集成压力与应变检测的手持式胎动监测仪及其系统的制作方法

本发明涉及产前监护设备技术，具体涉及集成压力与应变检测的手持式胎动监测仪及其系统。

背景技术：

1、胎动监测是产前监护的重要手段之一，胎动异常（包括胎动减少或过度频繁）往往提示胎儿宫内缺氧、窘迫或其他潜在风险，对高危妊娠孕妇的居家连续监测具有重要临床价值。目前临床及家庭场景中常用的胎动监测方式主要是基于多普勒超声的手持式胎心检测仪。例如：

2、1）公开号cn209360740u公布的一种手持分体式多普勒胎心仪，在该专利申请中，包括主机、超声探头及连接主机与超声探头的连接线，所述主机包括：面壳、显示屏、设于所述面壳上的按键槽、按键组件、底壳、设于所述底壳内的主控板、设于所述底壳下方的电池组件、设于所述底壳侧壁上的水晶头凹槽，所述连接线一端可拆卸的连接在所述水晶头凹槽内，另一端与所述超声探头固定连接，所述主控板与所述按键组件、显示屏及电池组件电连接，所述超声探头通过所述连接线与所述主控板电连接，所述电池组件包括锂电池，以及充电孔。该实用新型结构小巧，手持方便，分体设计，独立生产，方便装配和更换，提高生产效率，延长了使用寿命，可充电设计，便于胎心仪充电。

3、2）公告号cn112869724b公布的一种基于多通道被动式采集信号的胎儿健康监测仪，在该专利申请中，包括：参考信号采集装置，用于采集孕妇心跳和呼吸产生的参考信号；胎儿信号采集装置，采集胎儿信号；手持式控制主机，计算得到胎儿心率；提取参考信号s0的时频特性，根据时频特性建立带通滤波器去除由孕妇心跳和呼吸产生的干扰信号，使用阈值滤波法去除胎儿信号中由于孕妇身体活动产生的干扰信号，采用互相关分析法提取胎动特征信号并计算出胎动次数；实现对参考信号和胎儿信号的存储、滤波、特征提取分析，并显示监测到的胎儿心率和胎动次数。本发明能够便携地穿戴于孕妇身体，实现高精度胎儿心率监测和胎动计数，孕妇能随时了解胎儿的健康状态。

4、上述设备通过手持超声探头在孕妇腹部进行手动扫描，以获取胎心多普勒频移信号，并输出瞬时胎心率。然而，该类设备仅能提供短时、间断性的胎心率检测，缺乏对胎动事件的自动识别能力，且必须由用户持续手持操作，难以实现长时间连续监测，尤其不适用于高危妊娠孕妇的夜间或睡眠状态下的胎动监护需求。

5、为此，部分厂家已提出将可穿戴技术引入胎儿监护领域，通过腹带或贴片将传感器固定于孕妇腹部以实现连续监测。例如：

6、3）公告号cn120021981b公布的一种用于胎动监测的多功能织物基柔性压力传感器、制备方法及系统，在该专利申请中，包括环腰固定带、传感装置、控制电路和上位机子系统。其中，传感装置缝制在环腰固定带中贴近皮肤的一侧，通过环腰固定带将传感装置固定在腹部位置；传感装置用于胎动信号监测，监测的胎动信号经过所述控制电路传输至上位机子系统中图形化展示胎动信息。传感装置包括呈阵列排布的若干个织物基柔性压力传感器，每个传感器的两端分别连接有第一导线和第二导线，第一、第二导线分别通过一多通道模拟开关与控制电路连接，通过控制电路控制多通道模拟开关顺序选通各传感器，以读出各传感器产生的电信号。

7、然而，上述可穿戴胎动监测方案采用单一力学传感模式（压力传感器）进行胎动检测，无法同步获取胎心信息，难以实现胎心与胎动的联合监护及信号互验；且该类方案一旦佩戴完成，传感器的位置即被固定，若佩戴位置与胎心位置存在偏差，则需反复调整，无法实现监测前的胎心快速搜索与准确定位。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供集成压力与应变检测的手持式胎动监测仪及其系统，以解决现有技术中手持式胎心检测设备无法长时间连续监测，而可穿戴胎动监测设备又缺乏胎心初始定位手段，两者功能无法兼顾的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：集成压力与应变检测的手持式胎动监测仪，该手持式胎动监测仪被配置为集初始胎心空间定位功能与持续自适应信号锁定功能于一体的组合式检测终端，组合式检测终端包括胎动仪主体与可穿戴腹部承载附件，其中：

