專利名稱：基于pc機(jī)的胎兒心率檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及胎兒心率檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對婦女孕期的保健日益重視。 在孕期檢查的各項指標(biāo)中，胎心率的檢測是尤為重要的。現(xiàn)有的胎兒心率檢測方法是通過 超聲多普勒胎兒心率儀進(jìn)行檢測，其可以做到胎兒心率的實時監(jiān)控，并具有便攜的優(yōu)點，但 是在實際使用時仍存在如下缺點，因未能達(dá)到最佳的使用效果1、現(xiàn)有獨立式胎心儀測得的結(jié)果只能通過耳機(jī)或外部揚(yáng)聲器拾取，有些能夠通過 液晶等顯示界面顯示胎心率，但是因為缺少通信接口不能將心率數(shù)據(jù)有效永久的保存，不 能回放胎心率波形，不能記錄被測試對象的相關(guān)信息(被測對象年齡、胎齡、姓名等)，不能 將結(jié)果打印輸出作為日常監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)提供給醫(yī)生作為診斷依據(jù)參考；2、現(xiàn)有技術(shù)沒有良好的人機(jī)界面，不能由用戶自行設(shè)定報警界限，所以當(dāng)所測得 胎心率超過設(shè)定的正常范圍時，不能及時有效的啟動報警提示；3、即使為現(xiàn)有技術(shù)簡單的增設(shè)數(shù)據(jù)接口，由于缺少PC機(jī)軟件的支持，也只能實現(xiàn) 存儲的心率數(shù)據(jù)上傳或利用錄音工具實現(xiàn)胎心音的錄制，要實現(xiàn)實時上傳測量數(shù)據(jù)仍存在 困難。由此可見，上述現(xiàn)有的胎兒心率檢測方法在構(gòu)成與使用上，顯然仍存在有不便與 缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種可以對胎兒心率實行實時記錄、存儲和顯 示，便于記錄、打印輸出相關(guān)信息，并可實現(xiàn)自動報警功能的新的基于PC機(jī)的胎兒心率檢 測方法，實屬業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，使其可以 對胎兒心率實行實時記錄、存儲和顯示，便于記錄、打印輸出相關(guān)信息，并可實現(xiàn)自動報警 功能，從而克服現(xiàn)有胎兒心率檢測方法的不足。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，包括以下步 驟步驟一，連接胎心探頭和PC機(jī)；步驟二，由胎心探頭的激勵電路產(chǎn)生一個信號，經(jīng)胎心 探頭超聲換能片的發(fā)射端發(fā)射到孕婦腹部，并將此信號作為載波輸入到模擬乘法器；步驟 三，超聲換能片接收端接收到反射回的超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號后，輸入到模擬乘法器；步驟 四，模擬乘法器進(jìn)行信號解調(diào)，輸出的差分電信號經(jīng)放大電路、濾波電路后，由單片機(jī)進(jìn)行 AD采樣；步驟五，PC機(jī)發(fā)送開始采集指令，由單片機(jī)將處理后的信號發(fā)送到PC機(jī)；步驟六， PC機(jī)發(fā)送停止指令，采集停止，胎心探頭復(fù)位。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的步驟四、五之間還包括以下步驟如果胎心探頭第 一次連接PC機(jī)，PC機(jī)發(fā)送聯(lián)機(jī)握手命令0xA5，探頭進(jìn)入下載序列號狀態(tài)，先由胎心探頭下 載一序列號，將該序列號上傳至PC機(jī)進(jìn)行驗證，并將經(jīng)驗證正確的序列號寫入胎心探頭；如果胎心探頭非首次連接PC機(jī)，PC機(jī)發(fā)送聯(lián)機(jī)握手命令0x06，探頭進(jìn)入正常通信狀態(tài)，胎 心探頭將序列號數(shù)據(jù)包上傳至PC機(jī)，并在PC機(jī)檢測正確后，繼續(xù)步驟五。所述的單片機(jī)與PC機(jī)通過USB連接。所述的步驟二中，激勵電路產(chǎn)生的是頻率為2MHz的正弦波信號。所述的步驟四中，放大電路包括初級放大電路和次級放大電路。所述的步驟四中還包括，將AD采樣后的數(shù)字信號舍棄后四位。所述的步驟五中還包括，PC機(jī)根據(jù)接收到的信號計算出心率值，并顯示胎心率和 波形信息。所述的胎心探頭通過PC機(jī)供電。