本文關(guān)鍵詞：可穿戴胎兒心電與心率監(jiān)測系統(tǒng)研究

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【摘要】：優(yōu)生優(yōu)育對每個家庭都至關(guān)重要,胎兒監(jiān)護可發(fā)現(xiàn)胎兒生長發(fā)育過程中的異常狀況以便及時采取治療,因此十分必要。目前,胎心宮縮圖(CTG)是最常見的胎兒監(jiān)護方法,通過分析胎心率、宮縮和胎動對胎兒健康狀況進行評估。然而,CTG存在很大的主觀性和過高的假陽性。而且胎心率(FHR)監(jiān)護使用的技術(shù)手段也存在較多的弊端,比如系統(tǒng)復(fù)雜、體積過大、佩戴不便,不利長期監(jiān)測等。因此,本文提出基于母親腹部電信號提取胎兒心電信號(fECG),實現(xiàn)FHR監(jiān)測,使得系統(tǒng)簡化、體積變小,滿足可穿戴、長期佩戴的監(jiān)護需求。本文研究的主要內(nèi)容如下:(1)調(diào)研目前CTG在胎兒監(jiān)護方面使用的主要技術(shù)手段,以及這些技術(shù)手段存在的問題。本文首先分析母親腹部電信號特征,然后闡述基于母親腹部電信號提取胎兒心電信號(fECG)、以實現(xiàn)FHR監(jiān)測的可行性。最后,對比研究此方法替代目前CTG胎兒監(jiān)護的優(yōu)勢。(2)設(shè)計可穿戴胎兒心電采集裝置。該裝置采用非侵入式方式,將電極片貼在孕婦腹部,從孕婦腹部采集混疊電信號(aECG)�；殳B電信號包括母親心電信號(mECG)、胎兒心電信號(fECG)和噪聲(NOISE)�；殳B信號經(jīng)過放大、濾波去噪、采樣后,完成數(shù)據(jù)傳輸。為實現(xiàn)可穿戴,軟硬件設(shè)計采取了多種措施,以達到減小硬件體積、降低系統(tǒng)功耗、提升續(xù)航能力的目的。(3)研究胎兒心電信號(fECG)和胎心率(FHR)提取算法。去除肌電、工頻噪聲和mECG,以提取fECG;檢測R-R波間隔時間,進而計算胎心率(FHR)。重點研究fECG的提取算法和軟件實現(xiàn)。由于fECG很微弱,且包含多種噪聲,本文比較研究目前較為成熟的胎兒心電提取算法,針對本系統(tǒng)設(shè)計要求,采用Fast ICA算法提取胎兒心電信號。(4)設(shè)計Android智能手機應(yīng)用軟件(APP)。可穿戴式胎兒心電采集裝置通過無線藍牙通信將胎兒心電數(shù)據(jù)傳送至手機APP,手機顯示胎兒監(jiān)護數(shù)據(jù)和曲線。
【關(guān)鍵詞】：可穿戴式 胎兒監(jiān)護 胎兒心電圖 胎心率 藍牙通信 手機APP
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274;R714.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 縮略語5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 可穿戴式胎兒監(jiān)護系統(tǒng)研究的意義與要求8-9
• 1.2 可穿戴設(shè)備與胎兒監(jiān)護發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.3 本文主要研究的關(guān)鍵技術(shù)12-14
• 1.4 技術(shù)創(chuàng)新點14-15
• 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計15-23
• 2.1 腹部心電信號特征及胎兒心電干擾源分析15-18
• 2.2 生物電測量電極與腹部電傳導(dǎo)系統(tǒng)18-21
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計方案21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 腹部電信號調(diào)理電路設(shè)計23-34
• 3.1 腹部電信號采集裝置硬件電路方案對比23-26
• 3.1.1 腹部電信號調(diào)理電路方案對比23
• 3.1.2 心電數(shù)據(jù)采集電路關(guān)鍵芯片選型23-25
• 3.1.3 數(shù)據(jù)傳輸方案對比25-26
• 3.2 硬件系統(tǒng)框架26-27
• 3.3 電源管理電路27-29
• 3.4 信號采集輸入前端電路29
• 3.5 儀表放大電路設(shè)計29-31
• 3.6 濾波電路設(shè)計31-33
• 3.7 本章小結(jié)33-34
• 第四章 數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計34-59
• 4.1 STM32處理器電路設(shè)計34-36
• 4.1.1 STM32芯片介紹34-35
• 4.1.2 STM32控制電路圖35-36
• 4.2 ADS1298模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路36-38
• 4.3 基準(zhǔn)電壓電路38
• 4.4 無線藍牙模塊電路設(shè)計38-39
• 4.5 軟件設(shè)計39-50
• 4.5.1 可穿戴胎兒心電信號采集裝置軟件設(shè)計39-44
• 4.5.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計44-47
• 4.5.3 UART串口通信47-48
• 4.5.4 可穿戴胎兒心電采集裝置藍牙與手機APP藍牙通信48-50
• 4.6 胎心率提取方法50-58
• 4.6.1 關(guān)于胎兒心電信號檢測與處理的研究情況50-52
• 4.6.2 fECG信號檢測與FHR計算52-58
• 4.7 本章小結(jié)58-59
• 第五章 手機APP應(yīng)用程序設(shè)計59-65
• 5.1 智能Android手機系統(tǒng)及應(yīng)用程序開發(fā)平臺簡介59-60
• 5.1.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)59
• 5.1.2 開發(fā)平臺Android Studio介紹59-60
• 5.2 應(yīng)用程序框圖與流程圖60-62
• 5.3 手機APP與藍牙通信62
• 5.4 應(yīng)用軟件界面設(shè)計及操作62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第六章 系統(tǒng)測試65-70
• 6.1 PCB設(shè)計65-66
• 6.1.1 原理圖和PCB開發(fā)平臺Altium Designer15介紹65-66
• 6.1.2 PCB設(shè)計規(guī)則66
• 6.2 信號調(diào)理電路測試66-69
• 6.3 手機APP接收藍牙數(shù)據(jù)69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 第七章 總結(jié)與展望70-73
• 7.1 本文總結(jié)70-71
• 7.2 對可穿戴胎兒監(jiān)護發(fā)展的展望71-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77

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本文編號：536997