基于盲分離提取胎兒心電的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、胎兒心電信號(hào)是最能反映胎兒心臟活動(dòng)全貌的生理信號(hào)。它為孕婦和胎兒的安全提供了一個(gè)重要的方法。當(dāng)胎兒出現(xiàn)異常時(shí)，胎兒心電圖形態(tài)的變化比基于超聲多普勒的胎心率電子監(jiān)護(hù)和胎心宮縮監(jiān)護(hù)等指標(biāo)的變化發(fā)生得更早、更敏感，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)胎兒缺氧、臍帶纏繞等妊娠期或分娩期的病理情況以便及早采取措施來(lái)保證胎兒健康，降低圍產(chǎn)期胎兒的發(fā)病率和死亡率。
　　為了獲取胎兒的心電信號(hào)，可以采用一種非侵入式方法，在母親腹部貼近胎兒心臟的位置放置電極，獲取信噪比較高

2、的胎兒心電信號(hào)。然而，從母親腹部采集到的原始混疊心電信號(hào)不可避免的混疊了各種干擾和噪聲，如工頻干擾、基線(xiàn)漂移、肌電偽跡、母親心電信號(hào)等。在這些噪聲中，除了母親心電信號(hào)以外的所有其他噪聲都可以采用傳統(tǒng)的去除噪聲的方法;然而母親心電是幅值最大的噪聲，且胎兒心電信號(hào)與母親心電信號(hào)在時(shí)間和頻域上會(huì)相互疊加。因此，從腹部混合心電信號(hào)中提取出胎兒心電信號(hào)是非常困難的。本課題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種胎兒心電信號(hào)提取系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包含三個(gè)部分:多通道信號(hào)采集硬

3、件系統(tǒng)，心電信號(hào)分離系統(tǒng)以及信號(hào)顯示系統(tǒng)。
　　多通道信號(hào)采集硬件系統(tǒng)主要包括四個(gè)模塊:母親心電信號(hào)模塊、腹部混合心電信號(hào)模塊、胎兒心音信號(hào)模塊以及嵌入式控制系統(tǒng)模塊。由于母親心電信號(hào)通道與腹部混合心電信號(hào)通道功能相似，實(shí)施時(shí)對(duì)二者共有的部分功能進(jìn)行合并。這兩部分電路主要包括模擬濾波電路和模數(shù)轉(zhuǎn)化電路，對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和數(shù)字化的工作。而胎心音信號(hào)模塊主要由低通濾波器、放大電路和后級(jí)處理等模擬電路組成，該模塊利用控制器芯片內(nèi)高度

4、集成的ADC實(shí)現(xiàn)胎兒心音信號(hào)數(shù)字化。嵌入式控制系統(tǒng)模塊的功能是響應(yīng)PC上位機(jī)的命令，根據(jù)該命令實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍芯片的控制，并將數(shù)字化的心電信號(hào)以及心音信號(hào)通過(guò)串口傳送到PC上位機(jī)。多通道信號(hào)采集硬件系統(tǒng)是保證系統(tǒng)獲取清晰信號(hào)的關(guān)鍵。
　　心電信號(hào)分離系統(tǒng)主要是在獲取母親及胎兒心電R波位置的基礎(chǔ)上利用基于斜投影的單通道心電信號(hào)的半盲分離方法從腹部混合信號(hào)中提取胎兒心電信號(hào)。
　　信號(hào)顯示系統(tǒng)主要是利用ActiveX控件實(shí)現(xiàn)PC上位機(jī)