(jié)構(gòu)組成多種多樣，既可以是上述無線通信 模塊為FM調(diào)制傳輸模塊，上述胎兒心動信號經(jīng)FM調(diào)制傳輸模塊利用FM調(diào)制 技術(shù)進(jìn)行FM調(diào)制后發(fā)射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。也可以是上述無線 通信模塊為數(shù)字無線通信傳輸模塊，此時上述胎兒心動信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和壓縮 編碼的數(shù)字信號處理后通過近距離通信傳輸模塊NFC或ZigBee通信傳輸模塊 或藍(lán)牙通信傳輸模塊發(fā)射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。
同時，為進(jìn)一步適應(yīng)水中分4免這種既安全又可減輕孕婦分娩疼痛的新興 分娩技術(shù)的需要，上述無線胎兒監(jiān)護(hù)裝置還包括有密封式防水外殼，上述超 聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊均密封裝置于該外 殼內(nèi)。本實(shí)用新型由于巧妙地采用將無線通信技術(shù)與多普勒超聲波驅(qū)動及解調(diào) 技術(shù)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，將胎兒心動信號采集裝置與監(jiān)護(hù)主機(jī)相分離，從而有效 保證孕產(chǎn)婦不必再受監(jiān)護(hù)主機(jī)的約束，可以自由方便地進(jìn)行活動，既減輕了 心理負(fù)擔(dān)，有效改善孕產(chǎn)婦的生理和心理狀況，又可以充分保證各監(jiān)護(hù)參數(shù) 的可靠性與準(zhǔn)確性，并大大地方便了醫(yī)護(hù)人員及時可靠地進(jìn)行臨床操作。特 別地，采用的密封式防水外殼結(jié)構(gòu)，使本實(shí)用新型能方便地適應(yīng)水中分娩這 種既安全又可減輕孕婦分娩疼痛的新興分娩技術(shù)的需要，進(jìn)一步擴(kuò)大了本實(shí) 用新型的應(yīng)用范圍。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)及工作過程

圖l是本實(shí)用新型所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置方框圖2是本實(shí)用新型所述的超聲脈沖產(chǎn)生電路原理圖3是本實(shí)用新型所述的超聲驅(qū)動電路；
圖4是本實(shí)用新型所述的超聲回波信號選頻放大電路原理圖5是本實(shí)用新型所述的超聲信號解調(diào)、濾波放大電路原理圖6是本實(shí)用新型所述的基于upcl651的FM無線收發(fā)模塊電路；
圖7是本實(shí)用新型所述的基于分立元件的遠(yuǎn)距離FM無線收發(fā)模塊電
路；
圖8是本實(shí)用新型所述的nRF24El無線收發(fā)電路； 圖9是本實(shí)用新型所述的MC13192無線收發(fā)電路； 圖10是本實(shí)用新型所述的C8051F020與MC13192的接口電路； 圖ll是本實(shí)用新型所述的ADuC812與ROK101008的接口電路；圖12是本實(shí)用新型所述的無線探頭充電電路； 圖13是本實(shí)用新型所述的液晶顯示接口電路； 圖14是本實(shí)用新型所述的防水外殼的上蓋； 圖15是本實(shí)用新型所述的防水外殼的下蓋； 圖16是本實(shí)用新型所述的防水外殼的電池倉； 圖17是本實(shí)用新型所述的防水外殼的電池蓋； 圖18是本實(shí)用新型所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置的外觀圖； 圖19是無線胎心監(jiān)護(hù)裝置的使用示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于包括依序連接組成為 一體的超聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊，其中，
