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1、(10)申请公布号 CN 103211593 A (43)申请公布日 2013.07.24 CN 103211593 A *CN103211593A* (21)申请号 201310148130.5 (22)申请日 2013.04.26 A61B 5/0444(2006.01) (71)申请人 西安电子科技大学 地址 710071 陕西省西安市太白南路 2 号西 安电子科技大学 (72)发明人 刘鹏 刘晓明 杨帆 王强 (54) 发明名称 一种基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统 (57) 摘要 本发明公开了一种基于 LABVIEW 平台的胎儿 心电采集系统， 主要解决针对频繁的胎儿检测。
2、与 医疗条件落后地区胎儿心电检测困难， 有利于解 决对胎儿的发育情况进行评估， 同时可以提供医 护人员对孕妇进行产前指导与治疗。包括心电采 集贴片模块 （1） 、 屏蔽导线 （2） 、 心电采集电路模 块 （3） 、 与上位机 （4） ； 心电采集贴片模块 （1） 通过 屏蔽导线 （2） 与心电采集电路模块 （3） 部分连接 ； 心电采集电路模块 （3） 与上位机 （4） 通过无线传 输通信， 都是串口连接， 上位机 （4） 存储相关心电 信息， 并可上传至专家电脑端， 专家提供相应的指 导意见。 本发明具有易操作、 使用安全、 普及率高、 成本低、 易携带等的优点， 可应用与社区诊所及其 医。
3、疗条件落后地区的胎儿发育的评估。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103211593 A CN 103211593 A *CN103211593A* 1/1 页 2 1. 一种基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 主要包括心电采集贴片 模块 （1） 、 屏蔽线 （2） 、 心电采集电路模块 （3） 、 上位机 （4） ； 心电采集贴片 （1） 通过屏蔽线 （2） 与心电采集电路模块 （3） 连接， 心电采集。
4、电路模块 （3） 通过无线传输与上位机 （4） 连接 ； 所述心电采集贴片模块 （1） 包括氯化银电极贴片 （5） 、 第一金属按扣 （6） 、 第二金属按 扣 （7） 、 心电贴片外壳 （8） ； 氯化银电极贴片 （5） 的反面设有第一金属按扣 （6） ， 第一金属按 扣 （6） 、 第二金属按扣 （7） 通过镶嵌连接， 心电贴片外壳 （8） 将嵌合体包裹在其中 ； 所述心电采集电路模块 （3） ， 包括心电采集电路 （9） 、 嵌入式控制电路 （10） 、 无线传输 模块 (11） 、 电源模块 （12） ， 心电采集电路 （9） 与嵌入式控制电路 （10） 连接， 嵌入式控制电路 （10。
5、） 将信号通过无线传输模块 （11） 发送到上位机 （4） ， 电源模块 （12） 提供给心电采集电路 （9） 、 嵌入式控制电路 （10） 、 无线传输模块 (11） 电源 ； 所述心电采集电路 （8） , 包括前置放大电路、 两级放大电路、 滤波电路、 电压抬升电路、 陷波电路 ； 所述上位机 （4） ， 主要由 LABVIEW 设计的上位机显示程序， 对采集到的胎儿心电信号进 行后期的处理， 并且实时显示， 同时将采集到的胎儿心电信息存储到上位机中， 可以随时进 行调用， 也可上传到医院专家电脑端进行健康评估 ； 所述嵌入式控制电路 （10） ， 包括 AD 模数转换电路、 串口电路 ；。
6、 所述嵌入式处理电路 （10） 根据上位机 （4） 的要求将数据通过串口发送给上位机 （4） 的数据处理， 数据通过上位 机的 LABVIEW 的程序进行处理分析， 根据实际测量精度的需要， 将母体腹部采集的信号， 母 体心电与胎儿心电的混合信号进行提取并进行处理 ； 所述无线传输模块 （11） ， 包括无线发送模块、 无线接收模块 ； 无线发送模块与嵌入式 控制电路 （9） 相连接， 无线接收模块与上位机 （4） 连接， 都为串口方式连接。 2.根据权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 心电采 集贴片模块 （1） 中的导线是由四根有可插拔头的屏蔽导线构成。。
