专利名称：一种便于检测生理行为发生的生物过滤器垫及其方法和胎动监测仪的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及医疗诊断设备及检测生理行为发生的方法，特别涉及检测胎动的方法。
背景技术：
胎动长期以来被视为是胎儿状态良好的征兆，正如在《Fetal Movements In utero-AReview》一文中所讨论的那样(Sadovsky，E.，M.D.，Isr.J.Obstet.Gynecol.1992；327-36)。胎动监测技术包括全部的从孕妇通过胎动监测仪监测其腹部的运动的主观评定胎动到基于宫内超声波技术来“观察”其子宫内部。胎动监测仪被设计来监测在8-25赫兹的频率范围内的孕妇腹部运动，这个频率范围是孕妇腹部固有频率的信号。这些腹部的活动假定认为大部分是由胎动引起的结果，而不是宫缩、呼吸运动、母体姿势运动等等引起的结果。因此，孕妇的腹部的8-25赫兹的固有频率在下文中被称为“固有胎动频率信号”(natural fetal activity frequency signature)。
一个胎动监测仪的例子，在题为“用可动线圈传感器(Moving-Coil Transducer)测量胎儿的运动”(Adler D.，等，IEEE Transactions on Biomedical Engineering，第BME-27卷No.12，1980年12月)的论文中有叙述，文中描述用了两个可动线圈传感器安置在孕妇腹部的左侧和右侧来测知腹部的运动。这种仪器要求有大约80分贝的电信号放大功能来监测胎动，至少部分被用来克服传感器的固有胎动频率信号频率的衰减，来抵消仪器对于电磁辐射干扰(EMI)的高灵敏度。
发明内容
总的来说，本发明涉及的是生物过滤器垫，它在与生理行为发生相关的固有频率信号范围内具有物理放大位移(displacements)的功能和便于监测生理行为的发生。这是由具有机械共振频率的生物过滤器垫完成的，该共振频率最好是位于固有频率信号范围的中段，还有一个与其密切机械耦合的传感器也最好调节到同样的机械共振频率，以便增强位移的物理放大作用，因此通过一个合适的生理活动记录仪可以减少电信号放大的要求。
本发明应用的传感器最好选用共振频率可方便调节到所需频率范围的传感器，例如，可动线圈传感器，但是，也可以应用其它类型的传感器。
目前，本发明设想的主要的用途基本上是为了监测胎动，尤其是为了家用胎动监测目的，但也可以设想本发明的生物过滤器垫可适用于运动医学、康复医学等等。对于胎儿监测目的，生物过滤器垫和传感器优选是都分别具有相同的机械共振频率，该频率位于固有胎动频率信号的中段，因此它们能产生20-50倍的腹部位移的物理放大作用。借助于该物理放大作用，一个调节到合适频率的传感器和一个胎动记录仪共同构成了胎动监测仪，该胎动监测仪只需要组合的大约45分贝的电信号的放大，而不是前面提及的Adler一文所要求的需要80分贝的电信号放大，因而自然有利于降低后者的电磁辐射干扰的灵敏度。
为了理解本发明和了解如何实际应用，这里将描述优选的实施例，当然不仅仅限于这些实施例，下面参考的图在相应的部分做了同样的标号。
图1是本发明胎动监测系统优选的实施例图示，包含一个生物过滤器垫，一个传感器，一个胎动记录仪；图2是孕妇腹部的固有胎动频率信号的曲线图；图3是图一中的生物过滤器垫的图示；图4是图一中的生物过滤器垫沿着图三中的虚线A-A的横截面示图；图5是图一中的生物过滤器垫的可传递性应答曲线的曲线图；图6是本发明的胎动监测系统的第二优选实施例示意图。
具体实施例方式
图一显示了一种适于家用的胎动监测系统1，用来提供关于胎动的主要水平的可视信号，它是基于监测孕妇的腹部运动，该运动具有典型的固有胎动频率信号FS(见图2)。胎动监测系统1包括一个生物过滤器垫2可移动地紧贴于她的腹部，还有一个可动线圈传感器3位于传感器中央，来接收孕妇腹部运动的信号。传感器3连接到一个用电池提供电力的信用卡状的胎动记录仪4，该记录仪4有一个放大器6，和A/D转换器7，一个信号处理器8，存储器9，以及输出界面11，例如，RS-232，及胎动显示器12用于将在胎动监测期间的胎动主要水平和基于过去信息的正常胎动水平进行比较。胎动显示器12有3个LED一个绿色的LED13显示的胎动正常水平，一个黄色的LED14显示略低于胎动的正常水平，一个红色LED16显示显著低于正常胎动水平。传感器3和胎动记录仪4有一组合的在45±5分贝数量级的电信号放大作用。
图3显示生物过滤器垫2有顶层17与具有回弹性的弹性约束部件(elastic restrainingmember)18组合在一起，用来使传感器3与在其下滑行的生物过滤器垫2紧密地机械耦合，以及底层19，它有一层可剥去的保护衬里21(peel-off protective liner)，以便露出黏合剂表面22，使生物过滤器垫2可移开地紧密粘附在孕妇的腹部。生物过滤器垫2最好是圆形的，直径在10cm到大约25cm范围内，厚度大约在1mm到5mm范围内。生物过滤器垫2有黏弹性内里23，其有同中心部件用来集中从腹部运动产生的机械能量，传递到传感器3，使其能检测出胎儿的大部分活动即使不是全部的活动，而不只是直接传递到传感器3的胎儿肢体活动(见图4)。黏弹性内里23可以由固体材料、凝胶材料、液体材料或它们的组合组成。生物过滤器垫2具有12赫兹的机械共振频率，具有在固有频率胎动信号范围内物理放大位移的效果(见图5)，这同传感器3的情况一样。生物过滤器垫2和传感器3的机械共振频率可以通过敲击它们的方式来检验。生物过滤器垫2和传感器3之间的机械耦合使之能产生大约20-50倍的腹部位移的物理放大作用，因而加强了固有胎动频率信号。
