一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710343068.3 (22)申请日 2017.05.16 (71)申请人 深圳市云传智联技术有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区西乡街 道固戍航城大道安乐工业区B2栋6楼 西 (72)发明人 段立新 王国强 吴亦执 彭楚金 罗丽 (51)Int.Cl. A61B 5/0205(2006.01) A61B 5/11(2006.01) A61B 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音 监护系统及装置 (57)摘要 本发。

2、明涉及一种基于压电技术的穿戴式被 动无源胎音监护系统及装置， 包括被动式信号感 知模块、 处理模块、 通信模块和显示模块， 被动式 信号感知模块感知胎儿和孕妇的各项生命体征 信号， 并通过处理模块实时对感知到的生命体征 信号进行处理， 显示模块接收并显示胎儿和孕妇 的各项生命体征信号的曲线， 被动式信号感知模 块与处理模块之间进行连接， 处理模块与显示模 块之间经通信模块连接。 24小时实时监护孕妇和 胎儿生命体征， 将胎儿和孕妇的生命体征信号波 动曲线对比分析， 异常时多方位报警； 同时有任 何疑问或问题一键咨询大数据平台在线医生； 有 助于及时发现异常， 及时采取措施； 灵敏度高、 测 量。

3、数据精确、 被动式安全无辐射， 使用方便、 用户 体验感好。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 107174222 A 2017.09.19 CN 107174222 A 1.一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统， 其特征在于， 包括被动式信号 感知模块、 处理模块、 通信模块和显示模块； 所述被动式信号感知模块感知胎儿和孕妇的各 项生命体征信号， 所述处理模块实时处理感知到的生命体征信号， 所述显示模块接收所述 处理模块输出的数据、 并显示， 所述被动式信号感知模块与处理模块之间进行连接， 所述处 理模块与显示模块之间经通信模块连接。 2.根据权利要求1所述的基于压电技术的。

4、穿戴式被动无源胎音监护系统， 其特征在于， 所述被动式信号感知模块为压电式传感器， 所述压电式传感器为压电薄膜传感器、 压电陶 瓷传感器或压电电缆传感器， 所述压电式传感器设置有用于屏蔽环境噪音的屏蔽单元。 3.根据权利要求2所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统， 其特征在于， 所述处理模块包括微控制器， 所述微控制器内存储有一算法， 所述微控制器接收所述被动 式信号感知模块输出的信号， 并根据存储的算法与所述被动式信号感知模块输出的信号比 较判断胎儿和孕妇生命体征信号是否处于正常范围内； 所述显示模块与所述微控制器进行 信息交互， 显示胎儿和孕妇生命体征信号曲线图。 4.根据权利要。

5、求3所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统， 其特征在于， 所述处理模块包括预警单元， 所述预警单元根据所述微控制器做出的不同的预警判断， 发 出不同的警报提示。 5.根据权利要求4所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统， 其特征在于， 还包括远端数据平台， 所述显示模块与远端数据平台之间经通信模块连接； 所述显示模块 与远端数据平台之间的通信模块连接方式为无线通信连接， 所述处理模块与显示模块之间 的通信模块连接方式为有线通信连接或无线通信连接。 6.一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置， 采用权利要求1-5任意一项所 述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统， 。

6、其特征在于， 包括胎音感知组件、 信号 处理组件、 定位组件和智能终端组件， 所述胎音感知组件固定于所述定位组件， 所述胎音感 知组件与信号处理组件进行连接， 所述信号处理组件与智能终端组件之间通信连接。 7.根据权利要求6所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置， 其特征在于， 所述胎音感知组件包括封装的多层介质、 压电式传感器和自屏蔽结构， 所述压电式传感器 为压电薄膜传感器、 压电陶瓷传感器或压电电缆传感器； 所述胎音感知组件固定于所述定 位组件内、 外表面， 所述胎音感知组件封存于所述定位组件内， 或所述定位组件设置有置物 袋、 所述胎音感知组件放置于所述置物袋内。 8.根据权利。

7、要求7所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置， 其特征在于， 所述压电式传感器包括第一组压电传感器和第二组压电传感器， 所述第一组压电传感器和 第二组压电传感器均固定于所述定位组件， 所述第一组压电传感器和第二组压电传感器分 别感知胎儿和孕妇的各项生命体征信号。 9.根据权利要求8所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置， 其特征在于， 所述定位组件外表面或内表面设置有放置所述信号处理组件的置物袋。 10.根据权利要求9所述的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置， 其特征在 于， 所述智能终端组件包括且不限于手机终端、 平板电脑终端或计算机终端， 所述信号处理 组件与智能终端。

