專利名稱：一種基于labview平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，涉及一種胎兒的心電信息的檢測設備，具體地說，涉及一種基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)。
背景技術：
目前全世界每年約有2000萬的新生兒降生，但輻射、空氣污染等影響嬰兒在母體內患病的幾率也隨著環(huán)境的變化日趨增大，所以對于新生兒在母體內的發(fā)育的詳細狀況需要更加的關注，于此同時科研機構對胎兒心電的研究也越來越多。胎兒心電的研究是生命科學領域的熱點與難點問題，隨著生命學技術的進步，胎兒心電監(jiān)測胎兒的發(fā)育情況也遇到的前所未有的機遇。但胎兒心電監(jiān)測技術的研究，需要有普及率高、可攜帶的、低成本的形式，且能夠與多種醫(yī)療環(huán)境兼容的實驗設備。目前采用胎兒心電圖機作為心電采集監(jiān)測設備。這種心電監(jiān)測設備存在以下不足:I)通過超聲檢測胎兒的心率，超聲對胎兒的發(fā)育有影響；2)操作復雜、體積大、攜帶不方便，成本高，普及率低；3)與上位機通信復雜，數(shù)據不開放，不能夠上傳到網絡及醫(yī)療專家的電腦端。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術中的缺陷，解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種操作簡單、安全性高、成本低的、易攜帶、普及率大的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，以實現(xiàn)在家庭中自主操作，或醫(yī)療條件 落后的環(huán)境中進行胎兒生長發(fā)育的狀況的檢測，并且把當前心電數(shù)據實時傳輸?shù)结t(yī)療條件先進地區(qū)的上位機中或網絡端。其技術方案如下:一種基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，主要包括心電采集貼片模塊1、屏蔽線2、心電采集電路模塊3、上位機4 ;心電采集貼片模塊I通過屏蔽線2與心電采集電路模塊3連接，心電采集電路模塊3通過無線傳輸與上位機4連接；所述心電采集貼片模塊I包括氯化銀電極貼片5、第一金屬按扣6、第二金屬按扣
7、心電貼片外殼8 ;氯化銀電極貼片5的反面設有第一金屬按扣6,第一金屬按扣6、第二金屬按扣7通過鑲嵌連接，心電貼片外殼8將嵌合體包裹在其中； 所述心電采集電路模塊3，包括心電采集電路9、嵌入式控制電路10、無線傳輸模塊11、電源模塊12，心電采集電路9與嵌入式控制電路10連接，嵌入式控制電路10將信號通過無線傳輸模塊11發(fā)送到上位機4，電源模塊12提供給心電采集電路9、嵌入式控制電路10、無線傳輸模塊11電源；所述心電采集電路8，包括前置放大電路、兩級放大電路、濾波電路、電壓抬升電路、陷波電路；所述上位機4，主要由LABVIEW設計的上位機顯示程序，對采集到的胎兒心電信號進行后期的處理，并且實時顯示，同時將采集到的胎兒心電信息存儲到上位機中，可以隨時進行調用，也可上傳到醫(yī)院專家電腦端進行健康評估；所述嵌入式控制電路10，包括AD模數(shù)轉換電路、串口電路；所述嵌入式處理電路10根據上位機4的要求將數(shù)據通過串口發(fā)送給上位機4的數(shù)據處理，數(shù)據通過上位機的LABVIEW的程序進行處理分析，根據實際測量精度的需要，將母體腹部采集的信號，母體心電與胎兒心電的混合信號進行提取并進行處理，由于胎兒在發(fā)育的12周后出現(xiàn)心電信號，胎兒的心電頻率較母體的心電信號頻率快且波幅短，則可以將母體的心電信號從肢體導聯(lián)端進行提取，并濾除微弱的胎兒心電信號，進而可以從混合信號中的特征信息提取出來，將無用的信息濾除掉；在對提取的出胎兒信號進行上位機的處理，從而到達預期的目的。所述無線傳輸模塊11，包括無線發(fā)送模塊、無線接收模塊；無線發(fā)送模塊與嵌入式控制電路9相連接，無線接收模塊與上位機4連接，都為串口方式連接。進一步優(yōu)選，心電采集貼片模塊I中的導線是由四根有可插拔頭的屏蔽導線構成。 進一步優(yōu)選，心電采集電路模塊I包括兩組心電采集的設備，共同組成4導聯(lián)的心電米集系統(tǒng)。進一步優(yōu)選，無線傳輸模塊3包括藍牙發(fā)送模塊和藍牙接收模塊，藍牙發(fā)送模塊與心電采集電路模塊2連接，藍牙接收模塊與上位機4連接。進一步優(yōu)選，電源模塊12包括輸出為6伏和3.3伏的外部電源，供心電采集電路模塊3正常工作。進一步優(yōu)選，嵌入式控制電路10，包括STM32處理器、JTAG接口電路、實時時鐘電路和串口通信電路JTAG接口電路、實時時鐘電路分別與STM32處理器連接，STM32處理器通過串口無線通信電路與上位機4相連。