所述的PC機(jī)連接有顯示器、音箱或耳機(jī)、打印機(jī)、鼠標(biāo)和鍵盤。所述的超聲換能片、激勵電路、模擬乘法器、放大電路、濾波電路和單片機(jī)均集成 在胎心探頭內(nèi)部。采用這樣的設(shè)計后，本發(fā)明采用了一體化設(shè)計的胎心探頭，并解決了胎兒心率儀 與PC機(jī)的聯(lián)機(jī)工作問題，基于PC機(jī)豐富的資源，可以對孕婦、醫(yī)生及醫(yī)院相關(guān)信息進(jìn)行記 錄，對胎兒心率實行實時記錄、存儲和顯示，監(jiān)護(hù)結(jié)果及相關(guān)信息可以方便的打印輸出，還 可以實現(xiàn)胎心率超限時的聲光報警，同時可通過下載序列號實現(xiàn)產(chǎn)品防偽，體現(xiàn)出更便捷、 豐富、人性化的設(shè)計，從而更加適于實用。


上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，以下 結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法的信號走向示意圖。圖2是本發(fā)明基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法的序列號下載流程圖。圖3是本發(fā)明基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法的探頭信號采集流程圖。圖4是本發(fā)明一種具體應(yīng)用的軟件界面示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1所示，本發(fā)明基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，主要包括六個步驟。步驟一，連接胎心探頭和PC機(jī)。胎心探頭與PC機(jī)之間按照通信協(xié)議進(jìn)行連接操 作，優(yōu)選CP2102，實現(xiàn)胎心探頭板串口和PC機(jī)USB 口的連接。步驟二，由胎心探頭的激勵電路產(chǎn)生一個信號，例如頻率為2MHz的正弦波信號， 經(jīng)胎心探頭超聲換能片的發(fā)射端發(fā)射到孕婦腹部，并將此信號作為載波輸入到模擬乘法
ο步驟三，超聲換能片接收端接收到反射回的超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號后，輸入到模 擬乘法器。步驟四，模擬乘法器MC1496進(jìn)行信號解調(diào)，輸出的有效超聲差分信號經(jīng)放大電路 (包括初級放大電路和次級放大電路)、濾波電路后，留下幅值更大的有效胎心音信號輸入 到單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換通道。經(jīng)AD采樣后的模擬信號被轉(zhuǎn)換成范圍在0 4096之間的數(shù)字 信號，單片機(jī)將該數(shù)字信號處理成范圍在0 256之間。
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以沒有信號的情況下為例經(jīng)過放大和濾波后送入單片機(jī)的信號電壓范圍為 0-3. 3V，12位AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)范圍為0-4096，沒有信號的情況下，單片機(jī)采集到的是運(yùn) 放部分的基準(zhǔn)電壓，為1. 65V左右，AD轉(zhuǎn)后的理想結(jié)果是(1. 65/3. 3)*4096 = 2048左右，即 0x800左右。由于本發(fā)明采用串口發(fā)送數(shù)據(jù)，需將12位數(shù)據(jù)壓縮成8位進(jìn)行傳輸，因此在本 發(fā)明中直接將后4位舍棄，即變成0x80左右的數(shù)據(jù)。所以在沒有胎心音信號的情況下，胎 心探頭發(fā)送的數(shù)字信號被轉(zhuǎn)換為0 256之間。同理，在有胎心信號的時候，AD轉(zhuǎn)化的結(jié)果=(此時電壓/3.3V滿量程電 壓)*4096，舍棄后4位后發(fā)送給PC機(jī)。請配合參閱圖2、圖3所示，較佳的，在正式采集開始之前，本發(fā)明還包括序列號下 載、驗證的步驟。當(dāng)胎心探頭和PC機(jī)第一次連接時，PC機(jī)發(fā)送聯(lián)機(jī)握手命令(0xA5)，胎心探頭(下 位機(jī))接收到命令后握手成功，進(jìn)入下載序列號狀態(tài)，PC機(jī)再發(fā)送上傳序列號命令，下位機(jī) 將內(nèi)部的序列號上傳至PC機(jī)，PC機(jī)檢測此序列號是否合法，如果合法，將顯示該序列號并 提示是否覆蓋探頭已有的序列號，直接發(fā)送寫入序列號指令。