【摘要】：胎兒監(jiān)護是保障圍產(chǎn)期孕婦和胎兒安全、實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育的重要手段。據(jù)統(tǒng)計,我國至少10%的嚴重智力遲鈍和30%的大腦麻痹患者是由于胎兒在子宮生長過程中處于缺氧的窘迫狀態(tài)下導致的。因此,對圍產(chǎn)期孕婦進行產(chǎn)前胎兒監(jiān)護,及早發(fā)現(xiàn)胎兒異常情況,保證胎兒健康是十分有意義的。隨著近來我國二胎政策的放開和推出,未來幾年,新生兒的數(shù)量將大大的增加,母嬰健康監(jiān)護變得至關(guān)重要。目前,胎兒在生長發(fā)育過程中的臨床監(jiān)護參數(shù)主要包括：胎心率、心動、心電、宮縮壓、血氧等。其中,胎心率、宮縮和胎動是臨床上常見的監(jiān)護參數(shù)。胎心率是指胎兒心臟跳動的頻率。在臨床上,醫(yī)生對胎心率曲線進行分析,從胎心率曲線中分析和計算出胎心率基線、加速、減速、長變異等參數(shù),并利用Krebs、Fischer、NST或者CST評分工具對參數(shù)進行自動評分,分數(shù)可以為判斷胎兒健康狀況提供參考,預測胎兒在宮內(nèi)的狀態(tài)。這樣可以減少因胎兒缺氧、宮內(nèi)窘迫造成的胎兒殘疾或者死亡的概率,達到優(yōu)生優(yōu)育的目的。在臨床上,通過電子監(jiān)護系統(tǒng)實時的對胎兒進行監(jiān)護,較早地發(fā)現(xiàn)胎兒在生長發(fā)育過程中的異常情況,并及時采取相應的醫(yī)療措施,進行產(chǎn)前治療,可以降低胎兒殘疾和胎兒的死亡率。60年代基于超聲多普勒原理的胎兒監(jiān)護儀被應用于產(chǎn)科臨床。隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展以及大量臨床資料和儀器的使用和交流,基于超聲多普勒原理的胎兒電子監(jiān)護已成為國際上最流行的胎兒監(jiān)護方法。胎兒電子監(jiān)護儀一般包括胎兒信號的采集、信號的處理和信號的顯示、記錄、保存。信號的采集部分一般是由各種探頭組成,如胎心探頭、宮縮壓探頭和胎動探頭等。信號處理和顯示部分一般由數(shù)字信號處理芯片(DSP)或者單片機(MCU)實現(xiàn)。目前,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電商、醫(yī)療等領域的成功應用,使得互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展,將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用到胎兒監(jiān)護中是目前胎兒電子監(jiān)護儀的研究熱點。例如,通過局域網(wǎng)對各個科室的胎兒監(jiān)護儀進行組網(wǎng),將各個監(jiān)護儀的監(jiān)護結(jié)果傳輸?shù)街醒氡O(jiān)護儀器上,實現(xiàn)產(chǎn)科多床位的集中監(jiān)護。再比如,孕婦在家中利用胎兒監(jiān)護終端采集監(jiān)護數(shù)據(jù),通過電話線或者GSM等網(wǎng)絡將監(jiān)護數(shù)據(jù)傳輸至醫(yī)院的監(jiān)護服務器上,專家通過胎兒評估工具對數(shù)據(jù)進行分析、診斷,實現(xiàn)遠程胎兒監(jiān)護。但是,上述的胎兒監(jiān)護儀產(chǎn)品存在很多不足之處,比如：孕產(chǎn)婦身上捆綁多個傳感器,有太多電纜纏繞,無法離開床位,很不方便：基層醫(yī)院因為技術(shù)門檻高而無法開展胎兒電子監(jiān)護；基于GSM網(wǎng)絡的傳輸速度慢,干擾較大等。為了解決上述問題,通過查閱相關(guān)資料和文獻,將互聯(lián)網(wǎng)和短距離無線通信技術(shù)應用到胎兒監(jiān)護中,無線探頭去除傳感器的捆綁以及電纜的纏繞,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將胎兒監(jiān)護儀與醫(yī)院聯(lián)網(wǎng),可實現(xiàn)家用遠程胎兒監(jiān)護的目的。本文結(jié)合醫(yī)療信息化“智慧醫(yī)療”和“移動醫(yī)療”的發(fā)展趨勢,基于互聯(lián)網(wǎng)和短距離無線通訊技術(shù),設計和研發(fā)了一套家用遠程胎兒監(jiān)護系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括無線藍牙探頭模塊、智能監(jiān)護端APP模塊、服務器模塊。用戶通過無線藍牙探頭采集胎心率數(shù)據(jù),并利用藍牙無線通訊技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸給智能監(jiān)護端APP,智能監(jiān)護端APP接收監(jiān)護數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行顯示和保存。然后智能監(jiān)護端通過網(wǎng)絡將監(jiān)護數(shù)據(jù)傳輸至醫(yī)院服務器,專家醫(yī)生下載服務器的監(jiān)護數(shù)據(jù),利用評分工具對數(shù)據(jù)進行評分和診斷,并將診斷結(jié)果上傳到服務器中,用戶可通過智能監(jiān)護端下載自己的診斷結(jié)果,實現(xiàn)遠程監(jiān)護的目的。本系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)監(jiān)護探頭太多電纜線纏繞和孕婦無法正常移動的束縛。