专利名称：利用气袋测量宫缩压的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用气袋测量宫缩压的方法以及利用该方法测量宫缩压的系统， 属医疗技术领域。
背景技术：
宫缩压的测量是胎儿监护系统中的一个重要组成部分，主要作用是了解孕妇有无宫缩及宫缩的强度，目前常用的宫缩压探头为压阻式传感器，其由四只应变片接成全桥形式，用粘合剂贴在弹性元件上，当外加压力后，应变片产生变形，相应电阻值改变，从而使电桥失衡，产生与压力成比例的电压，测量宫缩压的方法是将宫缩压探头绑在孕妇的腹部，当子宫收缩时会使探头的压力增大，从而测出宫缩压的大小；然而在采用这种宫缩压探头时常遇到如下问题(1)由于应变片较小，与人体的接触面积也很小，并且还易受到弹性元件的影响，因此灵敏度不高，测量出的数据可靠性不高；(2)探头直接通过电线连接到测量仪器上，容易引起外界电磁干扰和自身信号的衰减，以使宫缩信号的采集难度增大；(3)传感器安装在探头上，用户购买时价格昂贵，容易增加用户的经济负担，不便于广泛推广。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种利用气袋测量宫缩压的方法以及利用该方法测量宫缩压的系统，利用该方法测量宫缩压的过程简单，可靠性高；该测量系统灵敏度高，线性特性好，探头价格低。为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是一种利用气袋测量宫缩压的方法， 将充有一定量气体的气袋贴附在孕妇的腹部，通过与气袋相连的气体压力传感器采集孕妇腹部对气袋作用所产生的压力信号，并从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号。所述从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号可以包括如下步骤
(1)信号预处理采用低通滤波器滤除频率相对较高的干扰信号，获得包括胎动信号与和宫缩压信号在内的低通信号；
(2)信号识别从所述低通信号中依据信号波动幅度识别出包含胎动信号和宫缩压信号的混合波，具体识别方式为当波动幅度大于IOmmHg时，可判断为由宫缩或胎动产生的信号波；
(3)区别宫缩与胎动从所述混合波中，依据波动持续时间区分宫缩信号波和胎动信号波，持续时间小于IOs的波动判断为胎动引起的信号波，而持续时间大于55s的波动判断为宫缩引起的信号波，并由此获得宫缩压信号波和/或宫缩数据。步骤(I)所述的干扰信号可以包括母体生理信号以及信号采集环节引入的电磁干扰信号。—种利用气袋测量宫缩压的系统包括用作测量探头的气袋、与所述气袋相连通以采集其压力信号并转化为电信号的气体压力传感器和用于对所述气体压力传感器输出的电信号进行处理的信号处理装置。
所述信号处理装置可以采用上述方法中的任意一项基本的或改进技术方案进行所述的信号处理，例如采用权利要求I、或3所述的数据处理方法进行相应的数据处理。所述信号处理装置包括可进行所述信号识别和所述区别宫缩与胎动的控制器。所述信号处理装置还可以包括用于滤除干扰信号和放大滤除后的信号的信号调理电路，所述信号调理电路位于所述控制器之前，其输入接口连接所述气体压力传感器的输出端。 所述信号调理电路设有低通滤波电路和信号放大电路。所述信号处理装置还包括A/D转换器，所述信号调理电路输出的信号经过所述A/ D转换器输入所述控制器。所述控制器设有用于输入的控制面板以及用于显示的显示屏。上述任意一种技术方案所述的测量宫缩压的系统，所述气袋与所述气体压力传感器通过软管连接，所述软管连接有为所述气袋充气的气泵和为所述气袋放气的气阀。本发明的有益效果是由于利用柔软的气袋作为测量宫缩压的探头，在测量时与孕妇的腹部接触良好，气袋可以与接触面的形状一致，使接触面积更大，从而可提高测量精度；
由于采用气体压力传感器作为信号采集装置，其灵敏度高，测量数据准确；
由于气袋与气体压力传感器通过橡胶管道连接，减少了外界电磁场的干扰，传输的信号准确度高，处理过程变得更简单；
由于气体压力传感器可以与信号处理装置一同包含在检测设备中，与人体不接触，可以长期使用，而气袋连同弹性绑带成为一体，成本很低，降低了用户购买的价格，可以一次性使用，有利于消除医源性疾病的传播。
图I为本发明的宫缩压测量系统框图。