超聲發(fā)射模塊驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生超聲波，且超聲換能器接收超聲回波信號 并對超聲回波信號進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換處理，經(jīng)超聲換能器處理后的超聲回波電信 號輸入到超聲解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)處理，提取出胎兒心動信號，提取的胎兒心 動信號再輸入到無線通信模塊并由無線通信模塊將所述的胎兒心動信號傳輸 到胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。其中
上述超聲發(fā)射模塊釆用多普勒超聲發(fā)射電路，此時所述的多普勒超聲電 路如圖2所示，要獲得超聲信號，必需有超聲信號源及超聲驅(qū)動電路，如圖2 所示，Xl為有源晶振，用于產(chǎn)生頻率為4M的高頻信號，U5為可編程邏輯器件， 本實(shí)用新型采用Lattice公司的芯片ISP4032，實(shí)際應(yīng)用中也可選用其它型號的 CPLD或FPGA，如Xilinx公司的XC9500XL 3.3V系列、Altera公司的MAX 7000 系列等等，其作用是產(chǎn)生用于驅(qū)動超聲波傳感器的超聲信號源，U5的47和48腳輸出2MHz的反相超聲信號源；信號源由CPLD芯片內(nèi)部程序控制，以3KHz 的重復(fù)頻率(PRF)發(fā)射脈沖束，每個脈沖束為50uS的2MHz的超聲脈沖束， 同時在第2腳產(chǎn)生與發(fā)射信號同頻同相用于解調(diào)的參考信號，在第3腳產(chǎn)生時
間選通信號。
脈沖超聲信號經(jīng)過U6的反相器，以增加驅(qū)動能力，然后通過場效應(yīng)管Q2、 Q3驅(qū)動變壓器進(jìn)行升壓，經(jīng)過升壓后的驅(qū)動電信號，加在壓電超聲換能器上， 電信號被轉(zhuǎn)化為超聲波信號，如圖3所示。本實(shí)用新型所述的超聲換能器采用 脈沖超聲多普勒的超聲換能器，其既是發(fā)射換能器也是接收換能器，在不發(fā) 射脈沖超聲束的間歇就是換能器接收超聲回波信號的時間，在這個時期里， 從胎兒心臟反射回來的超聲波信號已經(jīng)發(fā)生士Af頻移，反射回來的超聲波經(jīng)超 聲換能器進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化為2MH杜Af的電信號，當(dāng)然Af的頻移相對2MHz 的基頻是一個很小的變量，所以我們選頻放大的中心頻率fO還是選在2MHz; 如圖4， fO士Af從超聲傳感器輸入，經(jīng)過由L1、 Cl、 C2組成的串聯(lián)選頻濾波網(wǎng) 絡(luò)，進(jìn)行初步的選頻濾波，可調(diào)電容C1可以微調(diào)選頻濾波的中心頻點(diǎn)，4吏選 頻網(wǎng)絡(luò)的諧振點(diǎn)為2MHz。 Ql是低噪聲的前置放大場效應(yīng)管，由Q1、 L2、 C5、 Wl、 R3、 C3構(gòu)成前置選頻;故大網(wǎng)絡(luò)，對已經(jīng)進(jìn)行初步的選頻濾波的回波信號 進(jìn)一步選頻放大；該高頻放大電路有非常優(yōu)良選頻特性，經(jīng)過三次選頻放大， 在TP2輸出的電信號基本已經(jīng)濾去無用的噪聲信號。
本實(shí)用新型所述的超聲解調(diào)模塊采用超聲信號解調(diào)、濾波放大電路相結(jié) 合的結(jié)構(gòu)經(jīng)高頻選頻放大的信號為fO士Af頻段的高頻信號，而真正需要的信號 是包含運(yùn)動信息的頻移信號Af,所以需要將Af從高頻信號解調(diào)出來。如圖5, U5是模擬開關(guān)，fO士Af頻段的高頻信號從Ul的l管腳輸入，B是與發(fā)射信號同頻同相用于解調(diào)的參考信號，C是時間選通信號，用于屏蔽非檢測深度的無用