胎动监测系统通常取代其它的传统的胎动监测方法中的孕妇主观评定胎动。因此，按照她的胎动监测程序，孕妇可以将可剥去的保护衬里从生物过滤器垫上取下，把生物过滤器垫紧紧地贴在她的腹部上，将传感器耦合到生物过滤器垫，开始记录她的腹部的运动情况。在通常的情况下，绿色的LED会点亮，无需采取专门的行动。如果黄色的LED或红色的LED在胎动监测期间点亮，她可以将胎动记录仪保存的所有她的胎动信息资料拿给内科专家做专业诊断。
图6显示的胎动监测系统31类似于胎动监测系统1，只是它的胎动记录仪32是个单独的装置，用来与移动电话33可拆卸连接二者都用电力驱动，同时用于与远端服务器34连接进行数据处理。为此目的，胎动记录仪32包含一个数据压缩处理器36来压缩记录下的胎动数据，再选择性地发送到远端服务器34，还包含一个音频输出37，它连接到移动电话的音频输入端。胎动监测期间的结果最好由SMS传输，以便显示在移动电话的显示器38上。
虽然本发明只描述了有限的几种实施例，但属于本发明的变化、改动和其它的实施情况都在本发明附加的权利要求书范围之内。例如，生物过滤器垫可以是椭圆形的，还可以用其他的控制技术将传感器置于生物过滤器垫的上表面。
而且，记录仪，例如，胎动记录仪4和36可以和传感器集成为一个整体。
权利要求
1.一种生物过滤器垫，用于监测生理行为的发生，该生理行为以固有频率信号使身体的局部产生位移，所述的生物过滤器垫包含黏弹性内里，用于紧密地置于身体部位上，同时它具有机械共振频率，该机械共振频率处在与生理行为相关的频率信号范围的中段。
2.根据权利要求1所述的生物过滤器垫，进一步包含可剥去的保护衬垫以便露出生物过滤器的粘合剂表面，使得生物过滤器垫可移开地紧密地粘附在身体部位上。
3.根据权利要求1或2的任何一项所述的生物过滤器垫，其特征在于所述的黏弹性内里具有同心部件，用来集中由于身体部位在其下方的位移所赋予生物过滤器垫的机械能，将机械能传到位于生物过滤器垫远离身体部位那一面的顶侧的中央的传感器。
4.根据权利要求1到3任意一项所述的生物过滤器垫，进一步还包含在其顶侧的约束部件，此约束部件使传感器与过滤器垫的顶侧可分离地紧密机械耦合。
5.根据权利要求4所述的生物过滤器垫，其特征在于所述的约束部件可滑动地接纳所述的传感器。
6.根据权利要求1-5任一项所述的生物过滤器垫，其特征在于该生物过滤器垫的大小和形状符合孕妇的腹部状况，具有在固有胎动频率信号中段的机械共振频率，以利于达到胎动监测的目的。
7.根据权利要求1-6任一项所述的生物过滤器垫，其特征在于该生物过滤器垫适用于单个病人单次使用。
8.监测生理行为发生的方法，该生理行为以固有频率信号使身体部位产生位移，该方法包含的步骤有(a)将生物过滤器垫紧密地置于身体部位之上，生物过滤器垫具有黏弹性内里，具有机械共振频率，该频率位于与生理行为相关的固有频率信号范围的中段；(b)与至少一个传感器紧密地机械耦合在生物过滤器垫的顶侧，用于产生应答身体部分位移的电信号；和(c)处理电信号，以便监测生理行为的发生。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括从生物过滤器垫底侧剥去可剥去的保护衬垫的步骤，以便露出粘合剂表面，使生物过滤器垫可移开地紧密粘附在身体部位上。
10.根据权利要求8或9的任何一项所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括使传感器在生物过滤器垫的顶侧的约束部件下面滑动。
11.根据权利要求8-10任一项所述的方法，进一步包含将身体部位在其下方的位移产生的机械能集中传递到传感器的步骤。
12.根据权利要求8-11任一项所述的方法，其特征在于所述的生物过滤器垫的大小和形状适于孕妇的腹部的状况，同时生物过滤器垫具有位于固有胎动频率信号中段机械共振频率，以利于达到胎动监测的目的。
13.根据权利要求8-12任一项所述的方法，其特征在于所述的生物过滤器垫适于单个病人的单次使用。
14.胎动监测仪，包含至少一个传感器，用于紧密地置于孕妇的腹部，以便产生应答她的腹部运动的电信号；还包含胎动记录仪，用于处理电信号以监测胎动的发生，其特征在于，该仪器具有大约45±5分贝的电信号放大功能。
15.根据权利要求14所述的仪器，其特征在于，所述的胎动记录仪包含所述的至少一个传感器与其集成为一个整体。
16.根据权利要求14或15的任何一项所述的仪器，其特征在于所述的胎动记录仪有个音频输出界面与移动电话连接。
全文摘要
本发明便于检测生理行为的发生，该生理行为以固有频率信号使身体的局部产生位移，生物过滤器垫包含黏弹性内里，用于紧密地置于身体部位上，同时它具有机械共振频率，该机械共振频率处在与生理行为相关的频率信号范围的中段。
文档编号A61B5/117GK1870938SQ03826819
公开日2006年11月29日 申请日期2003年7月24日 优先权日2002年8月1日
发明者阿拉汗伯格, 本志海姆, 巴洛克迈洛维奇, 阿夫内汉赞 申请人:标派有限公司