了 CGI每次请求响应需要重新开启进程的缺点，长期 保留进程，减少初始化开销，大大提高资源利用率。数据库采用SQLite数据库。PHP支持 SQLite数据库并提供接口代码。在Linux系统下，PHP脚本可以轻松访问和管理数据库，心 电数据和管理参数等数据均可由SQLite数据库管理。
[0190] 利用ARM-Linux交叉编译技术，将Lighttpd、PHP、SQLite编译成微处理器可以运 行的格式文件。将用PHP语言嵌入HTML语言编辑的PHP脚本复制到嵌入式设备的相应路 径。配置Web服务器参数文件，设置根目录路径、FastCGI信息、服务器基本信息等。启动 微处理器中的Web服务器可执行程序，此时Web服务已经建立。用户可以通过电脑、手机等 智能用户终端接入无线网络，在浏览器输入IP地址，即可登录管理系统。
[0191] 本发明可监测的数据指标包括：母体心率、胎儿心率、胎儿缺氧状况指标等。上述 无线胎儿心电监测系统采集到的孕妇腹壁心电信号是包含众多成分的混合信号，其中胎儿 心电信号是关注的有效成分。在多种成分之中，母体心电信号通常是一个非常显著的干扰 信号，而其幅值又远远大于胎儿心电信号。除此之外，还有多种其它干扰成分混在腹壁心电 之中，包括基线漂移、工频干扰、母体肌电干扰、母体呼吸干扰、电磁干扰等。
[0192] 微处理器获取胎儿心率的过程，主要包括腹壁心电的预处理、母体心电定位、母体 心电消除、胎儿心电定位等步骤，与图2所述一致。
【主权项】
1. 一种由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：包括腹壁心电信号预处 理、母体心电的定位、母体心电的去除和胎儿心电定位四个步骤： (1) 腹壁心电信号预处理： 采用小波去噪方法分别去除低频噪声和高频噪声，得到母体心电和胎儿心电的混合信 号； (2) 母体心电R波的定位： 对预处理后的腹壁心电信号进行小波分解，在小波变换域中，找到模极大值点，并根据 模极大值点与R波波峰的关系得到R波位置； (3) 母体心电的去除： 在完成母体心电R波定位后，将相邻R波波峰之间的波形分别提取出来，累加求平均， 得到母体心电模板；按原有顺序分别连接构造完整母体心电模板；将预处理后的腹壁心电 信号所有母体R波波峰位置前后0.05秒期间的波形提取出来，替代所述完整母体心电模板 的相应位置，得到调整后的母体心电模板；将预处理后的腹壁心电信号与调整后的母体心 电模板做差，就去除了共同的母体心电成分，剩余部分即为胎儿心电信号； (4) 胎儿心电定位： 对得到的胎儿心电信号通过心电R波识别算法对胎儿心电R波进行定位，得出胎儿心 率； 在定位R波之前，首先将胎儿心电信号进行滤波，去除频率〇-2Hz的成分，以减小步骤 (3)中做差产生的新的噪声干扰，使用小波变换模极大值方法定位胎儿心电R波；对识别R 波后的胎儿心动周期进行优化调整，根据以下公式获得胎儿心率：式中HR为平均胎儿心率，Nk为胎儿R波总个数，X 1K为最后一个R波位置的采样点数， Xft为首个R波所在位置采样点数，fs为采样率，计算得到的平均胎儿心率单位为次/分钟。2. 根据权利要求1所述的由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：所述 步骤（1)中采用小波去噪方法分别去除低频噪声和高频噪声的具体过程是：①去除低频噪 声，采用c〇if5小波将腹壁心电信号进行尺度为6的分解，将6尺度的低频系数置零并重构 腹壁心电信号，以消除低频噪声干扰；②去除高频噪声，采用coif5小波，对腹壁心电信号 进行尺度为3的分解，使用软阈值法去除高频噪声，最后重构心电信号。3. 根据权利要求1所述的由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：所述 步骤（2)中得到R波位置的具体实现过程如下： ① 分别在2-16尺度对腹壁心电信号进行sym2小波变换，记其分解系数i = 2, 3,…，16 ;构造矩阵F = [f2;f 3;. . . ;f 16]，其中心为行向量，记f为F的列值求和； ② 求f的极大值和极小值，分别记为fmax和f min，设系数a = 0. 