回波信號。經(jīng)過U5的鑒相，低頻信號Af被解調(diào)出來。再經(jīng)過由U1A、 U1B、 U4A、 U4B和其它電阻電容組成的帶通濾波器，得到了最終的胎兒心動信號， 其頻段在200Hz ~ 2KHz之間，最后把這個信號進(jìn)行處理發(fā)射。 胎兒心動信號的無線通信^^莫塊
本實(shí)用新型是使用無線通信技術(shù)傳輸胎兒心動信息。經(jīng)超聲換能器及超 聲發(fā)射模塊、超聲解調(diào)模塊獲取和處理后的胎兒心動信號頻段為200Hz ~ 2KHz，本實(shí)用新型其所述無線通信^^塊的結(jié)構(gòu)組成多種多樣，既可以是上述 無線通信模塊為FM調(diào)制傳輸模塊，上述胎兒心動信號經(jīng)FM調(diào)制傳輸模塊利用 FM調(diào)制技術(shù)進(jìn)行FM調(diào)制后發(fā)射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。也可以是上 述無線通信模塊為數(shù)字無線通信傳輸;f莫塊，此時上述胎兒心動信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換 和壓縮編碼的數(shù)字信號處理后通過近距離通信傳輸模塊NFC或ZigBee通信傳 輸模塊或藍(lán)牙通信傳輸模塊或其他數(shù)字通信傳輸模塊發(fā)射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的 無線接收裝置。以下詳細(xì)描述各無線傳輸方案的具體組成與實(shí)施
基于FM調(diào)頻技術(shù)的無線收發(fā)模塊
1、 基于upcl651的FM無線收發(fā)模塊
如圖6所示，本模塊采用日本NEC公司生產(chǎn)的upcl651集成電路作為主要 器件，胎兒心動信號經(jīng)Cl隔直后輸入給upcl651進(jìn)行頻率調(diào)制，通過調(diào)節(jié)L1或 C3的大小可以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)射頻率的目的。該電路增益高，工作穩(wěn)定，從而保 證了信號的高品質(zhì)。用它組成FM調(diào)頻發(fā)射電^各有效發(fā)射距離大于30米。
2、 基于分立元件的遠(yuǎn)距離FM無線收發(fā)模塊
如圖7所示，本模塊使用分立元件構(gòu)成一個高功率的FM無線胎心信號傳輸模塊。Q2對經(jīng)Q1放大后的胎兒心動信號進(jìn)行頻率調(diào)制，通過調(diào)節(jié)L1或C4 的大小可以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)射頻率的目的。這個電路里增加了一個10dB的高頻緩 沖器及一個音頻放大器，理論上可以達(dá)到700米的傳輸距離。
基于數(shù)字無線通信技術(shù)的無線收發(fā)模塊
1、基于NFC技術(shù)的無線收發(fā)模塊
基于NFC技術(shù)的芯片中，較典型的就是Nordic公司生產(chǎn)的nRF24el,它工 作于2.4GHz全球開放頻段，采用0.18um工藝設(shè)計(jì)，芯片內(nèi)嵌增強(qiáng)型51內(nèi)核、 ADC及其他外設(shè)，具有高集成度和極具竟?fàn)幜Φ某杀緝?yōu)勢；內(nèi)置硬件CRC檢 錯電路和多址通信控制，減少軟件開銷。
由于nRF24El自帶51內(nèi)核和ADC等外設(shè)，所以不必再外加MCU芯片，可 以利用內(nèi)嵌的51內(nèi)核來實(shí)現(xiàn)其它所需功能。本實(shí)用新型中無線收發(fā)模塊電路 部分由2.4G無線收發(fā)芯片nRF24El及外圍電路組成。主要的外圍器件包括 用于存放程序代碼的串行EEPROM、用于保存子機(jī)號的單總線EEPROM DS2430A、為芯片提供工作時鐘的無源晶振和射頻天線電路等。
