一種新型智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)設計

1、一種新型智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)設計介紹了采用自帶24位A/D轉(zhuǎn)換器的MSC1210微處理器為核心器件，小波分析算法處理數(shù)據(jù)為技術關鍵，并通過比較分析監(jiān)護指標，利用報警、界面提示和啟動聲振器方式來提醒和自動采取相應措施的智能電腦胎兒監(jiān)護系統(tǒng)。臨床實驗表明：該系統(tǒng)具有較高的檢測精度、較好的實時性和精確、友好的智能控制。1.引言圍產(chǎn)期和分娩過程中對胎兒進行監(jiān)護，可以及時發(fā)現(xiàn)胎兒宮內(nèi)缺氧、窘迫等危重癥狀，降低胎兒死亡率，提高分娩質(zhì)量。傳統(tǒng)胎兒監(jiān)護系統(tǒng)較為復雜，功耗較高，人為干擾多，不便于家庭監(jiān)護和自我監(jiān)護。 智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)選用TI公司生產(chǎn)的帶24位A/D轉(zhuǎn)換器并具有較強的模擬性能和數(shù)字處理能力的MSC12

2、10微處理器，該微處理器把輸入通道選擇、緩沖、放大、增益調(diào)整、A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字處理集成到單片電路上，僅用一片集成電路即可實現(xiàn)胎心率、宮縮壓力和胎動次數(shù)等監(jiān)護指標的數(shù)據(jù)采集和對語音器、聲振器的控制。智能胎兒監(jiān)控的控制依據(jù)是胎心率，如何精確及時得到胎心率是智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)的控制前提。針對胎心多普勒信號具有信噪比低、非平穩(wěn)的隨機性特點，計算胎心率時出現(xiàn)1/2、2/3和2倍心率，導致控制失誤，這里運用小波分析結合雙重閾值算法，準確、實時得到胎心率，確保了智能控制的有效進行。2.智能電腦胎兒監(jiān)護系統(tǒng)硬件設計2.1智能電腦胎兒監(jiān)護系統(tǒng)結構智能電腦胎兒監(jiān)護系統(tǒng)框圖如圖1所示。主要由超聲多普勒胎心探頭、宮縮探

3、頭、胎動探頭，胎心信號調(diào)理電路（低通濾波、絕對值運算和包絡提取等）、宮縮壓力信號調(diào)理電路、語音控制、聲振器、MSC1210微處理器和計算機處理系統(tǒng)組成。以MSC1210和計算機處理系統(tǒng)為核心。MSC1210控制監(jiān)護指標的采集和通信，接收電腦命令控制語音器和聲振器。計算機系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制、通信控制、數(shù)據(jù)處理算法、監(jiān)控顯示等功能模塊。2.2信號調(diào)理電路針對胎心率監(jiān)護指標的重要性和胎心多普勒信號的復雜性，這里重點介紹胎心多普勒信號的條理電路。電路主要對多普勒胎心音信號進行低通濾波、絕對值運算和包絡提取等預處理。低通濾波器采用截止頻率為250Hz的二階低通濾波器以濾除高頻信號和干擾。絕對值運算電路如圖

4、2.信號的強度增強一倍，提高了檢測靈敏度。包絡提取電路如圖3所示，采用截止頻率為10HZ的形濾波和T形濾波相結合的低通濾波器。并聯(lián)的二極管和電容對電路中的負信號進行限制，并對一定頻帶的高頻信號進行消振。2.3 MSC1210微處理器智能胎兒監(jiān)護采集系統(tǒng)采用美國德州儀器公司推出的功能很強的單片微機MSC1210作為處理器，MSC1210芯片集成了8051微控制器和FLASH存儲器的精密摸數(shù)轉(zhuǎn)換器，該芯片采用增強型8051單片機內(nèi)核，縮短了指令執(zhí)行周期，使用低功耗設計，內(nèi)部集成了一個24位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），其轉(zhuǎn)換速度可達1000HZ,8通道多路開關，模擬輸入通道測試電流源，輸入緩沖器，

5、可編程增益放大器（PGA），內(nèi)部基準電壓源，8位微控制器，程序/ 數(shù)據(jù)Flash存儲器和數(shù)據(jù)SRAM等。數(shù)字濾波器對輸出的數(shù)據(jù)進行濾波。數(shù)字濾波器有快速、sin2和sin3三種。增強型8051內(nèi)核有兩個數(shù)據(jù)指針，其指令系統(tǒng)與標準8051的指令系統(tǒng)完全兼容，其執(zhí)行速度卻比8051快3倍，因此可工作在低頻，以降低功耗和噪聲。為了減小干擾，其模擬電源和數(shù)字電源分別供電。由于該芯片的集成度使智能胎兒監(jiān)護系統(tǒng)硬件電路變得簡單，電路設計更加簡潔，芯片的外圍元件非常少，從而使系統(tǒng)的可靠性得到了很大提高，而且大大縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本。MSC1210接口電路原理如圖4.多普勒胎心信號和宮縮壓力信號經(jīng)IN0和IN2輸入，經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器后送入緩沖器，可變增益放大器對輸入信號進行放大。胎動信號由MSC1210中斷處理。MSC1210經(jīng)RS485總線接收電腦下達的控制命令