利用氣袋測量宮縮壓的方法及系統的製作方法
2023-10-10 06:04:29 1
專利名稱：利用氣袋測量宮縮壓的方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用氣袋測量宮縮壓的方法以及利用該方法測量宮縮壓的系統， 屬醫療技術領域。
背景技術：
宮縮壓的測量是胎兒監護系統中的一個重要組成部分，主要作用是了解孕婦有無宮縮及宮縮的強度，目前常用的宮縮壓探頭為壓阻式傳感器，其由四隻應變片接成全橋形式，用粘合劑貼在彈性元件上，當外加壓力後，應變片產生變形，相應電阻值改變，從而使電橋失衡，產生與壓力成比例的電壓，測量宮縮壓的方法是將宮縮壓探頭綁在孕婦的腹部，當子宮收縮時會使探頭的壓力增大，從而測出宮縮壓的大小；然而在採用這種宮縮壓探頭時常遇到如下問題(1)由於應變片較小，與人體的接觸面積也很小，並且還易受到彈性元件的影響，因此靈敏度不高，測量出的數據可靠性不高；(2)探頭直接通過電線連接到測量儀器上，容易引起外界電磁幹擾和自身信號的衰減，以使宮縮信號的採集難度增大；(3)傳感器安裝在探頭上，用戶購買時價格昂貴，容易增加用戶的經濟負擔，不便於廣泛推廣。
發明內容
為了克服現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種利用氣袋測量宮縮壓的方法以及利用該方法測量宮縮壓的系統，利用該方法測量宮縮壓的過程簡單，可靠性高；該測量系統靈敏度高，線性特性好，探頭價格低。為了實現上述目的，本發明提供的技術方案是一種利用氣袋測量宮縮壓的方法， 將充有一定量氣體的氣袋貼附在孕婦的腹部，通過與氣袋相連的氣體壓力傳感器採集孕婦腹部對氣袋作用所產生的壓力信號，並從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號。所述從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號可以包括如下步驟
(1)信號預處理採用低通濾波器濾除頻率相對較高的幹擾信號，獲得包括胎動信號與和宮縮壓信號在內的低通信號；
(2)信號識別從所述低通信號中依據信號波動幅度識別出包含胎動信號和宮縮壓信號的混合波，具體識別方式為當波動幅度大於IOmmHg時，可判斷為由宮縮或胎動產生的信號波；
(3)區別宮縮與胎動從所述混合波中，依據波動持續時間區分宮縮信號波和胎動信號波，持續時間小於IOs的波動判斷為胎動引起的信號波，而持續時間大於55s的波動判斷為宮縮引起的信號波，並由此獲得宮縮壓信號波和/或宮縮數據。步驟(I)所述的幹擾信號可以包括母體生理信號以及信號採集環節引入的電磁幹擾信號。—種利用氣袋測量宮縮壓的系統包括用作測量探頭的氣袋、與所述氣袋相連通以採集其壓力信號並轉化為電信號的氣體壓力傳感器和用於對所述氣體壓力傳感器輸出的電信號進行處理的信號處理裝置。
所述信號處理裝置可以採用上述方法中的任意一項基本的或改進技術方案進行所述的信號處理，例如採用權利要求I、或3所述的數據處理方法進行相應的數據處理。所述信號處理裝置包括可進行所述信號識別和所述區別宮縮與胎動的控制器。所述信號處理裝置還可以包括用於濾除幹擾信號和放大濾除後的信號的信號調理電路，所述信號調理電路位於所述控制器之前，其輸入接口連接所述氣體壓力傳感器的輸出端。 所述信號調理電路設有低通濾波電路和信號放大電路。所述信號處理裝置還包括A/D轉換器，所述信號調理電路輸出的信號經過所述A/ D轉換器輸入所述控制器。所述控制器設有用於輸入的控制面板以及用於顯示的顯示屏。上述任意一種技術方案所述的測量宮縮壓的系統，所述氣袋與所述氣體壓力傳感器通過軟管連接，所述軟管連接有為所述氣袋充氣的氣泵和為所述氣袋放氣的氣閥。本發明的有益效果是由於利用柔軟的氣袋作為測量宮縮壓的探頭，在測量時與孕婦的腹部接觸良好，氣袋可以與接觸面的形狀一致，使接觸面積更大，從而可提高測量精度；
由於採用氣體壓力傳感器作為信號採集裝置，其靈敏度高，測量數據準確；
由於氣袋與氣體壓力傳感器通過橡膠管道連接，減少了外界電磁場的幹擾，傳輸的信號準確度高，處理過程變得更簡單；
由於氣體壓力傳感器可以與信號處理裝置一同包含在檢測設備中，與人體不接觸，可以長期使用，而氣袋連同彈性綁帶成為一體，成本很低，降低了用戶購買的價格，可以一次性使用，有利於消除醫源性疾病的傳播。
圖I為本發明的宮縮壓測量系統框圖。