如圖8所示，U2是SPI接口的EEPROM,用于存放nRF24El運(yùn)行所需的程 序代碼。因?yàn)閚RF24E 1本身提供了 一個SPI Master接口 ，所以把U2直接接到 nRF24El的SPIMaster接口上。當(dāng)nRF24El上電啟動時，自動從U2中讀取程序 運(yùn)行；U6是DALLAS公司基于l-wire總線的256Bit EEROM，用于存儲裝置的 機(jī)號，發(fā)射頻點(diǎn)等信息。通過軟件修改EEROM的內(nèi)容可以達(dá)到修改發(fā)射頻點(diǎn) 的目的。
胎兒心動信號經(jīng)nRF24El自帶的ADC采樣后進(jìn)行數(shù)字處理和協(xié)議封裝， 再經(jīng)過nRF24El的無線收發(fā)單元把胎兒心動信號發(fā)射出去。2、基于ZigBee技術(shù)的無線收發(fā)模塊基于ZigBee技術(shù)的芯片有很多，如CC2420、 CC2430、 MC13192、 MC13193 等等。本實(shí)用新型MC13192作為無線收發(fā)芯片，該芯片的工作頻帶為2.4G， 數(shù)據(jù)傳輸速率為250Kbps,該芯片只需極少的外圍器件，即可構(gòu)成收發(fā)電路， 它的外圍電路包括電源供電、晶振時鐘電路等，其典型匹配電路圖如圖9所示， PAO+、 PAO-管腳為射頻發(fā)射端，RFIN-、 RFIN+管腳為射頻輸入端。由于該芯片沒有內(nèi)嵌控制器，所以必須加外MCU接口電路。MUC芯片可 使用帶有ADC外設(shè)的低功耗芯片，如C8051F系列、MSP430F系列、ATmega 系列等等芯片，本實(shí)用新型使用C8051F020,其接口電路如圖10所示。 C8051F020通過SPI總線對MC13192進(jìn)行控制，包括對寄存器的讀寫等。另夕卜， MC13192主動發(fā)收中斷信號來告訴C8051F020射頻芯片有事件發(fā)生， C8051F020通過IO口控制MC13192的復(fù)位、工作模式切換等。胎兒心動信號須先進(jìn)行A/D采樣和數(shù)字處理，然后進(jìn)行發(fā)射控制，把處 理后的信號發(fā)射出去。此時所述的無線通信模塊中還包含有A/D采樣和數(shù)字 信號處理，A/D采樣方式由于捕捉到的胎兒心動信號主要落在200Hz ~ 2KHz的音頻范圍內(nèi)，在音 頻數(shù)據(jù)的編碼上，本模塊選擇了最為筒單、易于實(shí)現(xiàn)的PCM碼，這種編碼就 是直接對音頻信號進(jìn)行采樣和量化，使用^8kHz的速率進(jìn)行采樣，量化精度 ^8bits,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)率^64kbps。其編碼最大的優(yōu)點(diǎn)就是音質(zhì)好，重構(gòu)的胎心 音信號幾乎和原始的胎心音信號沒有什么差別。A/D采樣可以選用單獨(dú)的A/D 轉(zhuǎn)換芯片，或者是帶有A/D轉(zhuǎn)換功能的MCU進(jìn)行。數(shù)字信號處理使用微處理器對A/D采樣后的數(shù)字信號進(jìn)行處理。首先微處理器對信號進(jìn)行數(shù)字濾波處理，然后打包成適合無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包格式，包頭疊加上#:頭自身的機(jī)號和特征碼，包尾加上CRC冗余校驗(yàn)，最后送給無線收發(fā)模塊進(jìn)行無線傳輸。3、基于藍(lán)牙技術(shù)的無線收發(fā)模塊在藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用中，主要有藍(lán)牙芯片組和藍(lán)牙模塊兩種形式藍(lán)牙芯片 組包括藍(lán)牙射頻模塊、藍(lán)牙基帶芯片、存儲Firmware的Flash等幾塊芯片，共 同完成藍(lán)牙的無線通信和鏈路管理功能；藍(lán)牙模塊把射頻、基帶、鏈路管理 器和HCI層集成到了一塊芯片上，通過RS-232、 USB等總線接口實(shí)現(xiàn)HCI (主 機(jī)控制器接口)指令接口，因而在應(yīng)用上，藍(lán)牙模塊比藍(lán)牙芯片組更為方便， 本實(shí)用新型以藍(lán)牙模塊ROK101008為例來設(shè)計(jì)無線收發(fā)模塊，實(shí)際應(yīng)用中可 使用其它模塊或芯片，如ROK101008、 ROK104001、 RF1968、 TR0700等等。