具体实施例方式宫缩是孕妇临产的一个重要特征，所谓宫缩就是有规则的子宫收缩，本发明采用气袋作为信号采集元件，通过一系列数据分析后获得宫缩压参数(包括数值，还可以包括曲线各种图表等，下同)，使用时将充有一定量气体的气袋通过绑带绑在孕妇的腹部，通过与气袋相连的气体压力传感器采集孕妇腹部对气袋作用所产生的压力信号，并从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号。所述从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号可以包括如下步骤
(1)信号预处理由于胎动引起的信号频率与宫缩本身的信号频率都比较低(应在IHZ 以下)，因此采用相应的低通滤波器可以滤除频率相对较高的干扰信号，获得包括胎动信号和宫缩压信号在内的低通信号；
(2)信号识别由于宫缩压信号是一种慢变信号，只有在宫缩强烈或胎动的情况下才引起宫缩压信号大小的变化，当宫缩或胎动过后宫缩信号又将趋于稳定，因此可以根据胎动和宫缩的相应特点从所述低通信号中依据信号波动幅度识别出包含胎动信号和宫缩压信号的混合波，具体识别方式为识别宫缩压信号的大小是否发生改变，当波动幅度大于IOmmHg时，可判断为由宫缩或胎动产生的信号波；
(3)区别宫缩与胎动胎动与宫缩的主要区别是二者的持续时间不同，因此，可以从所述混合波中，依据波动持续时间区分宫缩信号波和胎动信号波，持续时间小于IOs的波动判断为胎动引起的信号波，而持续时间大于55s的波动判断为宫缩引起的信号波，并由此获得宫缩压信号波和/或宫缩数据。根据宫缩、胎动等的信号特性，这种区分方式可以较好地将宫缩与胎动区分开来，并且可以有效地剔除不是宫缩与胎动的信号。上述步骤(I)所述的干扰信号包括母体生理信号以及信号采集环节引入的电磁干扰信号。所述母体生理信号又可以包括母体腹肌信号、呼吸信号以及如孕妇转身等引起的干扰信号。如图I所示，本发明还提供了一种利用上述方法的测量宫缩压的系统，包括用作测量探头的气袋、与所述气袋相连以采集其上的压力信号并转化为电信号的气体压力传感器和用于对所述气体压力传感器输出的电信号进行处理的信号处理装置。相比目前常用的宫缩压探头，采用气袋作为探头在测量时与被测面(孕妇腹部)接触良好，可以与接触面的形状一致，使接触面积更大，探头的灵敏度更高。所述信号处理装置进行信号处理的方式依前述方法的相关内容，不再赘述。所述气袋与所述气体压力传感器通过软管连接，如可以为橡胶软管，由于没有电路连接，因此可以防止气袋(探头)的压力信号传输到测量仪器内部过程中产生外界电磁干扰。利用气袋测量宫缩压的原理是对气袋内充一定量的气体，把气体封闭在该气袋中，用一定规格的橡胶软管连接气袋和气体压力传感器，这样气袋、橡胶软管和气体压力传感器就形成了一个密闭的空间，如果对气袋上施加压力，气体压力传感器就会把该压力信号转变为电信号输出，经实验研究表明对气袋的压力与气体压力传感器输出的信号成正比并且有稳定的线性关系，因此该系统可以较好地应用于宫缩压的测量上。所述信号处理装置包括可进行所述信号识别和所述区别宫缩与胎动的控制器，为了便于信号的采集，其还可以包括用于滤除干扰信号和放大滤除后的信号的信号调理电路，所述信号调理电路位于所述控制器之前，其输入接口连接所述气体压力传感器的输出端。所述信号调理电路设有低通滤波电路和信号放大电路以实现上述所述的信号滤波与信号放大。所述信号处理装置还包括A/D转换器，所述信号调理电路输出的信号经过所述A/ D转换器输入所述控制器，以便控制器对转化后的数字信号进行处理。所述软管还连接有为所述气袋充气的气泵和为所述气袋放气的气阀。所述控制器设有用于输入的控制面板以及用于显示的显示屏，通过所述控制面板可以控制所述气泵和气阀为所述气袋充、放气，所述显示屏可用于显示所述控制器的处理结果以及输入数据等等。所述气袋上连接有用于将所述气袋绑在孕妇身上的弹性绑带，以便使所述气袋可以随时能够很好地贴附在被测孕妇的腹部并且不会对孕妇腹部产生不必要的过大压力，也可以采用没有弹性的捆带，或者采用粘贴胶带粘贴等各种适宜的方式将气袋贴附在孕妇的腹部，所述捆带可以是各种形状的具有捆绑作用的带子(包括通常所说的绳子)。
所述气袋内嵌到绑带内侧，所述气袋与橡胶管一端相连，橡胶软管的另一端设有可以连接到胎儿监护仪上的连接头。整个系统的工作过程为用所述绑带将气袋绑在孕妇的腹部，通过控制面板开启气泵对气袋进行充气，当充气到一定程度后停止充气，进行宫缩压的测量，由于气袋受的压力变化，气体压力传感器将压力信号转化为电信号，由于所述气体压力传感器输出的电信号为微弱信号，为了便于信号采集，利用信号调理电路将微弱信号放大为适于A/D转换器转化的信号，同时滤除一些与宫缩信号无关的噪声，使进入A/D转换器的信号更加稳定，随后信号经A/D转换器转化为数字信号，数字信号进入控制器(单片机)后，在内部进行数据的处理，然后通过液晶显示屏显示，显示内容包括实时宫缩压的值和宫缩压的趋势图等，测量完成后可以通过面板控制气阀对气袋进行放气，整个测量过程结束。本发明所述贴附可以是将气袋直接贴附在肌体表面上，也可以隔着衣服或其他物体与人体贴附在一起，只要气袋能够有效地获得相应的信号任何方式都是允许的。
