本发明涉及了一种用于监测胎儿心率及母腹压力的医疗诊断设备。
现有技术的胎儿监护仪一般都采取探头探测转换信号-前端模拟处理-后端数字处理-打印和显示处理结果的结构。例如目前使用的HP-8040，COROWETRICS-115等胎儿监护仪，由于根据孕妇不同体型特点，要求探头不仅在15CM的深度处远场具有灵敏度高、波瓣宽度大，而且在5CM左右的深度处近场也具有良好的高灵敏度和宽波束，采用完全以硬件来实现心率直接相关计算法，需耗用处理单元大量的时间，则使系统的实现难度提高、造价升高。而且打印输出一般采用热阵打印机，这种打印机虽噪声较小，但却有自身造价较高，消耗热敏打印纸的费用大且热敏纸在高温和潮湿的环境下不利于保存等缺点。也有少数胎儿监护仪采用热笔记录仪等其它记录设备，但各种笔式记录设备存在不易于写字，不易于连续进纸方式和机械磨损较快等缺点，故应用也受限制。
本发明的目的在于提供一种采用快速相关算法，减少硬件开销，造价低，消耗费用少的新结构胎儿监护仪。
本发明在结构上更多地采用了标准的个人计算机技术，以个人计算机PC/XT的母板作为整机的母板，将各个功能模块如模拟处理板、数字处理板、显示/键盘接口板及打印驱动板分别与母板进行接口。因此，可以充分和用PC/XT母板的功能，使得 数据存储能力和I/O能力都有增加，同时，系统的可扩展性也大大加强。利用个人计算机的通讯技术，监测的数据可以很容易地发送出。另外采用这种结构后，可以方便地利用点阵式打印机来取代市场上一般胎儿监护仪中所使用的热阵打印机，这样就可以用普通打印纸代替热敏打印纸，这样不仅降低了整机成本，而且降低了在使用胎儿监护仪进行监护的日常消耗。
本发明的附图说明如下：
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的数字处理板电路框图。
图3是本发明数字处理板与母板的通信接口。
图4是数字处理板上的软件流程图。
图5是本发明的打印机驱动软件流程图。
如图1所示的结构图，用个人计算机PC/XT的母板作为整机的母板，将各个功能模块如模拟处理板、数字处理板、显示/键盘接口及打印驱动板等分别与母板进行接口，因此可充分利用PC/XT母板的功能，使得数据存储能力和I/O能力都有增强，同时系统的可扩展性也大大增加。图1中的数字处理板和母板各有一片微处理器，两个处理器各自带有自己的存储器，同时，各自按不同的指令工作，形成了一个多处理器系统，其中母板上的处理器进行I/O和数据管理工作，而数字处理板上的处理器则主要完成对由超声通道输入的原始数据进行相关计算，得到心率数据。两个处理器之间以握手方式进行通讯，通讯的完成是靠PC/XT上的中断来进行的。这种双处理器的结构用于胎儿监护仪，主要是针对在处理心率数据时运用相关运算而产生的运算 量过大的问题，这样的解决方式，在硬件开销较少的情况下提供了一条较容易实现的道路。配合图3，数字处理板与母板的通信接口构成是由数据传输口、状态读取口和中断申请机构来完成的，通过发出命令指示，母板启动数字处理板的传输数据过程，这个过程通过数字处理板检测其状态口的状态指示开始，得到母板命令，通过写传输口来启动中断请求，使母板进入中断服务，中断服务过程则使母板读取存放在数字板上的传输口中的数据，这个数据由于母板的状态指示而成为可标识类的数据。通过这样握手通信过程，达到耗时小，可靠性高、可以读取多类数据的要求。数据传送部份的电路主要由两个8D的数据锁存器，一个D触发器和若干OR门构成，将数字板内部点线上的数据线连至数据传输的锁存器的D输入端和状态数据锁存器的D输出端，将母板点线上的数据线连至数据传输的锁存器的D输出端和状态数据锁存器的D输入端，D触发器的置“1”端接系统RESET信号，在系统启动之初将D触发器RESET，以数字板上处理器发命令（ RD与状态口地址同时有效）从状态锁存器的D输出端读出状态数据。然后，数字板上处理器发命令（ WR与传输口地址译码）将所要传送的数据送往数据传输口，同时，这个信号使D触发器状态反转，Q端变为“1”，向母板发出了中断请求申请，当母板上处理器读出传输口的D输出端时（此时母板发出的 RD和口地址译码信号同时有效），此信号对触发器同时清零，从而允许下次中断申请提出。在紧接着的动作中，母板发出命令写状态口（母板发出的 WR与口地址同时有效），从而将状态送入数字板，这样，最后完成了一次握手的数据传递过程。在数字处理 板处理超声通道数据时采用快速相关算法，当超声通道的原始多普勒心率信号经A/D变换送入数字处理板后，没有直接对这些数据进行自相关运算以求出其周期，因为如果这样做，将会产生很大的运算量。本发明中采用了如图4的数字处理板软件流程，其中快速相关计算心率流程如下：
1.输入适当长度的序列，这个长度由上一心率节拍的周期在不同条件下乘以一经验系数而确定。
2.在这个序列中找出所有峰值点，用峰值点形成一个新序列。
3.对新的峰值点序列进行自相关运算。
4.在自相关运算后得到的序列中判断有设有合理的非零最大值点，合理性的判断由经验判据决定。
5.对存在的合理最大值点附近的原始数据进行自相关，相关值只需5-10点，找出这里的最大值点做为周期点。
6.如果不存在合理的最大值点，则利用判据决定次最大点是否可以代替最大点。如可以进行5中的工作，如果不可以，则做出拒判的决定。
7.根据得到的心率周期，预测出下一节拍的心率周期范围，并以此为根据，滑动移动序列输入新数据。
在流程中，不可屏敝中断被响应后，执行不可屏敝中断服务程序，该程序控制数字处理板上处理器从A/D变换器中读入四个通道的数据，流程中的以快速相关计算心率即按照上述的7个步骤进行心率计算。本发明使用了一个9针的点阵式打印机，通过一个打印驱动板，这个打印机与母板相连，数字处理板求得 的心率数据首先传送给系统母板，这个母板再将数据发送给打印驱动板，打印驱动板根据打印机的状态信号将数据送至打印机，打印机以图形方式和字符方式交替工作，在描绘完图形后，不进纸就转换方式，可使字符与图形叠加，打印机的横向分辨率为120点/英寸，设置的纸宽为13.3cm，走纸速度最少达到2cm/分钟。图5为本发明点阵打印机驱动程序。
本发明与现有技术相比，具有功能强、灵敏度高、计算快、造价低、消耗少等优点。