ROK101008包含三個主要部分基帶控制器、Flash (內(nèi)含固件)和射頻 部分，支持UART、 PCM和I2C三種接口形式，采用內(nèi)部晶振和時鐘，工作頻 段為2.4G。由于ROK101008各種外圍電路已經(jīng)集成在一個模塊，所以使用非 常方便，只要接上天線、電源，則可正常工作，如圖ll所示是該模塊與單片 式數(shù)據(jù)采集芯片ADuC812的接口圖，兩者通過串口通信。胎兒心動信號須先經(jīng)過ADuC812進(jìn)行A/D采樣和數(shù)字處理，然后通過串口 傳送給藍(lán)牙模塊進(jìn)行發(fā)射。由于串口速率有限，所以胎兒心動信號必須先經(jīng) 過數(shù)字壓縮編碼。供電電源對于便攜式設(shè)備，本實(shí)用新型所述無線胎兒監(jiān)護(hù)裝置還包括有供電電源和液晶顯示模塊，其中所述供電裝置分別與超聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超 聲解調(diào)模塊、無線通信模塊連接并分別為其提供電源，所述液晶顯示模塊與 供電電源及無線通信模塊連接并可顯示出供電電源的電量、無線通信模塊的 通信狀態(tài)、序號標(biāo)識或其他狀態(tài)標(biāo)識。電源部分的設(shè)計(jì)十分重要?？紤]到供 電電源的通用性和使用壽命，本實(shí)用新型采用可反復(fù)多次充電的可充式鋰電 池作為供電電源。此時所述的供電電源電3各部分由電源開啟觸發(fā)電i 各、電源
控制電路、及鋰電池充電電路等構(gòu)成。鋰電池充電芯片選用LINEAR公司的 LTC-4054。 LTC-4054是一款完整的單節(jié)鋰電池用恒定電流/恒定電壓線性充 電器，其充電控制電路如圖12所示，充電電源通過腳4輸入，腳3輸出特定的電 量給鋰電池充電。為了禁止充電芯片頻繁給鋰離子電池充電，MCU4企測電池 電壓低于某個閾值時才通過腳5開啟電池充電功能，而MCU通過充電芯片的 充電狀態(tài)引腳CHR判斷電池是否充滿。 液晶顯示模塊
為了方便操作者對本裝置的使用，本實(shí)用新型采用LCD顯示電池電量、 子機(jī)序號及標(biāo)識，通信狀態(tài)等信息。圖13為液晶顯示的接口和搡作時序圖。 MCU通過4根信號線對LCD寫入顯示內(nèi)容。
防水外殼
水中分娩是一種既安全又可以減輕孕婦分娩疼痛的新興分娩技術(shù)，它要求 監(jiān)護(hù)裝置能在水中正常工作。為了既能滿足防水的功能，又可便于生產(chǎn)安裝 和用戶使用，本實(shí)用新型所述無線胎兒監(jiān)護(hù)裝置還包括有密封式防水外殼， 上述超聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊均密封裝置 于該外殼內(nèi)，此時該外殼采用雙色模(雙料模)注塑成型技術(shù)，材料分別為ABS和TPE。外殼分上蓋和下蓋，上蓋有一個安^L電池的電池倉。上蓋和下蓋 通過上螺絲的方式進(jìn)行結(jié)合和固定，內(nèi)部放置電路模塊。 防水結(jié)構(gòu)為了保證液體不會進(jìn)入內(nèi)部電路，上下蓋結(jié)合的地方必須有良好的致密 性。本設(shè)計(jì)中上蓋的邊緣采用材質(zhì)較硬的ABS凸臺，如圖14。下蓋的對應(yīng)部 位則在ABS中嵌入熱塑性彈性體(TPE),如圖15。當(dāng)上下蓋結(jié)合時，上蓋的 ABS凸臺均勻地壓緊了下蓋的TPE材料，確保了致密防水的要求。同時外殼上 蓋有一電池倉，用于放置為無線胎心監(jiān)護(hù)裝置供電的電池。為了防止液體進(jìn) 入電池倉，電池倉口留一圈凹槽，如圖16。電池蓋4吏用雙色才莫:忮術(shù)，在ABS 上嵌入TPE凸臺，如圖17，從而保證了電池倉的密封性，滿足防水的要求。無線胎心監(jiān)護(hù)裝置在孕婦身上的固定方式本無線胎心監(jiān)護(hù)裝置可以使用專用的防水綁帶或醫(yī)用膠布固定在孕婦的 身上。