8、组件之间的通信连接方式为有线通信连接或无线通信连接。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 107174222 A 2 一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统及装置 技术领域 0001 本发明属于胎音监护技术领域， 特别是涉及一种基于压电技术的穿戴式被动无源 胎音监护系统及装置。 背景技术 0002 胎音监护可以通过胎音监测， 监测胎儿和孕妇各项生命体征数据， 进而判断胎儿 和孕妇的精神和生理健康状况； 胎儿心率、 胎儿体动、 孕妇心率、 孕妇呼吸率是胎音监测的 几个重要指标。 胎动过多或胎动过少都有可能是胎儿异常的表现， 如果突然动得特别频繁， 有可能是受外力撞击或胎盘剥离的警讯，。

9、 此时胎儿会有暂时性激烈的活动， 没多久便安静 下来， 胎动明显减少， 甚至没有胎动； 若胎动过少， 可能是子宫环境不佳， 使胎儿缺氧或营养 受到压抑所致。 根据某医院记载的数据， 在一段时间内分娩的1080例新生儿中， 共有297例 发生胎儿宫内窘迫， 发生率27.5。 如果因没有实时监测胎儿和孕妇的生命体征信号错过 需要就医的最佳时机， 可能会给孕妇及胎儿带来巨大创伤， 甚至引起死亡。 0003 目前的胎音监测方法有两种， 第一种是采用医院的多普勒胎心监护仪或心电监护 仪进行监测， 精确度高， 但需专业人士操作， 且都是在医疗机构使用， 无法家庭使用， 且操作 不便、 无法24小时实时监测。

10、、 价格高昂等问题； 第二种是采用小型多普勒监护仪进行检测， 先将绑带以适当的松紧度固定于孕妇腹部， 再将超声多普勒探头插设于绑带内、 并将多普 勒探头移至胎心音最清楚的位置， 持续监测20分钟， 得到胎心率曲线， 但其是采用主动式原 理， 长时间使用对人体有辐射， 存在安全隐患、 无法24小时实时监测、 精度低、 且操作不便、 用户体验感差。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种灵敏度高、 测量数据精确、 安全无辐射、 使用方便、 可24 小时实时监测、 用户体验感好且价格低廉的基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统 及装置， 有助于准确及时地监护孕妇及胎儿生命健康状态， 异常时及时。

11、采取挽救措施， 确保 胎儿和孕妇安全。 0005 本发明的一技术解决方案是： 一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系 统， 包括被动式信号感知模块、 处理模块、 通信模块和显示模块； 所述被动式信号感知模块 感知胎儿和孕妇的各项生命体征信号， 所述处理模块实时处理感知到的生命体征信号， 所 述显示模块接收所述处理模块输出的数据、 并显示， 所述被动式信号感知模块与处理模块 之间进行连接， 所述处理模块与显示模块之间经通信模块连接。 0006 作为优选： 所述被动式信号感知模块为压电式传感器， 所述压电式传感器为压电 薄膜传感器、 压电陶瓷传感器或压电电缆传感器， 所述压电式传感器设置有用于。

12、屏蔽环境 噪音的屏蔽单元。 0007 作为优选： 所述处理模块包括微控制器， 所述微控制器内存储有一算法， 所述微控 制器接收所述被动式信号感知模块输出的信号， 并根据存储的算法与所述被动式信号感知 说 明 书 1/5 页 3 CN 107174222 A 3 模块输出的信号比较判断胎儿和孕妇生命体征信号是否处于正常范围内； 所述显示模块与 所述微控制器进行信息交互， 显示胎儿和孕妇生命体征信号曲线图。 0008 作为优选： 所述处理模块包括预警单元， 所述预警单元根据所述微控制器做出的 不同的预警判断， 发出不同的警报提示。 0009 作为优选： 还包括远端数据平台， 所述显示模块与远端数据。

13、平台之间经通信模块 连接； 所述显示模块与远端数据平台之间的通信模块连接方式为无线通信连接， 所述处理 模块与显示模块之间的通信模块连接方式为有线通信连接或无线通信连接。 0010 本发明的另一技术解决方案是： 一种基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装 置， 包括胎音感知组件、 信号处理组件、 定位组件和智能终端组件， 所述胎音感知组件固定 于所述定位组件， 所述胎音感知组件与信号处理组件进行连接， 所述信号处理组件与智能 终端组件之间通信连接。 0011 作为优选： 所述胎音感知组件包括封装的多层介质、 压电式传感器和自屏蔽结构， 所述压电式传感器为压电薄膜传感器、 压电陶瓷传感器或压电电。