進一步優(yōu)選，上位機4包括是由LABVIEW軟件編寫的實時顯示保存程序，可以實時顯示采集到的心電信號。進一步優(yōu)選，上位機4所采集到的實時數(shù)據也可及時的上傳到醫(yī)院專家的電腦端，進行健康檢測。本發(fā)明的有益效果:1、本發(fā)明由于將心電采集電路集成化，小型化，不僅體積小、方便攜帶及其操作，而且醫(yī)療條件落后的地區(qū)能夠很好的使用。2、本發(fā)明采用獨立化可拆卸的設計方式，采集儀器拆卸和組裝都很當便，不需要較大的空間。3、本發(fā)明的心電采集設備的對稱導聯(lián)采集兩端的信號，進行信號的實時相減，得到實時的精確心電信號。4、本發(fā)明由于采用上位機LABVIEW程序實時顯示及其保存數(shù)據，實驗人員可以根據實際需要在上位機中設定具體的需要的參數(shù)，并且可以把所需要的參數(shù)數(shù)據上傳到網絡客戶端及其醫(yī)院專家電腦端，便于專家分析。


圖1是本發(fā)明基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)的整體結構示意圖；圖2是本發(fā)明中的心電采集貼片模塊結構示意圖3是本發(fā)明中的心電采集電路模塊原理圖；圖4是本發(fā)明中的上位機顯示示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步詳細地說明。參照圖1，本發(fā)明系統(tǒng)，包括心電采集貼片模塊1、屏蔽線2、心電采集電路模塊3、上位機4 ;心電采集貼片I通過屏蔽線2與心電采集電路模塊3連接，心電采集電路模塊3通過無線傳輸與上位機4連接；所述心電采集貼片模塊1，包括氯化銀電極貼片5、第一金屬按扣6、第二金屬按扣
7、心電貼片外殼8 ;所述心電采集電路模塊3，包括心電采集電路9、嵌入式控制電路10、無線傳輸模塊11、電源模塊12 ；所述心電采集電路8，包括前置放大電路、兩級放大電路、濾波電路、電壓抬升電路、陷波電路；；所述嵌入式控制模塊10，包括AD模數(shù)轉換電路、串口電路；該嵌入式處理電路根據上位機4的要求將數(shù)據通過串口發(fā)送給上位機4的數(shù)據處理，數(shù)據通過上位機的LABVIEW的程序進行處理分析，根據實際測量精度的需要，將母體腹部采集的信號(即母體心電與胎兒心電的混合信號)進行提取并進行處理，由于胎兒在發(fā)育的12周后出現(xiàn)心電信號，胎兒的心電頻率較母體的心電信號頻率快且波幅短，則可以將母體的心電信號從肢體導聯(lián)端進行提取，并濾除微弱的胎兒心電信號，進而可以從混合信號中的特征信息提取出來，將無用的信息濾除掉；在對提 取的出胎兒信號進行上位機的處理，從而到達預期的目的。所述無線傳輸模塊11，包括無線發(fā)送模塊，無線接收模塊；無線發(fā)送模塊與STM32的信號端連接，無線接收模塊與上位機4連接，都為串口方式連接；所述上位機4，主要由LABVIEW設計的上位機顯示程序，對采集到的胎兒心電信號進行后期的處理，并且實時顯示，同時將采集到的胎兒心電信息存儲到上位機中，可以隨時進行調用，也可上傳到醫(yī)院專家電腦端進行健康評估。本發(fā)明的工作原理如下:將心電采集貼片模塊I的氯化銀電極貼片5置于被試者腹部肚臍兩側的皮膚處及其手掌后靠手臂兩到三指的脈搏處，將腹導聯(lián)和肢體導聯(lián)連接好，打開電源，連接心電采集電路模塊3與上位機4，保證在工作時心電采集電路模塊3與上位機4的正常通信。在心電采集貼片模塊I中將采集到的兩組心電信息經過前置放大電路、將信號進行一次放大，在經過兩級放大電路將信號進行再一次的放大，然后心電信號經過濾波電路，將干擾信號進行濾波去除掉，再經過電壓抬升電路、陷波電路，對采集的信號進一步處理。在上位機4中設定顯示界面，嵌入式控制電路根據上位機設定開始接受數(shù)據，同時控制A\D轉換電路把心電電壓的模擬信號轉換成數(shù)字信號，再經過無線傳輸模塊11，包括無線發(fā)送模塊，無線接收模塊；無線發(fā)送模塊11與嵌入式控制模塊10相連接，無線接收模塊與上位機4連接，都為串口方式連接；把當前測得心電數(shù)據在上位機中進行相應的處理，同時把當前測得正確的胎兒心電數(shù)據傳輸?shù)缴衔粰C4中存儲顯示。被試者可以得到當前實時的胎兒心電的信息，并將胎兒的心電信息存儲到上位機中，也可以及時上傳至相應專家的電腦客戶端，便于專家的實時分析與診斷。上位機中存儲顯示的實際測得胎兒心電信息，以供相關專家對胎兒生長的研究和胎兒發(fā)育情況的評估。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入 本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1.