為了確保臨床操作的方便快捷，外殼上有一個綁帶紐扣(圖18)，綁 帶或膠布上留有若干個紐門。當(dāng)監(jiān)護(hù)人員確定了裝置的位置后，把綁帶(或 膠布)扣在裝置上，然后固定在孕婦身上。使用紐扣的固定方式比使用傳統(tǒng) 的彈簧夾操作更容易簡便，固定更可靠準(zhǔn)確。圖19是無線胎心監(jiān)護(hù)裝置的使 用示意圖。無線胎心監(jiān)護(hù)裝置的工作過程如下本裝置使用時置于孕婦的腹部上，超聲發(fā)射電路激勵超聲換能器把超聲 波發(fā)射到胎兒的心臟上，胎兒心臟反射回來的超聲波經(jīng)過接收和解調(diào)，利用 多普勒原理提取出胎兒心臟的活動信號并進(jìn)行濾波處理。處理后的胎兒心動 信號經(jīng)過無線傳輸模塊傳送給接收模塊,從而實(shí)現(xiàn)胎兒心動信號的無線監(jiān)護(hù)。無線模塊可以是FM調(diào)制模塊或數(shù)字無線通信模塊(如NFC、 ZIGBEE 或藍(lán)牙等)。使用數(shù)字無線通信模塊傳輸時，先把胎兒心動信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn) 換，然后使用MCU或DSP進(jìn)行數(shù)字信號處理和各種狀態(tài)的監(jiān)控和設(shè)置。與 此同時使用液晶屏對各種狀態(tài)進(jìn)行顯示，以便于使用時及時了解裝置的工作狀況。
由于使用了無線通信技術(shù)，去除了導(dǎo)線對孕婦的約束，因此只要把無線 胎心監(jiān)護(hù)裝置固定在孕婦身上就可以進(jìn)行胎兒監(jiān)護(hù)，從而為孕婦提供了自由 舒適的監(jiān)護(hù)環(huán)境，同時方便了醫(yī)護(hù)人員的臨床操作。
本裝置釆用了防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過使用雙色模(雙料模)注塑成型技術(shù)， 保證了外殼結(jié)合處的致密性，從而滿足水中分娩時的監(jiān)護(hù)要求。
本實(shí)用新型所述的無線胎心監(jiān)護(hù)方法，包括以下步驟
(1)、超聲發(fā)射模塊驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生和發(fā)射超聲波；
(2 )、超聲換能器接收對應(yīng)的超聲回波信號并將超聲回波信號進(jìn)行聲電
轉(zhuǎn)換得到超聲回波電信號并將該超聲回波電信號輸出到超聲解調(diào)模塊；
(3 )、超聲解調(diào)模塊對超聲回波電信號進(jìn)行解調(diào)處理提取得到胎兒心動
信號并將該胎兒心動信號輸出到無線通信^t塊；
(4 )、無線通信模塊將胎兒心動信號進(jìn)行信號調(diào)制處理后發(fā)射給胎兒監(jiān)
護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。
其中上述步驟(4)中的調(diào)制處理既可以為采用FM調(diào)制的調(diào)頻處理方法。 也可以是上述步驟(4)中的調(diào)制處理方法包括以下步驟
(4.1 )、先將胎兒心動信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到胎兒心動數(shù)字信息；
(4.2 )、將上述的胎兒心動數(shù)字信息通過MCU或DSP進(jìn)行壓縮編碼的數(shù)字信號處理；(4.3 )、將經(jīng)壓縮編碼后的胎兒心動數(shù)字信息通過近距離通信傳輸模塊 NFC或ZigBee通信傳輸模塊或藍(lán)牙通信傳輸模塊或其他數(shù)字通信傳輸模塊發(fā) 射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。