具體實施例方式宮縮是孕婦臨產的一個重要特徵，所謂宮縮就是有規則的子宮收縮，本發明採用氣袋作為信號採集元件，通過一系列數據分析後獲得宮縮壓參數(包括數值，還可以包括曲線各種圖表等，下同)，使用時將充有一定量氣體的氣袋通過綁帶綁在孕婦的腹部，通過與氣袋相連的氣體壓力傳感器採集孕婦腹部對氣袋作用所產生的壓力信號，並從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號。所述從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號可以包括如下步驟
(1)信號預處理由於胎動引起的信號頻率與宮縮本身的信號頻率都比較低(應在IHZ 以下)，因此採用相應的低通濾波器可以濾除頻率相對較高的幹擾信號，獲得包括胎動信號和宮縮壓信號在內的低通信號；
(2)信號識別由於宮縮壓信號是一種慢變信號，只有在宮縮強烈或胎動的情況下才引起宮縮壓信號大小的變化，當宮縮或胎動過後宮縮信號又將趨於穩定，因此可以根據胎動和宮縮的相應特點從所述低通信號中依據信號波動幅度識別出包含胎動信號和宮縮壓信號的混合波，具體識別方式為識別宮縮壓信號的大小是否發生改變，當波動幅度大於IOmmHg時，可判斷為由宮縮或胎動產生的信號波；
(3)區別宮縮與胎動胎動與宮縮的主要區別是二者的持續時間不同，因此，可以從所述混合波中，依據波動持續時間區分宮縮信號波和胎動信號波，持續時間小於IOs的波動判斷為胎動引起的信號波，而持續時間大於55s的波動判斷為宮縮引起的信號波，並由此獲得宮縮壓信號波和/或宮縮數據。根據宮縮、胎動等的信號特性，這種區分方式可以較好地將宮縮與胎動區分開來，並且可以有效地剔除不是宮縮與胎動的信號。上述步驟(I)所述的幹擾信號包括母體生理信號以及信號採集環節引入的電磁幹擾信號。所述母體生理信號又可以包括母體腹肌信號、呼吸信號以及如孕婦轉身等引起的幹擾信號。如圖I所示，本發明還提供了一種利用上述方法的測量宮縮壓的系統，包括用作測量探頭的氣袋、與所述氣袋相連以採集其上的壓力信號並轉化為電信號的氣體壓力傳感器和用於對所述氣體壓力傳感器輸出的電信號進行處理的信號處理裝置。相比目前常用的宮縮壓探頭，採用氣袋作為探頭在測量時與被測面(孕婦腹部)接觸良好，可以與接觸面的形狀一致，使接觸面積更大，探頭的靈敏度更高。所述信號處理裝置進行信號處理的方式依前述方法的相關內容，不再贅述。所述氣袋與所述氣體壓力傳感器通過軟管連接，如可以為橡膠軟管，由於沒有電路連接，因此可以防止氣袋(探頭)的壓力信號傳輸到測量儀器內部過程中產生外界電磁幹擾。利用氣袋測量宮縮壓的原理是對氣袋內充一定量的氣體，把氣體封閉在該氣袋中，用一定規格的橡膠軟管連接氣袋和氣體壓力傳感器，這樣氣袋、橡膠軟管和氣體壓力傳感器就形成了一個密閉的空間，如果對氣袋上施加壓力，氣體壓力傳感器就會把該壓力信號轉變為電信號輸出，經實驗研究表明對氣袋的壓力與氣體壓力傳感器輸出的信號成正比並且有穩定的線性關係，因此該系統可以較好地應用於宮縮壓的測量上。所述信號處理裝置包括可進行所述信號識別和所述區別宮縮與胎動的控制器，為了便於信號的採集，其還可以包括用於濾除幹擾信號和放大濾除後的信號的信號調理電路，所述信號調理電路位於所述控制器之前，其輸入接口連接所述氣體壓力傳感器的輸出端。所述信號調理電路設有低通濾波電路和信號放大電路以實現上述所述的信號濾波與信號放大。所述信號處理裝置還包括A/D轉換器，所述信號調理電路輸出的信號經過所述A/ D轉換器輸入所述控制器，以便控制器對轉化後的數位訊號進行處理。所述軟管還連接有為所述氣袋充氣的氣泵和為所述氣袋放氣的氣閥。所述控制器設有用於輸入的控制面板以及用於顯示的顯示屏，通過所述控制面板可以控制所述氣泵和氣閥為所述氣袋充、放氣，所述顯示屏可用於顯示所述控制器的處理結果以及輸入數據等等。所述氣袋上連接有用於將所述氣袋綁在孕婦身上的彈性綁帶，以便使所述氣袋可以隨時能夠很好地貼附在被測孕婦的腹部並且不會對孕婦腹部產生不必要的過大壓力，也可以採用沒有彈性的捆帶，或者採用粘貼膠帶粘貼等各種適宜的方式將氣袋貼附在孕婦的腹部，所述捆帶可以是各種形狀的具有捆綁作用的帶子(包括通常所說的繩子)。
所述氣袋內嵌到綁帶內側，所述氣袋與橡膠管一端相連，橡膠軟管的另一端設有可以連接到胎兒監護儀上的連接頭。整個系統的工作過程為用所述綁帶將氣袋綁在孕婦的腹部，通過控制面板開啟氣泵對氣袋進行充氣，當充氣到一定程度後停止充氣，進行宮縮壓的測量，由於氣袋受的壓力變化，氣體壓力傳感器將壓力信號轉化為電信號，由於所述氣體壓力傳感器輸出的電信號為微弱信號，為了便於信號採集，利用信號調理電路將微弱信號放大為適於A/D轉換器轉化的信號，同時濾除一些與宮縮信號無關的噪聲，使進入A/D轉換器的信號更加穩定，隨後信號經A/D轉換器轉化為數位訊號，數位訊號進入控制器(單片機)後，在內部進行數據的處理，然後通過液晶顯示屏顯示，顯示內容包括實時宮縮壓的值和宮縮壓的趨勢圖等，測量完成後可以通過面板控制氣閥對氣袋進行放氣，整個測量過程結束。本發明所述貼附可以是將氣袋直接貼附在肌體表面上，也可以隔著衣服或其他物體與人體貼附在一起，只要氣袋能夠有效地獲得相應的信號任何方式都是允許的。