7、 3.根据权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 心电采 集电路模块 （1） 包括两组心电采集的设备， 共同组成 4 导联的心电采集系统。 4.根据权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 无线传 输模块 （3） 包括蓝牙发送模块和蓝牙接收模块， 蓝牙发送模块与心电采集电路模块 （2） 连 接， 蓝牙接收模块与上位机 （4） 连接。 5.根据权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 电源模 块 （12） 包括输出为 6 伏和 3.3 伏的外部电源， 供心电采集电路模块 （1） 正常工作。 6.根据。
8、权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 嵌入式 控制电路 （10） ， 包括 STM32 处理器、 JTAG 接口电路、 实时时钟电路和串口通信电路 ； JTAG 接 口电路、 实时时钟电路分别与 STM32 处理器连接， STM32 处理器通过串口无线通信电路与上 位机 （4） 相连。 7.根据权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 上位机 （4） 包括是由 LABVIEW 软件编写的实时显示保存程序， 实时显示采集到的心电信号。 8.根据权利要求1所述的基于LABVIEW平台的胎儿心电采集系统， 其特征在于， 上位机 （4。
9、） 所采集到的实时数据上传到医院专家的电脑端， 进行健康检测。 权 利 要 求 书 CN 103211593 A 2 1/4 页 3 一种基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统 技术领域 0001 本发明属于医疗器械技术领域， 涉及一种胎儿的心电信息的检测设备， 具体地说， 涉及一种基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统。 背景技术 0002 目前全世界每年约有 2000 万的新生儿降生， 但辐射、 空气污染等影响婴儿在母体 内患病的几率也随着环境的变化日趋增大， 所以对于新生儿在母体内的发育的详细状况需 要更加的关注， 于此同时科研机构对胎儿心电的研究也越来越多。 0003 胎儿。
10、心电的研究是生命科学领域的热点与难点问题， 随着生命学技术的进步， 胎 儿心电监测胎儿的发育情况也遇到的前所未有的机遇。但胎儿心电监测技术的研究， 需要 有普及率高、 可携带的、 低成本的形式， 且能够与多种医疗环境兼容的实验设备。目前采用 胎儿心电图机作为心电采集监测设备。这种心电监测设备存在以下不足 ： 0004 1） 通过超声检测胎儿的心率， 超声对胎儿的发育有影响 ； 0005 2） 操作复杂、 体积大、 携带不方便， 成本高， 普及率低 ； 0006 3） 与上位机通信复杂， 数据不开放， 不能够上传到网络及医疗专家的电脑端。 发明内容 0007 为了克服现有技术中的缺陷， 解决上述。
11、技术问题， 本发明提供一种操作简单、 安全 性高、 成本低的、 易携带、 普及率大的基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统， 以实现在家 庭中自主操作， 或医疗条件落后的环境中进行胎儿生长发育的状况的检测， 并且把当前心 电数据实时传输到医疗条件先进地区的上位机中或网络端。 0008 其技术方案如下 ： 0009 一种基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统， 主要包括心电采集贴片模块 1、 屏蔽 线 2、 心电采集电路模块 3、 上位机 4 ； 心电采集贴片模块 1 通过屏蔽线 2 与心电采集电路模 块 3 连接， 心电采集电路模块 3 通过无线传输与上位机 4 连接 ； 0010。
