【摘 要】
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子宫肌电和胎儿心电信号检测对孕妇及腹中胎儿具有非常重要的作用。当前,医学广泛应用胎儿心电监护仪和肌电生物反馈仪,这些设备只能单独进行子宫肌电检测或胎儿心电信号检测。本项研究可以为孕妇及腹中胎儿提供全方位检查,精确度更高,操作更便利,功能性更强。子宫肌电信号可以指示产妇的疼痛,从而可以为产妇及时提供镇痛。胎儿心电信号检测还可以用于早期胎儿心脏疾病的诊断,这对于优生具有重要的临床意义。本文设计一种新型
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子宫肌电和胎儿心电信号检测对孕妇及腹中胎儿具有非常重要的作用。当前,医学广泛应用胎儿心电监护仪和肌电生物反馈仪,这些设备只能单独进行子宫肌电检测或胎儿心电信号检测。本项研究可以为孕妇及腹中胎儿提供全方位检查,精确度更高,操作更便利,功能性更强。子宫肌电信号可以指示产妇的疼痛,从而可以为产妇及时提供镇痛。胎儿心电信号检测还可以用于早期胎儿心脏疾病的诊断,这对于优生具有重要的临床意义。本文设计一种新型人体电信号放大器,高精度一体化检测装置;本系统采用了共用信号通道,三导联六路信号同步采集子宫肌电和胎儿心电信号。系统硬件由信号调理电路、单片机控制电路、开关电源电路与USART通信接口电路共同构成。其中信号调理电路是其关键部分,主要涵盖了前置放大电路、滤波电路、程控放大电路和模数转换(ADC)模块,完成对子宫肌电和胎心电信号的获取、放大和模数转换并滤除干扰信号。前置放大电路采用先进的仪表放大器AD8422,它具有低功耗、低噪声、低失真等优点;程控放大电路和ADC模块采用生物电信号放大器ADS1298,可以进行多通道同步采样,实现孕妇腹部电信号可编程增益放大及24位模数转换。单片机控制电路选用了STM32F103VET作为系统的主控芯片,负责系统运行、各模块功能控制与数据传送。系统软件部分采用子模块设计,包括STM32模块、ADS1298模数转换模块和上位机软件,将子宫肌电与胎儿心电模拟信号转换成数字信号,然后利用SPI和串口通信传输将数字信号至PC上位机显示。软件处理过程中采用匹配滤波算法,实现子宫肌电和胎儿心电信号的精确提取。最后是系统性能指标测试,对输入阻抗、共模抑制比等主要性能指标测试,测试结果表明所有技术指标均已达到设计要求。
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