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胎儿心电感知系统，硕士学位论文，共70页。
摘要
胎儿心电信号对评估胎儿的健康状况提供重要依据,实时感知胎儿心电信号并且进行分析判断具有重要的临床意义。然而,胎儿心电信号属于微弱生物信号且在采集胎儿心电信号的同时不免受母亲心电的混叠干扰;因此,胎儿心电信号的感知与分离成为了两个技术难点。目前,微弱胎儿心电信号的感知技术主要有传统的湿胶导联前置放大与新型微弱信号电容式耦合躯感器。胎儿心电分离代表性算法有:匹配滤波、自适应噪声抵消、小波变换法、主成成分分析、盲信号处理算法和独立成分分析算法等,但这些算法在胎儿心电分析仪的临床实际应用中并不是很理想。因此,选择一种精良且灵敏度高的躯感器和遴选一种易于工程实现的分离算法,使得易于便捷精巧的可佩戴胎儿感知便尤为重要。
鉴于上述原因,本论文在比较胎儿心电感知技术中选择EPIC感知电路用于灵敏的胎儿心电感知,在众多胎儿心电处理算法中选择Torkkola反馈网络用于清晰的胎儿心电提取。
论文完成的主要工作如下:
首先,介绍传统的湿胶导联前置釆集模块和新型的非接触式EPIC传感器等微弱心电信号的感知的方法;
其次,阐述在设计胎心电感知系统中用到的胎儿心电预处理算法和分析在胎儿心电系统中用到的分离算法;
第三,在胎心电感知系统的设计中,利用Torkkola反馈网络进行胎儿心电提取,进行了 Torkkola反馈网络算法的仿真、硬件加速实现;
最后,阐述胎儿心电感知系统的软件和硬件设计和提出可穿戴式胎儿心电信号传感系统的远景。
关键词:胎儿心电 躯感器 信号分离算法 Torkkola 反馈网络 可佩戴

第一章绪论
1.1课题研究背景和研究意义
随着科学技术的发展以及经济水平的不断提高,人们对健康问题日益重视:改善卫生条件和对优生优育更加重视。胎儿监护是现代产科中一项重要的监护手段,定期对胎儿进行监护可以获取腹中胎儿的一些基本生理参数进行分析。
然而,胎儿心电信是幅度非常小的微弱生物信号,不仅十分微小而且易受到干扰,比如噪声、工频干扰、基线漂移、母体肌电信号等,噪声信号波形的幅度要远大于胎儿心电信号波形的幅度,这使得胎儿心电信号常常被淹没在各种干扰噪声中。另外,由于胎儿心电信号会伴随着母亲心电信号的混合,使得我们观察清晰的胎儿心电变得困难。正是由于胎儿心电信号的感知与胎儿心电伴随母亲心电的混合这两个技术难点,△使得胎儿心电的感知系统要么采集不到信号要么由于胎儿心电信号得不到清晰提取而没有走向成功应用。
胎儿心电信号的准确提取具有重要的理论意义和临床应用价值。
胎儿心电是反映胎儿心脏活动状况的一项客观指标,通过对围产期胎儿心电的提取与分析可以确定胎儿心率、判断胎儿是否处于窘迫状态、检查多胎、分析胎儿心脏功能参数、预防新生儿疾病。获取胎儿的健康状况,有利于预防胎儿的某些疾病,避免胎儿在腹中或产程中的意外死亡。通过观察胎儿心电图能够较早地发现胎儿生长和发育异常,可以提早采用相应的措施,从而保证胎儿的健康,通过中止妊娠或者宫内
手术达到优生的目的。
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