12、 所述心电采集贴片模块 1 包括氯化银电极贴片 5、 第一金属按扣 6、 第二金属按扣 7、 心电贴片外壳 8 ； 氯化银电极贴片 5 的反面设有第一金属按扣 6， 第一金属按扣 6、 第二金 属按扣 7 通过镶嵌连接， 心电贴片外壳 8 将嵌合体包裹在其中 ； 0011 所述心电采集电路模块 3， 包括心电采集电路 9、 嵌入式控制电路 10、 无线传输模 块 11、 电源模块 12， 心电采集电路 9 与嵌入式控制电路 10 连接， 嵌入式控制电路 10 将信号 通过无线传输模块 11 发送到上位机 4， 电源模块 12 提供给心电采集电路 9、 嵌入式控制电 路 10、 无线传输模块 1。
13、1 电源 ； 0012 所述心电采集电路 8, 包括前置放大电路、 两级放大电路、 滤波电路、 电压抬升电 路、 陷波电路 ； 0013 所述上位机 4， 主要由 LABVIEW 设计的上位机显示程序， 对采集到的胎儿心电信号 进行后期的处理， 并且实时显示， 同时将采集到的胎儿心电信息存储到上位机中， 可以随时 说 明 书 CN 103211593 A 3 2/4 页 4 进行调用， 也可上传到医院专家电脑端进行健康评估 ； 0014 所述嵌入式控制电路 10， 包括 AD 模数转换电路、 串口电路 ； 所述嵌入式处理电路 10 根据上位机 4 的要求将数据通过串口发送给上位机 4 的数据处。
14、理， 数据通过上位机的 LABVIEW 的程序进行处理分析， 根据实际测量精度的需要， 将母体腹部采集的信号， 母体心 电与胎儿心电的混合信号进行提取并进行处理， 由于胎儿在发育的 12 周后出现心电信号， 胎儿的心电频率较母体的心电信号频率快且波幅短， 则可以将母体的心电信号从肢体导联 端进行提取， 并滤除微弱的胎儿心电信号， 进而可以从混合信号中的特征信息提取出来， 将 无用的信息滤除掉 ； 在对提取的出胎儿信号进行上位机的处理， 从而到达预期的目的。 0015 所述无线传输模块 11， 包括无线发送模块、 无线接收模块 ； 无线发送模块与嵌入 式控制电路 9 相连接， 无线接收模块与上位。
15、机 4 连接， 都为串口方式连接。 0016 进一步优选， 心电采集贴片模块 1 中的导线是由四根有可插拔头的屏蔽导线构 成。 0017 进一步优选， 心电采集电路模块1包括两组心电采集的设备， 共同组成4导联的心 电采集系统。 0018 进一步优选， 无线传输模块 3 包括蓝牙发送模块和蓝牙接收模块， 蓝牙发送模块 与心电采集电路模块 2 连接， 蓝牙接收模块与上位机 4 连接。 0019 进一步优选， 电源模块 12 包括输出为 6 伏和 3.3 伏的外部电源， 供心电采集电路 模块 3 正常工作。 0020 进一步优选， 嵌入式控制电路 10， 包括 STM32 处理器、 JTAG 接口。
16、电路、 实时时钟电 路和串口通信电路 ； JTAG 接口电路、 实时时钟电路分别与 STM32 处理器连接， STM32 处理器 通过串口无线通信电路与上位机 4 相连。 0021 进一步优选， 上位机4包括是由LABVIEW软件编写的实时显示保存程序， 可以实时 显示采集到的心电信号。 0022 进一步优选， 上位机 4 所采集到的实时数据也可及时的上传到医院专家的电脑 端， 进行健康检测。 0023 本发明的有益效果 ： 0024 1、 本发明由于将心电采集电路集成化， 小型化， 不仅体积小、 方便携带及其操作， 而且医疗条件落后的地区能够很好的使用。 0025 2、 本发明采用独立化可拆。
17、卸的设计方式， 采集仪器拆卸和组装都很当便， 不需要 较大的空间。 0026 3、 本发明的心电采集设备的对称导联采集两端的信号， 进行信号的实时相减， 得 到实时的精确心电信号。 0027 4、 本发明由于采用上位机 LABVIEW 程序实时显示及其保存数据， 实验人员可以根 据实际需要在上位机中设定具体的需要的参数， 并且可以把所需要的参数数据上传到网络 客户端及其医院专家电脑端， 便于专家分析。 附图说明 0028 图 1 是本发明基于 LABVIEW 平台的胎儿心电采集系统的整体结构示意图 ； 0029 图 2 是本发明中的心电采集贴片模块结构示意图 ； 说 明 书 CN 103211。