孕婦可隨時在家對胎兒進行實時的健康監(jiān)護,這樣既減輕了醫(yī)院排隊掛號的負擔又方便了孕婦。目前,短距離無線通訊技術(shù)的實現(xiàn)主要有IrDA、藍牙技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)、Zigbee、RF等。本文從通信距離、功耗、開發(fā)難易程度等方面對以上技術(shù)進行比較,最終,選擇藍牙4.0技術(shù)作為本系統(tǒng)無線通信技術(shù)的解決方案。藍牙4.0相比其他的無線通訊技術(shù)具有低功耗、連接速度快、開發(fā)容易等特點,并且還可以與智能手機相連接,應用非常廣泛。其標稱的室外空曠通信距離可以達到30米,標稱的傳輸速率可達到250Kbps,滿足系統(tǒng)的要求。本系統(tǒng)選擇TI公司生產(chǎn)的CC2540藍牙芯片作為無線傳輸端的核心芯片。CC2540芯片其內(nèi)置的是一個增強型的51單片機,其工作頻率是32MHz,集成了2.4GHZ的射頻收發(fā)器,8通道分辨率可編程的ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)。一個CC2540主節(jié)點最多可以與八個CC2540從節(jié)點連接。CC2540基于藍牙4.0協(xié)議棧實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。本文利用IAR開發(fā)平臺,基于藍牙4.0協(xié)議棧和C語言實現(xiàn)各個程序模塊的開發(fā)和設計。程序設計模塊主要包括串口程序模塊、Flash存儲模塊、無線藍牙發(fā)送接收、TFT屏驅(qū)動程序設計等。本文基于Android操作系統(tǒng)平臺實現(xiàn)智能監(jiān)護端APP的設計。Android的手機操作平臺具有開放性和開源性,減少了軟件開發(fā)的工作,使得軟件的開發(fā)具有更好的彈性和拓展性。智能手機一般都集成了藍牙4.0技術(shù),通過智能監(jiān)護端APP對監(jiān)護數(shù)據(jù)進行接收和處理,不需要研發(fā)專門的監(jiān)護主機設備,大大縮減了系統(tǒng)研發(fā)的開支。智能手機應用廣泛、易攜帶,使得胎兒監(jiān)護更加快捷、便攜、智能。本系統(tǒng)設計的智能監(jiān)護端APP主要功能包括：實時監(jiān)護、病歷報告、監(jiān)護數(shù)據(jù)存儲以及醫(yī)患交流等。智能監(jiān)護端以數(shù)字和曲線的形式顯示胎心率數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行本地存儲,其存儲的文件為二進制文件。本系統(tǒng)的服務器開發(fā)部分主要是在Windows系統(tǒng)上進行,開發(fā)平臺采用J2EE平臺,服務器是基于Apache的Tomcat服務器進行搭建。采用HTTP協(xié)議和Servlet技術(shù)實現(xiàn)服務器的訪問和響應,基于MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存,主要實現(xiàn)一個基于B/S模式的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。服務器的程序開發(fā)主要是采用MVC三層架構(gòu)模式,即模式、視圖和控制器。這樣不僅提高開發(fā)的效率和速度,而且易于調(diào)試。MySQL數(shù)據(jù)庫是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,由表、查詢、窗體、報表等模塊組成,具有體積小、成本低、速度快等特點。通過JDBC (Java Data Base Connectivity)技術(shù)實現(xiàn)與MySQL數(shù)據(jù)庫進行連接。JDBC是Java中連接各類數(shù)據(jù)庫提供的接口技術(shù),支持基本的SQL語言,并提供一個通用的底層應用程序編程接口。本文首先介紹了國內(nèi)外母嬰監(jiān)護系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,并對胎兒監(jiān)護儀器的發(fā)展史進行一個闡述和對比,分析了不同胎兒監(jiān)護設備的特點和不足。然后對本系統(tǒng)的整體架構(gòu)進行一個具體的分析和概述,并對胎心率的采集原理、臨床意義和算法實現(xiàn)進行分析、討論。最后本文對設計的系統(tǒng)進行了誤碼率、傳輸距離和整機的測試。測試結(jié)果表明,測試效果良好,系統(tǒng)基本可以實現(xiàn)家用胎兒監(jiān)護系統(tǒng)的各個功能。在圍產(chǎn)醫(yī)學領域中遠程家用無線胎兒電子監(jiān)護已成為家庭監(jiān)護及社區(qū)監(jiān)護的一項重要內(nèi)容,有著非常廣泛的應用意義和發(fā)展前景。隨著本項目的進一步優(yōu)化和研究,在后續(xù)的工作中會將云計算技術(shù)應用到本系統(tǒng)中,從而可以在第一時間進行資源調(diào)度,以最高的效率處理采集到的各種監(jiān)護信息并進行跟蹤。本系統(tǒng)的設計為國內(nèi)外智能化、遠程化產(chǎn)科監(jiān)護的發(fā)展提供了參考,具有很高的應用價值。
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH789

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本文編號：2523323