權利要求
1.一種利用氣袋測量宮縮壓的方法，其特徵在於將充有一定量氣體的氣袋貼附在孕婦的腹部，通過與氣袋相連的氣體壓力傳感器採集孕婦腹部對氣袋作用所產生的壓力信號， 並從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號。
2.如權利要求I所述的利用氣袋測量宮縮壓的方法，其特徵在於所述從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號包括如下步驟(1)信號預處理採用低通濾波器濾除頻率相對較高的幹擾信號，獲得包括胎動信號和宮縮壓信號在內的低通信號；(2)信號識別從所述低通信號中依據信號波動幅度識別出包含胎動信號和宮縮壓信號的混合波，具體識別方式為當波動幅度大於IOmmHg時，判斷為由宮縮或胎動產生的信號波；(3)區別宮縮與胎動從所述混合波中，依據波動持續時間區分宮縮信號波和胎動信號波，持續時間小於IOs的波動判斷為胎動引起的信號波，而持續時間大於55s的波動判斷為宮縮引起的信號波，並由此獲得宮縮壓信號波和/或宮縮數據。
3.如權利要求2所述的利用氣袋測量宮縮壓的方法，其特徵在於步驟(I)所述的幹擾信號包括母體生理信號以及信號採集環節引入的電磁幹擾信號。
4.一種利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於包括用作測量探頭的氣袋、與所述氣袋相連通以採集其壓力信號並轉化為電信號的氣體壓力傳感器和用於對所述氣體壓力傳感器輸出的電信號進行處理的信號處理裝置。
5.如權利要求4所述的利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於所述信號處理裝置包括可進行所述信號識別和所述區別宮縮與胎動的控制器。
6.如權利要求5所述的利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於所述信號處理裝置還包括用於濾除幹擾信號和放大濾除後信號的信號調理電路，所述信號調理電路位於所述控制器之前，其輸入接口連接所述氣體壓力傳感器的輸出端。
7.如權利要求6所述的利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於所述信號調理電路設有低通濾波電路和信號放大電路。
8.如權利要求7所述的利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於所述信號處理裝置還包括A/D轉換器，所述信號調理電路輸出的信號經過所述A/D轉換器輸入所述控制器。
9.如權利要求8所述的利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於所述控制器設有用於輸入的控制面板以及用於顯示的顯示屏。
10.如權利要求4、5、6、7、8或9所述的利用氣袋測量宮縮壓的系統，其特徵在於所述氣袋與所述氣體壓力傳感器通過軟管連接，所述軟管連接有用於為所述氣袋充氣的氣泵和為氣袋放氣的氣閥。
全文摘要
本發明涉及一種利用氣袋測量宮縮壓的方法，其將充有一定量氣體的氣袋貼附在孕婦的腹部，通過與氣袋相連的氣體壓力傳感器採集孕婦腹部對氣袋作用所產生的壓力信號，並從所述壓力信號中獲得所需的宮縮壓信號，本發明還涉及一種利用該方法的測量宮縮壓的系統，包括用作測量探頭的氣袋、與所述氣袋相連以採集其上的壓力信號並轉化為電信號的氣體壓力傳感器和用於對所述氣體壓力傳感器輸出的電信號進行處理的信號處理裝置，所述信號處理裝置包括可進行所述信號識別和所述區別宮縮與胎動的控制器和用於濾除幹擾信號和放大濾除後信號的信號調理電路。本發明的測量宮縮壓的方法簡單，可靠性高，測量系統靈敏度高，線性特性好，探頭價格低，經濟適用。
文檔編號A61B5/03GK102579028SQ20121005149
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者馮利敏, 楊世勝, 鄒能 申請人:北京麥邦光電儀器有限公司