14、缆传感器； 所述胎音感知 组件固定于所述定位组件内、 外表面， 所述胎音感知组件封存于所述定位组件内， 或所述定 位组件设置有置物袋、 所述胎音感知组件放置于所述置物袋内。 0012 作为优选： 所述压电式传感器包括第一组压电传感器和第二组压电传感器， 所述 第一组压电传感器和第二组压电传感器均固定于所述定位组件， 所述第一组压电传感器和 第二组压电传感器分别感知胎儿和孕妇的各项生命体征信号。 0013 作为优选： 所述定位组件外表面或内表面设置有放置所述信号处理组件的置物 袋。 0014 作为优选： 所述智能终端组件包括且不限于手机终端、 平板电脑终端或计算机终 端， 所述信号处理组件与智能。

15、终端组件之间的通信连接方式为有线通信连接或无线通信连 接。 0015 与现有技术相比， 本发明的有益效果： 0016 本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统通过被动式信号感知模块 被动感知胎儿和孕妇的心率、 体动生命体征信号， 处理模块对胎儿和孕妇生命体征信号进 行分析处理并转化为电信号输出， 显示模块接收电信号数据并显示胎儿和孕妇生命体征信 号波动曲线， 通过将波动曲线与正常范围比较， 24小时实时监护胎儿和孕妇的生命体征， 灵 敏度高、 测量数据精确、 安全无辐射， 有助于及时发现孕妇及胎儿异常， 及时采取挽救措施。 0017 本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置通过将胎。

16、音感知组件设置 于定位组件， 胎音监测时， 定位组件绑缚于孕妇腹部， 胎音感知组件被动感知胎儿和孕妇的 心率、 体动生命体征信号， 信号处理组件分析处理该生命体征信号并转化为电信号输出， 智 能终端组件显示胎儿和孕妇生命体征信号的波动曲线， 实现24小时实时监护胎儿和孕妇的 生命体征， 有助于及时发现孕妇及胎儿异常， 及时采取挽救措施； 灵敏度高、 测量数据精确、 安全无辐射、 结构简单、 使用携带方便， 用户体验感良好， 且价格低廉。 附图说明 0018 图1是本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统的结构框图； 0019 图2是本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置的结构示意。

17、图； 说 明 书 2/5 页 4 CN 107174222 A 4 0020 图3是本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置的使用状态示意图。 0021 主要组件符号说明： 0022 电源模块10， 被动式信号感知模块20， 屏蔽单元22， 处理模块30， 微控制器32， 预警 单元34， 通信模块40， 显示模块50， 胎音感知组件60， 第一组压电传感器62， 第二组压电传感 器64， 信号处理组件70， 定位组件80。 具体实施方式 0023 下面结合附图对本发明做进一步详述： 0024 图1示出了本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统的实施例。 0025 请参阅图1所示，。

18、 该基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统包括电源模块 10、 被动式信号感知模块20、 处理模块30、 通信模块40、 显示模块50和远端数据平台， 电源模 块10为系统提供电源； 被动式信号感知模块20感知胎儿和孕妇的各项生命体征信号， 处理 模块30实时处理感知到的生命体征信号， 显示模块50接收处理模块30输出的数据、 并显示， 被动式信号感知模块20与处理模块30之间进行连接， 处理模块30与显示模块50之间经通信 模块40连接。 0026 其中， 电源模块10供电的方式可以是设置电池供电， 也可以是设置USB接口直接接 电供电。 0027 本实施例中， 被动式信号感知模块20为压。

19、电式传感器， 压电式传感器设置有用于 屏蔽环境噪音的屏蔽单元22， 压电式传感器优选压电薄膜传感器。 压电薄膜传感器采用正 压电效应原理： 受到外力的作用而变形时会在两个电极表面上出现正负相反的电荷， 当外 力去掉之后， 又会恢复到不带电的状态； 当压电薄膜传感器被动无源感知到胎儿心率、 体动 等生命体征信号时， 压电薄膜会根据胎儿生命体征信号很小的波动引起较大的应力， 从而 引起压电薄膜的变形， 出现正压电效应， 实现高灵敏度和高精确度监测胎儿生命体征信号。 其中， 压电薄膜为压电聚合物高分子膜， 压电薄膜上下电极表面之间就会产生一个电信号， 并且同拉伸或弯曲的形变成比例。 其他实施例中， 。

