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

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【摘要】：優(yōu)生優(yōu)育對(duì)每個(gè)家庭都至關(guān)重要,胎兒監(jiān)護(hù)可發(fā)現(xiàn)胎兒生長(zhǎng)發(fā)育過程中的異常狀況以便及時(shí)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(hù)方法,通過分析胎心率、宮縮和胎動(dòng)對(duì)胎兒健康狀況進(jìn)行評(píng)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(hù)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(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等。因此,本文提出基于母親腹部電信號(hào)提取胎兒心電信號(hào)(fECG),實(shí)現(xiàn)FHR監(jiān)測(cè),使得系統(tǒng)簡(jiǎn)化、體積變小,滿足可穿戴、長(zhǎng)期佩戴的監(jiān)護(hù)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(hù)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(hào)特征,然后闡述基于母親腹部電信號(hào)提取胎兒心電信號(hào)(fECG)、以實(shí)現(xiàn)FHR監(jiān)測(cè)的可行性。最后,對(duì)比研究此方法替代目前CTG胎兒監(jiān)護(hù)的優(yōu)勢(shì)。(2)設(shè)計(jì)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(hào)(aECG)�；殳B電信號(hào)包括母親心電信號(hào)(mECG)、胎兒心電信號(hào)(fECG)和噪聲(NOISE)�；殳B信號(hào)經(jīng)過放大、濾波去噪、采樣后,完成數(shù)據(jù)傳輸。為實(shí)現(xiàn)可穿戴,軟硬件設(shè)計(jì)采取了多種措施,以達(dá)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(hào)(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(cè)R-R波間隔時(shí)間,進(jìn)而計(jì)算胎心率(FHR)。重點(diǎn)研究fECG的提取算法和軟件實(shí)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(duì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,采用Fast ICA算法提取胎兒心電信號(hào)。(4)設(shè)計(jì)Android智能手機(jī)應(yīng)用軟件(APP)�？纱┐魇教盒碾姴杉b置通過無線藍(lán)牙通信將胎兒心電數(shù)據(jù)傳送至手機(jī)APP,手機(jī)顯示胎兒監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)和曲線。
【關(guān)鍵詞】：可穿戴式 胎兒監(jiān)護(hù) 胎兒心電圖 胎心率 藍(lán)牙通信 手機(jī)APP
【學(xué)位授予單位】：暨南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(hù)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(hù)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(diǎn)14-15
• 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)15-23
• 2.1 腹部心電信號(hào)特征及胎兒心電干擾源分析15-18
• 2.2 生物電測(cè)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(jì)方案21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 腹部電信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)23-34
• 3.1 腹部電信號(hào)采集裝置硬件電路方案對(duì)比23-26
• 3.1.1 腹部電信號(hào)調(diào)理電路方案對(duì)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(duì)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(hào)采集輸入前端電路29
• 3.5 儀表放大電路設(shè)計(jì)29-31
• 3.6 濾波電路設(shè)計(jì)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(jì)34-59
• 4.1 STM32處理器電路設(shè)計(jì)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(lán)牙模塊電路設(shè)計(jì)38-39
• 4.5 軟件設(shè)計(jì)39-50
• 4.5.1 可穿戴胎兒心電信號(hào)采集裝置軟件設(shè)計(jì)39-44
• 4.5.2 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換軟件設(shè)計(jì)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(lán)牙與手機(jī)APP藍(lán)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(hào)檢測(cè)與處理的研究情況50-52
• 4.6.2 fECG信號(hào)檢測(cè)與FHR計(jì)算52-58
• 4.7 本章小結(jié)58-59
• 第五章 手機(jī)APP應(yīng)用程序設(shè)計(jì)59-65
• 5.1 智能Android手機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用程序開發(fā)平臺(tái)簡(jiǎn)介59-60
• 5.1.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)59
• 5.1.2 開發(fā)平臺(tái)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(jī)APP與藍(lán)牙通信62
• 5.4 應(yīng)用軟件界面設(shè)計(jì)及操作62-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試65-70
• 6.1 PCB設(shè)計(jì)65-66
• 6.1.1 原理圖和PCB開發(fā)平臺(tái)Altium Designer15介紹65-66
• 6.1.2 PCB設(shè)計(jì)規(guī)則66
• 6.2 信號(hào)調(diào)理電路測(cè)試66-69
• 6.3 手機(jī)APP接收藍(lán)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(duì)可穿戴胎兒監(jiān)護(hù)發(fā)展的展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77

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