权利要求
1.一种利用气袋测量宫缩压的方法，其特征在于将充有一定量气体的气袋贴附在孕妇的腹部，通过与气袋相连的气体压力传感器采集孕妇腹部对气袋作用所产生的压力信号， 并从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号。
2.如权利要求I所述的利用气袋测量宫缩压的方法，其特征在于所述从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号包括如下步骤(1)信号预处理采用低通滤波器滤除频率相对较高的干扰信号，获得包括胎动信号和宫缩压信号在内的低通信号；(2)信号识别从所述低通信号中依据信号波动幅度识别出包含胎动信号和宫缩压信号的混合波，具体识别方式为当波动幅度大于IOmmHg时，判断为由宫缩或胎动产生的信号波；(3)区别宫缩与胎动从所述混合波中，依据波动持续时间区分宫缩信号波和胎动信号波，持续时间小于IOs的波动判断为胎动引起的信号波，而持续时间大于55s的波动判断为宫缩引起的信号波，并由此获得宫缩压信号波和/或宫缩数据。
3.如权利要求2所述的利用气袋测量宫缩压的方法，其特征在于步骤(I)所述的干扰信号包括母体生理信号以及信号采集环节引入的电磁干扰信号。
4.一种利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于包括用作测量探头的气袋、与所述气袋相连通以采集其压力信号并转化为电信号的气体压力传感器和用于对所述气体压力传感器输出的电信号进行处理的信号处理装置。
5.如权利要求4所述的利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于所述信号处理装置包括可进行所述信号识别和所述区别宫缩与胎动的控制器。
6.如权利要求5所述的利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于所述信号处理装置还包括用于滤除干扰信号和放大滤除后信号的信号调理电路，所述信号调理电路位于所述控制器之前，其输入接口连接所述气体压力传感器的输出端。
7.如权利要求6所述的利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于所述信号调理电路设有低通滤波电路和信号放大电路。
8.如权利要求7所述的利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于所述信号处理装置还包括A/D转换器，所述信号调理电路输出的信号经过所述A/D转换器输入所述控制器。
9.如权利要求8所述的利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于所述控制器设有用于输入的控制面板以及用于显示的显示屏。
10.如权利要求4、5、6、7、8或9所述的利用气袋测量宫缩压的系统，其特征在于所述气袋与所述气体压力传感器通过软管连接，所述软管连接有用于为所述气袋充气的气泵和为气袋放气的气阀。
全文摘要
本发明涉及一种利用气袋测量宫缩压的方法，其将充有一定量气体的气袋贴附在孕妇的腹部，通过与气袋相连的气体压力传感器采集孕妇腹部对气袋作用所产生的压力信号，并从所述压力信号中获得所需的宫缩压信号，本发明还涉及一种利用该方法的测量宫缩压的系统，包括用作测量探头的气袋、与所述气袋相连以采集其上的压力信号并转化为电信号的气体压力传感器和用于对所述气体压力传感器输出的电信号进行处理的信号处理装置，所述信号处理装置包括可进行所述信号识别和所述区别宫缩与胎动的控制器和用于滤除干扰信号和放大滤除后信号的信号调理电路。本发明的测量宫缩压的方法简单，可靠性高，测量系统灵敏度高，线性特性好，探头价格低，经济适用。
文档编号A61B5/03GK102579028SQ20121005149
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者冯利敏, 杨世胜, 邹能 申请人:北京麦邦光电仪器有限公司