20、压电式传感器为压电陶瓷传感器或压电 电缆传感器。 0028 需指出的是， 本实施例中的压电薄膜传感器感知信号的方式为被动无源式， 即被 动接收胎儿和孕妇的心率、 体动等生命体征生成对应的信号。 具体的， 当压电薄膜传感器置 于孕妇腹部感应到胎儿和孕妇的心率、 体动等生命体征时开始监测； 当压电薄膜传感器从 孕妇腹部移除后， 压电薄膜传感器停止监测。 因此， 压电薄膜传感器功耗低， 工作模式下约 为18毫安、 待机模式下约为8毫安， 节省电能。 0029 本实施例中， 处理模块30包括微控制器32， 微控制器32内存储有一算法， 微控制器 32接收被动式信号感知模块20输出的信号， 并根据存储的。

21、算法与被动式信号感知模块20输 出的信号比较判断胎儿和孕妇生命体征信号是否处于正常范围内； 显示模块50与微控制器 32进行信息交互， 显示胎儿和孕妇生命体征信号曲线图。 胎心率不规律或胎儿躁动是胎儿 宫内缺氧的重要指征， 算法中记载了胎儿心率的正常与异常数值范围与胎动次数范围， 胎 儿的正常心率是在120次/分钟160次/分钟之间； 当胎心率大于160次/分钟或小于100次/ 分钟时， 认为胎儿有宫内窘迫； 当胎心率持续10分钟以上都是小于120次/分钟或大于160 次/分钟， 则表明胎心率异常。 此外， 孕妇本身发烧、 甲状腺功能亢进、 服用药物等情况也会 说 明 书 3/5 页 5 CN。

22、 107174222 A 5 引起胎儿的心率超过160次/分钟。 微控制器32将算法存储的范围与感知到的胎儿生命体征 信号相比较， 智能判断胎儿生命体征信号是否正常。 显示模块50与微控制器32进行信息交 互后， 显示模块50显示胎儿生命体征信号曲线图， 能直观实时观察胎儿生命体征信号， 以及 胎儿生命体征信号与正常范围的对比。 0030 显示模块50与远端数据平台之间经通信模块40连接； 显示模块40与远端数据平台 之间的通信模块40连接方式为无线通信连接， 处理模块30与显示模块50的通信模块40连接 方式为有线通信连接或无线通信连接， 用于数据信号的传输； 有线通信方式可以是设置USB 。

23、接口连线， 优选无线通信， 无线通信方式可包括蓝牙、 wifi、 GPRS等。 0031 基于胎音监护系统监护孕妇和胎儿的生命体征， 可将多个显示模块40连接至远端 的大数据平台， 进行用户生命体征数据对比分析， 实现判断孕妇和胎儿的健康状态， 同时有 任何疑问或问题时可与远程在线服务平台咨询和信息交互， 实现多方同时监控孕妇和胎儿 的状态， 以确保孕妇和胎儿的安全； 远端的大数据平台还可与医院建立通信， 在孕妇和胎儿 出现任何安全问题时自动根据具体异常状态发出相应的救助信号， 缩短响应时间， 争分夺 秒确保用户生命安全。 0032 本实施例中， 压电式传感器采用的无线电频率为2.4GHz的蓝。

24、牙无线频率， 2.4GHz 蓝牙低能量符合专有的RF片上系统， 支持250Kbps、 500Kbps、 1Mbps、 2Mbps的数据传输速率； 具有卓越的接收灵敏度、 选择性和阻断性能； 压电薄膜传感器采用低频监测， 甚至可小于 20Hz， 对孕妇和胎儿无辐射， 环保。 0033 本实施例中， 处理模块30包括预警单元34， 预警单元34根据微控制器32做出的不 同的预警判断， 发出不同的警报提示。 如胎儿心率在120次/分钟160次/分钟之间， 提示胎 心率正常； 胎儿心率大于160次/分钟或小于100次/分钟时， 提示胎儿宫内窘迫， 孕妇改变体 位后再次测量； 胎儿心率持续10分钟以上都。

25、是小于120次/分钟或大于160次/分钟， 提示胎 心率异常； 明显胎动次数1小时不少于35次， 12小时3040次以上， 提示胎动正常； 胎动次 数突然减少或加快， 提示胎动异常等。 0034 本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统通过被动式信号感知模块 20被动感知胎儿和孕妇生命体征信号， 处理模块30对胎儿和孕妇生命体征信号进行分析处 理并转化为电信号输出， 显示模块50接收电信号数据并显示胎儿和孕妇生命体征信号波动 曲线， 通过将波动曲线与正常范围比较， 24小时实时监护胎儿和孕妇的生命体征， 灵敏度 高、 测量数据精确、 安全无辐射， 有助于及时发现胎儿异常， 及时采取挽救措。