一種基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，主要包括心電采集貼片模塊(1)、屏蔽線(2)、心電采集電路模塊(3)、上位機(4);心電采集貼片(I)通過屏蔽線(2)與心電采集電路模塊(3)連接，心電采集電路模塊(3)通過無線傳輸與上位機(4)連接； 所述心電采集貼片模塊(I)包括氯化銀電極貼片(5)、第一金屬按扣(6)、第二金屬按扣(7)、心電貼片外殼(8);氯化銀電極貼片(5)的反面設有第一金屬按扣(6),第一金屬按扣(6)、第二金屬按扣(7)通過鑲嵌連接，心電貼片外殼(8)將嵌合體包裹在其中； 所述心電采集電路模塊(3)，包括心電采集電路(9)、嵌入式控制電路(10)、無線傳輸模塊(11)、電源模塊(12)，心電采集電路(9)與嵌入式控制電路(10)連接，嵌入式控制電路(10)將信號通過無線傳輸模塊(11)發(fā)送到上位機(4)，電源模塊(12)提供給心電采集電路(9)、嵌入式控制電路(10)、無線傳輸模塊(11)電源； 所述心電采集電路(8)，包括前置放大電路、兩級放大電路、濾波電路、電壓抬升電路、陷波電路； 所述上位機(4)，主要由LABVIEW設計的上位機顯示程序，對采集到的胎兒心電信號進行后期的處理，并且實時顯示，同時將采集到的胎兒心電信息存儲到上位機中，可以隨時進行調用，也可上傳到醫(yī)院專家電腦端進行健康評估；所述嵌入式控制電路(10)，包括AD模數(shù)轉換電路、串口電路；所述嵌入式處理電路(10)根據上位機(4)的要求將數(shù)據通過串口發(fā)送給上位機(4)的數(shù)據處理，數(shù)據通過上位機的LABVIEW的程序進行處理分析，根據實際測量精度的需要，將母體腹部采集的信號，母體心電與胎兒心電的混合信號進行提取并進行處理； 所述無線傳輸模塊(11)，包括無線發(fā)送模塊、無線接收模塊；無線發(fā)送模塊與嵌入式控制電路(9)相連接，無線接收模塊與上位機(4)連接，都為串口方式連接。
2.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，心電采集貼片模塊(I)中的導線是由四根有可插拔頭的屏蔽導線構成。
3.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，心電采集電路模塊(I)包括兩組心電采集的設備，共同組成4導聯(lián)的心電采集系統(tǒng)。
4.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，無線傳輸模塊(3)包括藍牙發(fā)送模塊和藍牙接收模塊，藍牙發(fā)送模塊與心電采集電路模塊(2)連接，藍牙接收模塊與上位機(4 )連接。
5.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，電源模塊(12)包括輸出為6伏和3.3伏的外部電源，供心電采集電路模塊(I)正常工作。
6.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，嵌入式控制電路(10)，包括STM32處理器、JTAG接口電路、實時時鐘電路和串口通信電路JTAG接口電路、實時時鐘電路分別與STM32處理器連接，STM32處理器通過串口無線通信電路與上位機(4)相連。
7.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，上位機(4)包括是由LABVIEW軟件編寫的實時顯示保存程序，實時顯示采集到的心電信號。
8.根據權利要求1所述的基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，其特征在于，上位機(4 )所采集到的實時數(shù)據上傳到醫(yī)院專家的電腦端，進行健康檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于LABVIEW平臺的胎兒心電采集系統(tǒng)，主要解決針對頻繁的胎兒檢測與醫(yī)療條件落后地區(qū)胎兒心電檢測困難，有利于解決對胎兒的發(fā)育情況進行評估，同時可以提供醫(yī)護人員對孕婦進行產前指導與治療。包括心電采集貼片模塊(1)、屏蔽導線(2)、心電采集電路模塊(3)、與上位機(4)；心電采集貼片模塊(1)通過屏蔽導線(2)與心電采集電路模塊(3)部分連接；心電采集電路模塊(3)與上位機(4)通過無線傳輸通信，都是串口連接，上位機(4)存儲相關心電信息，并可上傳至專家電腦端，專家提供相應的指導意見。本發(fā)明具有易操作、使用安全、普及率高、成本低、易攜帶等的優(yōu)點，可應用與社區(qū)診所及其醫(yī)療條件落后地區(qū)的胎兒發(fā)育的評估。
文檔編號A61B5/0444GK103211593SQ201310148130
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權日2013年4月26日
發(fā)明者劉鵬, 劉曉明, 楊帆, 王強 申請人:西安電子科技大學