下位機(jī)接收到寫入序列號指 令并返回正確值后，PC機(jī)發(fā)送序列號給下位機(jī)。下位機(jī)再次上傳此序列號給PC機(jī)，PC機(jī)檢 測序列號正確則提示下載序列號完成。該步驟只是在第一次連接胎心探頭與PC機(jī)時進(jìn)行， 下次數(shù)據(jù)傳輸可跳過。在胎心探頭和PC機(jī)非首次連接時，胎心探頭在接收到握手命令(0x06)后上傳序 列號數(shù)據(jù)包，PC機(jī)檢測序列號正確后握手成功，繼續(xù)進(jìn)行步驟五；如果三次檢驗序列號均 錯誤，則顯示握手失敗。序列號的下載遵循序列號下載協(xié)議，胎心探頭下載的專有序列號可 實現(xiàn)防偽功能，并可避免胎心探頭單方面發(fā)送數(shù)據(jù)而PC機(jī)接收不到。步驟五，PC機(jī)發(fā)送開始采集指令，由單片機(jī)將步驟四的轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送至CP2102電 路，轉(zhuǎn)換成USB接口協(xié)議，輸出到PC機(jī)的USB 口。PC機(jī)可連接有顯示器、音箱或耳機(jī)、打印 機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備，并安裝有胎兒監(jiān)護(hù)軟件(Fetal Monitor)，根據(jù)心率算法和接收到的 信號計算出心率值，顯示胎心率和波形等信息，并實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置、病歷庫管理、報警設(shè)置、病 例打印、圖像凍結(jié)、波形回顧等功能。請配合參閱圖3所示，其為本發(fā)明一種具體應(yīng)用實例的PC機(jī)軟件界面，監(jiān)護(hù)主界 面可根據(jù)顯示的內(nèi)容劃分為八部分，分別為狀態(tài)欄、數(shù)據(jù)區(qū)、用戶提示區(qū)、波形顯示區(qū)、孕婦 信息欄、參數(shù)區(qū)、系統(tǒng)操作區(qū)和監(jiān)護(hù)操作區(qū)。狀態(tài)欄中顯示監(jiān)護(hù)時間、當(dāng)前聲音通道及音 量、USB胎心探頭連接狀態(tài)、報警音開啟/關(guān)閉狀態(tài)及報警音量和屏幕凍結(jié)狀態(tài)；數(shù)據(jù)區(qū)中 FHRl顯示胎兒心率值；孕婦信息欄顯示孕婦姓名、年齡、孕周和床位號；參數(shù)區(qū)顯示當(dāng)前報 警設(shè)置的上限和下限；系統(tǒng)操作區(qū)為一系列針對系統(tǒng)操作的功能按鈕，包括系統(tǒng)設(shè)置、報警 設(shè)置、病歷庫管理、聯(lián)機(jī)幫助和退出；監(jiān)護(hù)操作區(qū)為用戶在監(jiān)護(hù)狀態(tài)下所需的一系列功能按 鈕，包括新患者(開始采集)/結(jié)束采集、凍結(jié)、波形回顧、波形清屏、數(shù)據(jù)清零、打印預(yù)覽以 及打印。步驟六，PC機(jī)發(fā)送停止指令，采集停止，胎心探頭復(fù)位。在本發(fā)明中，采用一體化設(shè)計的連續(xù)波超聲多普勒胎心胎心探頭負(fù)責(zé)對信號的采 集，超聲換能片、激勵電路、模擬乘法器、放大電路、濾波電路和單片機(jī)均集成在胎心探頭內(nèi) 部，由PC機(jī)為胎心探頭供電而無需外部電池，綠色環(huán)保，且更加小巧便捷，抗干擾能力更強(qiáng)。PC機(jī)擁有豐富的操作系統(tǒng)資源，軟件部分對所采集的信號進(jìn)行分析處理，通過顯示器顯 示出胎兒心率、波形和數(shù)據(jù)，用戶通過相應(yīng)功能按鈕，可方便的進(jìn)行相關(guān)信息及系統(tǒng)設(shè)置， 實現(xiàn)實時檢測胎心率，自動保存聲音文件，打印胎心趨勢圖作為紀(jì)念或作為日常監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù) 為醫(yī)生的診斷提供依據(jù)，并可設(shè)置自動聲光報警功能，能夠適應(yīng)孕期自我監(jiān)護(hù)的要求。胎心 探頭與PC機(jī)之間遵循設(shè)定的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，胎心探頭下載序列號后還可具有防 偽功能。