一種基于隨機(jī)共振的超聲多普勒胎心監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于隨機(jī)共振的超聲多普勒胎屯、監(jiān) 測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在母親子宮內(nèi)W及分娩過程中，可能會造成胎兒暫時性缺血、缺氧而引起胎兒營 養(yǎng)不良、生長發(fā)育遲緩、胎兒窘迫、甚至窒息、死亡等問題。大量臨床證明，胎屯、電子監(jiān)護(hù)能 有效發(fā)現(xiàn)妊娠過程中胎兒的異常，具有十分重要的臨床意義。因此、準(zhǔn)確實(shí)時地計(jì)算出胎兒 的瞬時屯、率對于判斷胎兒在母體內(nèi)的健康狀況具有極其重要的意義。通常情況下，胎屯、信 號可W通過超聲多普勒、生物電極和微音器獲取，其中超聲多普勒方法具有精度高、抗干 擾能力強(qiáng)、通用性好、易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用，例如多普勒胎屯、檢測儀。
[0003] 一方面，胎屯、體積小、運(yùn)動幅度位移弱W及多普勒胎屯、檢測儀的靈敏度不足，影響 對早期孕周胎兒的監(jiān)測，容易引發(fā)誤檢；為提高胎屯、檢測測量精度，需要提高超聲福射劑 量。另一方面，通過增加超聲福射劑量可W減少誤檢情況，但是福射劑量過大，會影響胎兒 的神經(jīng)系統(tǒng)和大腦的生長發(fā)育；為減少超聲福射對胎兒的生理影響需要降低超聲福射劑 量。運(yùn)樣，靈敏度和福射劑量兩者就形成了矛盾。
[0004] 出于超聲波福射劑量對胎兒有影響的擔(dān)屯、，醫(yī)生會不斷調(diào)低傳感換能器的發(fā)射功 率，甚至?xí)陀卺t(yī)療儀器標(biāo)準(zhǔn)。該做法固定更加安全，但采集的反射回波也會更加微弱，對 檢測電路的靈敏度提出了新要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于隨機(jī)共振的超聲多普勒胎屯、監(jiān)測 系統(tǒng)及方法，可W實(shí)現(xiàn)低福射量情況下的胎屯、屯、率檢測。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提出了一種基于隨機(jī)共振的超聲多普勒胎屯、監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
[0007] 超聲接收器，用于接收根據(jù)周期胎屯、屯、率信號形成的超聲波回波信號W及噪聲信 號；
[0008] 帶通濾波器，用于選擇超聲波載波頻率的回波信號；
[0009] 解調(diào)檢波器，用于分離所述回波信號與本振載波信號的乘積結(jié)果中的低頻調(diào)制信 號和高頻載波信號；
[0010] 絕對值電路，用于獲取所述低頻調(diào)制信號中包括胎屯、屯、率的包絡(luò)信號；
[0011] 還包括：
[0012] 隨機(jī)共振電路，用于獲取所述包絡(luò)信號中的周期胎屯、屯、率信號。
[0013] 可選地，所述隨機(jī)共振電路包括求和子電路、積分子電路和反饋電路，所述求和子 電路其中，所述求和子電路包括第一運(yùn)算放大器和第二放大器；
[0014] 所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端通過第一電阻獲取胎屯、屯、率信號，W及通過第 二電阻獲取噪聲；正相輸入端通過第=電阻接預(yù)設(shè)電壓；輸出端通過第五電阻與所述第二 放大器的反相輸入端電連接；輸出端通過第四電阻與反相輸入端電連接；
[0015] 所述第二放大器的正相輸入端通過第六電阻連接預(yù)設(shè)電壓，輸出端通過第屯電阻 與反相輸入端電連接。
[0016] 可選地，所述積分子電路包括第=運(yùn)算放大器，所述第=運(yùn)算放大器的反相輸入 端與所述第一隨機(jī)共振子電路的輸出端，正相輸入端通過第九電阻連接預(yù)設(shè)電壓，輸出端 通過電容與反相輸入端連接；
[0017] 所述第二乘法器的第二端連接至所述第=運(yùn)算放大器的輸出端，第=端經(jīng)由第二 可變電阻的第一端和第二端連接預(yù)設(shè)電壓；所述第二可變電阻的第=端通過第十=電阻連 接第=運(yùn)算放大器的反相輸入端。