26、施， 提高了孕妇 和胎儿的生命健康保障。 0035 图2、 图3示出了本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置的实施例。 0036 请参阅图2、 图3所示， 该基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置， 使用上述 基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护系统， 包括胎音感知组件60、 信号处理组件70、 定 位组件80和智能终端组件， 胎音感知组件60固定于定位组件80， 胎音感知组件60与信号处 理组件70进行连接， 信号处理组件70与智能终端组件之间通信连接。 0037 本实施例中， 电源可以是设置在信号处理组件70的电池， 也可以是信号处理组件 70设置USB接口直接接电使用； 优选为。

27、电池， 可不受电源限制， 随时随地进行监测； 打开开 关， 基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置即可通电监测， 关闭即停止。 0038 本实施例中， 胎音感知组件60包括封装的多层介质、 压电式传感器和自屏蔽结构； 说 明 书 4/5 页 6 CN 107174222 A 6 压电式传感器为压电薄膜传感器， 压电薄膜传感器、 自屏蔽结构和多层介质层叠设置， 胎音 感知组件60封存于定位组件80内。 其他实施例中， 压电式传感器为压电陶瓷传感器或压电 电缆传感器， 胎音感知组件60固定于定位组件80内、 外表面， 或定位组件80设置有置物袋、 胎音感知组件60放置于置物袋内。 压电薄膜传感器。

28、的厚度约为1mm， 小巧轻薄， 重量轻， 便于 携带， 且压电薄膜传感器置于定位组件80内、 外表面均无异物感， 用户体验感好。 当定位组 件80为托腹带时， 即使不进行胎音监测(不开开关)、 仅作为托腹带使用也无异物感。 压电薄 膜传感器极其耐用， 可以经受数百万次的弯曲和振动， 具有良好的抗冲击性能。 设置自屏蔽 结构， 可屏蔽环境噪音信号， 使得感知到的心率、 体动等生命体征信号干净、 准确、 灵敏。 0039 压电式传感器包括第一组压电传感器62和第二组压电传感器64， 第一组压电传感 器62和第二组压电传感器64均固定设置于定位组件80， 第一组压电传感器62和第二组压电 传感器64。

29、分别感知胎儿和孕妇的各项生命体征信号， 可使得感知到的信号更精确。 0040 定位组件80外表面或内表面设置有放置信号处理组件70的置物袋。 当然， 其他实 施例中， 置物袋可置于定位组件80内表面； 或是不设置置物袋， 监测时直接用手握住信号处 理组件70即可。 0041 本实施例中， 智能终端组件可以是手机终端、 平板电脑终端机或计算机终端， 还可 以是其他智能设备， 在手机、 平板电脑或计算机上安装对应的APP后， 使压电薄膜传感器与 APP配对通信连接， 监测胎儿心率、 体动等生命体征。 信号处理组件70与智能终端组件的通 信连接方式为有线通信连接或无线通信连接， 用于数据信号的传输；。

30、 有线通信方式可以是 设置USB接口连线， 优选无线通信， 无线通信方式可包括蓝牙、 wifi、 GPRS等。 0042 本发明基于压电技术的穿戴式被动无源胎音监护装置通过将胎音感知组件60设 置于定位组件80， 胎音监测时， 定位组件80绑缚于孕妇腹部， 胎音感知组件60感知胎儿和孕 妇的生命体征信号， 信号处理组件70分析处理该信号， 智能终端组件显示胎儿和孕妇生命 体征信号的波动曲线， 实现24小时实时监护胎儿和孕妇的生命体征， 有助于及时发现胎儿 异常， 及时采取挽救措施， 提高了孕妇和胎儿的生命健康保障； 灵敏度高、 测量数据精确、 安 全无辐射、 结构简单、 使用携带方便， 用户体。

31、验感良好， 且价格低廉。 0043 基于胎音监护装置绑缚于孕妇腹部， 可将多个胎音监护装置连接至大数据平台， 进行用户生命体征数据对比分析， 实现判断孕妇和胎儿的健康状态， 同时有任何疑问或问 题时可与远程在线服务平台咨询和信息交互， 实现多方同时监控孕妇和胎儿的状态， 以确 保孕妇和胎儿的安全； 大数据平台还可与医院建立通信， 在孕妇和胎儿出现任何安全问题 时自动根据具体异常状态发出相应的救助信号， 缩短响应时间， 争分夺秒确保用户生命安 全。 0044 以上所述仅为本发明的较佳实施例， 凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与 修饰， 皆应属本发明权利要求的涵盖范围。 说 明 书 5/5 页 7 CN 107174222 A 7 图1 图2 说 明 书 附 图 1/2 页 8 CN 107174222 A 8 图3 说 明 书 附 图 2/2 页 9 CN 107174222 A 9 。