5,阈值Thmax= f max*a， Thmin= f min*a，对f求大于Thmax和小于Th min的时间点坐标，记Ioca序列； ③ 得到Ioca序列后，定义时间阈值T，遍历Ioca序列，对两点之间时间小于T的删除后 面的点；循环上述操作，直至任意两点间隔大于T ; ④ 以经过处理后的Ioca序列中的点为参考，在腹壁心电信号中检测该点周围模极大 值点，记为R波位置； 按照上述过程得到全部R波的位置，确定每个母体心电周期。4. 根据权利要求1所述的由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：所述 步骤⑷中对识别R波后的胎儿心动周期进行优化调整分为两个部分：重建与母体QRS波 重合的胎儿R波位置记录和修复异常R波漏检与误检； 重建与母体QRS波重合的胎儿R波位置记录的方法如下： ① 遍历所有母体QRS波位置所在的胎儿心电周期，记当前RR间期长度为Tm。 ② 获取此母体QRS波位置附近的10个胎儿心电周期，求均值并记为Tf，排除此10个周 期内长度大于Tf*l. 5或小于Tf*0. 7的周期，并获取最近的下一个周期递补，重复本步骤，直 至10个周期长度均不超出范围； ③ 如果Tm> T f*l. 7,认为此母体QRS波位置有胎儿R波存在，在此区域中点添加胎儿R 波标记； 修复异常R波漏检与误检的方法如下： ① 求所有心电周期的平均值，记为Ta; ② 假阳性R波去除：遍历每个心电周期，记某个心电周期为T，其前后心电周期分别记 为1'1和1'2，如果1'<0.51；，且組11(1'1，1' 2)+1'<1.21；，认为1'与祖11(1'1，1'2)之间的1?波为 假阳性，去除； ③ 假阴性R波添加：遍历每个心电周期，记某个心电周期为T，如果T > I. 7Ta，认为T 周期内有一 R波为假阴性，在T中点位置添加一个R波标记。5. -种由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的无线胎儿心电监测系统，包括微处理器、 信号采集模块、存储模块和无线网络模块，存储模块和无线网络模块连接在微处理器上，信 号采集模块包括依次连接的心电电极、心电放大器和A/D转换器，A/D转换器与微处理器连 接；其特征是： 心电电极采集孕妇腹壁心电信号，腹壁心电信号由心电放大器放大后经过A/D转换器 转换成数字信号，由微处理器获取并存于存储模块中，微处理器完成以下操作，获取胎儿心 率： (1) 腹壁心电信号预处理： 采用小波去噪方法分别去除低频噪声和高频噪声，得到母体心电和胎儿心电的混合信 号； (2) 母体心电R波的定位： 对预处理后的腹壁心电信号进行小波分解，在小波变换域中，找到模极大值点，并根据 模极大值点与R波波峰的关系得到R波位置； (3) 母体心电的去除： 在完成母体心电R波定位后，将相邻R波波峰之间的波形分别提取出来，累加求平均， 得到母体心电模板；按原有顺序分别连接构造完整母体心电模板；将预处理后的腹壁心电 信号所有母体R波波峰位置前后0.05秒期间的波形提取出来，替代所述完整母体心电模板 的相应位置，得到调整后的母体心电模板；将预处理后的腹壁心电信号与调整后的母体心 电模板做差，就去除了共同的母体心电成分，剩余部分即为胎儿心电信号； (4) 胎儿心电定位： 对得到的胎儿心电信号通过心电R波识别算法对胎儿心电R波进行定位，得出胎儿心 率；对获取的胎儿心率，通过无线网络模块传输至用户终端。
【专利摘要】一种由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法及系统，该方法包括(1)腹壁心电信号预处理；(2)母体心电的定位，得到R波的位置；(3)母体心电的去除，得到胎儿心电信号；(4)胎儿心电定位，得出胎儿心率。该系统包括微处理器、信号采集模块、存储模块和无线网络模块。本发明有效地从腹壁混合心电中去除了各种噪声干扰，由腹壁心电信号中准确提取胎儿心电信号，获取了胎心率等重要生理指标关键，将数据采集和处理在微处理器中完成，再利用无线的方式连接心电监测系统和用户终端，不需要在孕妇身上连接导联线，便于携带、使用方便、可供孕妇长期随时自行监测胎儿状况。
【IPC分类】A61B5/0402, A61B5/0444
【公开号】CN104887220
【申请号】CN201510339133
【发明人】刘常春, 于忠瀚, 杨静
【申请人】山东大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月18日