權(quán)利要求1、一種無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于包括依序連接組成為一體的超聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊，其中，超聲發(fā)射模塊驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生超聲波，且超聲換能器接收超聲回波信號并對超聲回波信號進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換處理，經(jīng)超聲換能器處理后的超聲回波電信號輸入到超聲解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)處理，提取出胎兒心動信號，提取的胎兒心動信號再輸入到無線通信模塊并由無線通信模塊將所述的胎兒心動信號傳輸?shù)教罕O(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于上述無線通信 模塊為FM調(diào)制傳輸模塊，上述胎兒心動信號經(jīng)FM調(diào)制傳輸模塊利用FM調(diào)制 技術(shù)進(jìn)行FM調(diào)制后發(fā)射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于上述無線通信 模塊為數(shù)字無線通信傳輸模塊，其中上述胎兒心動信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換和壓縮編碼 的數(shù)字信號處理后通過近距離通信傳輸模塊NFC或ZigBee通信傳輸模塊或藍(lán) 牙通信傳輸模塊發(fā)射給胎兒監(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于上述無 線胎兒監(jiān)護(hù)裝置還包括有供電電源和液晶顯示模塊，其中所述供電裝置分別 與超聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊、無線通信模塊連接并分別為其提供電源，所述液晶顯示模塊與供電電源及無線通信模塊連接并可顯示出 供電電源的電量、無線通信模塊的通信狀態(tài)、序號標(biāo)識或其他狀態(tài)標(biāo)識。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于上述供電電源 為可重復(fù)充電的充電式鋰電池。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，其特征在于上迷無 線胎兒監(jiān)護(hù)裝置還包括有密封式防水外殼，上述超聲發(fā)射才莫塊、超聲換能器、 超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊均密封裝置于該外殼內(nèi)。
專利摘要一種無線胎心監(jiān)護(hù)裝置，包括依序連接組成為一體的超聲發(fā)射模塊、超聲換能器、超聲解調(diào)模塊和無線通信模塊，其中，超聲發(fā)射模塊驅(qū)動超聲換能器產(chǎn)生超聲波，且超聲換能器接收超聲回波信號并對超聲回波信號進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換處理，處理后的超聲回波電信號輸入到超聲解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)處理，提取出胎兒心動信號并由無線通信模塊將所述的胎兒心動信號傳輸?shù)教罕O(jiān)護(hù)主機(jī)的無線接收裝置。本實(shí)用新型由于巧妙地采用無線通信技術(shù)與多普勒超聲波驅(qū)動及解調(diào)技術(shù)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，將胎兒心動信號采集裝置與監(jiān)護(hù)主機(jī)相分離，從而有效保證孕產(chǎn)婦不必再受監(jiān)護(hù)主機(jī)的約束，可以自由方便地進(jìn)行活動。
文檔編號A61B8/00GK201139580SQ20072005967
公開日2008年10月29日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者容敬波, 沈以鴻, 陸堯勝, 陳燕華, 黃志聰 申請人:陸堯勝