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，本 領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā) 明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于包括以下步驟步驟一，連接胎心探頭和PC機(jī)；步驟二，由胎心探頭的激勵電路產(chǎn)生一個信號，經(jīng)胎心探頭超聲換能片的發(fā)射端發(fā)射到孕婦腹部，并將此信號作為載波輸入到模擬乘法器；步驟三，超聲換能片接收端接收到反射回的超聲波并轉(zhuǎn)換成電信號后，輸入到模擬乘法器；步驟四，模擬乘法器進(jìn)行信號解調(diào)，輸出的差分電信號經(jīng)放大電路、濾波電路后，由單片機(jī)進(jìn)行AD采樣；步驟五，PC機(jī)發(fā)送開始采集指令，由單片機(jī)將處理后的信號發(fā)送到PC機(jī)；步驟六，PC機(jī)發(fā)送停止指令，采集停止，胎心探頭復(fù)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的步驟四、 五之間還包括以下步驟如果胎心探頭第一次連接PC機(jī)，PC機(jī)發(fā)送聯(lián)機(jī)握手命令0xA5，探頭進(jìn)入下載序列號狀 態(tài)，先由胎心探頭下載一序列號，將該序列號上傳至PC機(jī)進(jìn)行驗證，并將經(jīng)驗證正確的序 列號寫入胎心探頭；如果胎心探頭非首次連接PC機(jī)，PC機(jī)發(fā)送聯(lián)機(jī)握手命令0x06，探頭進(jìn)入正常通信狀 態(tài)，胎心探頭將序列號數(shù)據(jù)包上傳至PC機(jī)，并在PC機(jī)檢測正確后，繼續(xù)步驟五。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的單片機(jī)與 PC機(jī)通過USB連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的步驟二 中，激勵電路產(chǎn)生的是頻率為2MHz的正弦波信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的步驟四 中，放大電路包括初級放大電路和次級放大電路。
6 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的步驟四中 還包括，將AD采樣后的數(shù)字信號舍棄后四位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的步驟五中 還包括，PC機(jī)根據(jù)接收到的信號計算出心率值，并顯示胎心率和波形信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的胎心探頭 通過PC機(jī)供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所述的PC機(jī)連 接有顯示器、音箱或耳機(jī)、打印機(jī)、鼠標(biāo)和鍵盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，其特征在于所 述的超聲換能片、激勵電路、模擬乘法器、放大電路、濾波電路和單片機(jī)均集成在胎心探頭 內(nèi)部。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種基于PC機(jī)的胎兒心率檢測方法，包括連接胎心探頭和PC機(jī)；激勵電路產(chǎn)生一個信號，經(jīng)超聲換能片的發(fā)射端發(fā)射到孕婦腹部，并將此信號作為載波輸入到模擬乘法器；超聲換能片接收端接收到反射波并轉(zhuǎn)換成電信號后，輸入到模擬乘法器；模擬乘法器進(jìn)行信號解調(diào)，輸出的差分電信號經(jīng)放大電路、濾波電路后，由單片機(jī)進(jìn)行AD采樣；PC機(jī)發(fā)送開始采集指令，由單片機(jī)將處理后的信號發(fā)送到PC機(jī)；采集停止，胎心探頭復(fù)位。本發(fā)明采用了一體化設(shè)計的胎心探頭，并解決了胎兒心率儀與PC機(jī)的聯(lián)機(jī)工作問題，可以對胎兒心率實行實時記錄、存儲、顯示和打印輸出，還可同時具備自動報警和防偽功能。
文檔編號A61B8/02GK101889876SQ20101025950
公開日2010年11月24日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者孟倩, 張丹丹, 王國賓, 胡坤 申請人:秦皇島市康泰醫(yī)學(xué)系統(tǒng)有限公司