[0018] 可選地，所述反饋電路包括第四運(yùn)算放大器，所述第四運(yùn)算放大器的正相輸入端 通過電阻連接預(yù)設(shè)電壓，反相輸入端通過第十電阻與運(yùn)算放大器的輸出端連接，輸出端經(jīng) 由第一可變電阻的第一端和第二端連接預(yù)設(shè)電壓，輸出端通過第十二電阻與反相輸入端連 接；所述第一可變電阻的第=端通過第十二電阻連接第=運(yùn)算放大器的反相輸入端；
[0019] 所述第一乘法器的第一端與第二端連接至所述第四運(yùn)算放大器的輸出端，第=端 連接至所述第二乘法器的第一端。
[0020] 可選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括脈沖整形電路，所述脈沖整形電路用于整形所述周 期胎屯、屯、率信號為數(shù)字脈沖方波信號。
[0021] 可選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括微處理器，所述微處理器用于檢測所述數(shù)據(jù)脈沖方 波信號的頻率得到胎屯、屯、率。
[0022] 可選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括低通濾波器，所述低能濾波器設(shè)置在所述解調(diào)檢測 器與所述絕對值電路之間，用于濾除所述高頻載波信號。
[0023] 可選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括音頻放大器，所述音頻放大器用于放大所述低頻調(diào) 制信號。
[0024] 第二方面，本發(fā)明又提供了一種基于隨機(jī)共振的超聲多普勒胎屯、監(jiān)測方法，其特 征在于，包括：
[0025] 超聲接收器接收根據(jù)胎屯、屯、率信號形成的超聲波回波信號W及噪聲信號；
[00%] 帶通濾波器選擇超聲波載波頻率的回波信號；
[0027] 解調(diào)檢波器分離所述回波信號與本振載波信號的乘積結(jié)果中的低頻調(diào)制信號和 高頻載波信號；
[0028] 絕對值電路獲取所述低頻調(diào)制信號中包括胎屯、屯、率的包絡(luò)信號；
[0029] 隨機(jī)共振電路獲取所述包絡(luò)信號中的胎屯、屯、率信號。
[0030] 可選地，所述隨機(jī)共振電路獲取所述包絡(luò)信號中的胎屯、屯、率信號，采用W下計(jì)算 式： 陽的 11 車-=".V-7"'.'-f.V(/) At 陽0巧其中，a和b為雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型的系統(tǒng)，s(t)為包含噪聲的周期胎心。率信號，s(t) =Acos(c〇nt) +r(t)，rW為噪聲值，Acos(Wnt)為周期胎心。率信號。
[0033] 本發(fā)明通過設(shè)置隨機(jī)共振電路，將夾雜在噪聲中的胎屯、屯、率包絡(luò)信號檢測出來， 福射量少、靈敏度高。
【附圖說明】
[0034] 通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0035] 圖1是本發(fā)明提供的超聲多普勒胎屯、監(jiān)測系統(tǒng)框圖；
[0036] 圖2是本發(fā)明提供的帶通濾波器的電路原理圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明提供的本振信號產(chǎn)生電路原理圖；
[0038] 圖4是本發(fā)明提供的解調(diào)檢波器的電路原理圖；
[0039] 圖5是本發(fā)明提供的低通濾波器的電路原理圖；
[0040] 圖6是本發(fā)明提供的絕對值電路的電路原理圖；
[0041] 圖7是本發(fā)明提供的低通濾波器的電路原理圖；
[0042] 圖8是本發(fā)明提供的隨機(jī)共振電路原理圖；
[0043] 圖9是本發(fā)明提供的隨機(jī)共振電路的動力學(xué)方程數(shù)據(jù)流程圖； W44]圖10是圖9提供的隨機(jī)共振電路的輸入輸出信號效果圖； W45] 圖11是本發(fā)明提供的脈沖整形電路示意圖；
[0046] 圖12是本發(fā)明提供的微處理器的功能原理框圖；
[0047] 圖13是本發(fā)明提供的低福射量超聲功放模塊示意圖。