18、593 A 4 3/4 页 5 0030 图 3 是本发明中的心电采集电路模块原理图 ； 0031 图 4 是本发明中的上位机显示示意图。 具体实施方式 0032 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。 0033 参照图 1， 本发明系统， 包括心电采集贴片模块 1、 屏蔽线 2、 心电采集电路模块 3、 上位机 4 ； 心电采集贴片 1 通过屏蔽线 2 与心电采集电路模块 3 连接， 心电采集电路模块 3 通过无线传输与上位机 4 连接 ； 0034 所述心电采集贴片模块 1， 包括氯化银电极贴片 5、 第一金属按扣 6、 第二金属按扣 7、 心电贴片外壳 8 ； 0。
19、035 所述心电采集电路模块 3， 包括心电采集电路 9、 嵌入式控制电路 10、 无线传输模 块 11、 电源模块 12 ； 0036 所述心电采集电路 8, 包括前置放大电路、 两级放大电路、 滤波电路、 电压抬升电 路、 陷波电路 ； 0037 所述嵌入式控制模块 10， 包括 AD 模数转换电路、 串口电路 ； 该嵌入式处理电路根 据上位机4的要求将数据通过串口发送给上位机4的数据处理， 数据通过上位机的LABVIEW 的程序进行处理分析， 根据实际测量精度的需要， 将母体腹部采集的信号 （即母体心电与胎 儿心电的混合信号） 进行提取并进行处理， 由于胎儿在发育的12周后出现心电信号，。
20、 胎儿的 心电频率较母体的心电信号频率快且波幅短， 则可以将母体的心电信号从肢体导联端进行 提取， 并滤除微弱的胎儿心电信号， 进而可以从混合信号中的特征信息提取出来， 将无用的 信息滤除掉 ； 在对提取的出胎儿信号进行上位机的处理， 从而到达预期的目的。 0038 所述无线传输模块 11， 包括无线发送模块， 无线接收模块 ； 无线发送模块与 STM32 的信号端连接， 无线接收模块与上位机 4 连接， 都为串口方式连接 ； 0039 所述上位机 4， 主要由 LABVIEW 设计的上位机显示程序， 对采集到的胎儿心电信号 进行后期的处理， 并且实时显示， 同时将采集到的胎儿心电信息存储到上。
21、位机中， 可以随时 进行调用， 也可上传到医院专家电脑端进行健康评估。 0040 本发明的工作原理如下 ： 0041 将心电采集贴片模块1的氯化银电极贴片5置于被试者腹部肚脐两侧的皮肤处及 其手掌后靠手臂两到三指的脉搏处， 将腹导联和肢体导联连接好， 打开电源， 连接心电采集 电路模块 3 与上位机 4， 保证在工作时心电采集电路模块 3 与上位机 4 的正常通信。 0042 在心电采集贴片模块 1 中将采集到的两组心电信息经过前置放大电路、 将信号进 行一次放大， 在经过两级放大电路将信号进行再一次的放大， 然后心电信号经过滤波电路， 将干扰信号进行滤波去除掉， 再经过电压抬升电路、 陷波电。
22、路， 对采集的信号进一步处理。 0043 在上位机 4 中设定显示界面， 嵌入式控制电路根据上位机设定开始接受数据， 同 时控制 AD 转换电路把心电电压的模拟信号转换成数字信号， 再经过无线传输模块 11， 包 括无线发送模块， 无线接收模块 ； 无线发送模块 11 与嵌入式控制模块 10 相连接， 无线接收 模块与上位机 4 连接， 都为串口方式连接 ； 把当前测得心电数据在上位机中进行相应的处 理， 同时把当前测得正确的胎儿心电数据传输到上位机 4 中存储显示。 0044 被试者可以得到当前实时的胎儿心电的信息， 并将胎儿的心电信息存储到上位机 说 明 书 CN 103211593 A 。
23、5 4/4 页 6 中， 也可以及时上传至相应专家的电脑客户端， 便于专家的实时分析与诊断。 0045 上位机中存储显示的实际测得胎儿心电信息， 以供相关专家对胎儿生长的研究和 胎儿发育情况的评估。 0046 以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 本发明的保护范围不限于此， 任何熟 悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内， 可显而易见地得到的技术方案的简 单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103211593 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103211593 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103211593 A 8 。