3、胎动仪主体包括一手持壳体，该手持壳体具有便于人体握持的外部轮廓，其内部形成容纳腔，其工作端面设置主多普勒超声探头，主多普勒超声探头用于向目标腹部区域发射超声束并接收回波信号，以获取胎心多普勒频移信号；

4、胎动仪主体还包括：

5、设于主多普勒超声探头外围检测区域内的压力传感器阵列，压力传感器阵列由多个柔性压力敏感单元构成，用于检测工作端面与腹部皮肤之间的接触压力分布及由胎动引起的腹部局部压力波动；

6、设于主多普勒超声探头周围或工作端面底部的应变传感器阵列，应变传感器阵列包含多个敏感方向各异的应变敏感单元，用于检测由胎动引起的腹部表面切向应变和法向应变；

7、以及，设于手持壳体上的可穿戴附件连接接口，可穿戴附件连接接口用于与外部可穿戴腹部承载附件形成可拆卸的物理连接和电连接，以在胎动仪主体安装于可穿戴腹部承载附件上时，通过可穿戴附件连接接口接收来自外部可穿戴腹部承载附件所携带的辅助传感单元的扩展信号，并将扩展信号传送至主控处理器进行融合分析；

8、胎动仪主体还包括设于容纳腔内的信号调理电路、主控处理器、供电组件与无线通信组件；

9、可穿戴腹部承载附件为适配孕妇腹部轮廓的柔性承载带，该柔性承载带包括：

10、腹带主体，其两端设有可调节连接件，用于将腹带主体可拆卸地环绕固定于孕妇腹部，其内侧设置防滑贴合层，防滑贴合层用于增加腹带主体与腹部皮肤之间的摩擦系数，防止腹带主体在使用过程中发生位置滑移，腹带主体上划分有中央检测区域、左侧检测区域和右侧检测区域；

11、设备托架，设于腹带主体的中央检测区域，用于将胎动仪主体可拆卸安装于腹带主体上，并使主多普勒超声探头在安装状态下保持朝向腹部的检测姿态；

12、多个辅助多普勒超声检测单元，分设于左侧检测区域和右侧检测区域，各辅助多普勒超声检测单元用于独立获取所在区域的多普勒回波信号；

13、多个辅助压力传感单元，分设于左侧检测区域、右侧检测区域以及中央检测区域内设备托架的外围，各辅助压力传感单元用于检测对应区域的局部压力波动，并将检测信号经设备托架、可穿戴附件连接接口传输至主控处理器，以与压力传感器阵列输出的压力信号进行融合分析；

14、多个辅助应变传感单元，分设于左侧检测区域、右侧检测区域以及中央检测区域内设备托架的外围，各辅助应变传感单元用于检测对应区域的切向应变和法向应变，并将检测信号经由设备托架、可穿戴附件连接接口传输至主控处理器，以与应变传感器阵列输出的应变信号进行融合分析。

15、进一步地，信号调理电路、主控处理器均与主多普勒超声探头、压力传感器阵列及应变传感器阵列电连接，信号调理电路用于对多路原始传感信号进行前置放大、滤波及模数转换处理，主控处理器被配置为接收经调理后的多路数字信号，根据压力传感器阵列和应变传感器阵列输出的时域波形及频域能量谱识别胎动事件，并根据主多普勒超声探头的回波信号提取胎心率参数；供电组件用于为所述胎动监测仪提供工作电能，所述无线通信组件用于将所述主控处理器生成的监测数据向外传输。

16、进一步地，胎动仪主体还包括设于手持壳体正面的显示组件，显示组件与主控处理器电性连接，用于实时呈现所述胎心率参数及胎动事件计数。

17、进一步地，设备托架为与可穿戴附件连接接口相适配的卡扣式电连接器，其底侧设置弹性支撑结构，弹性支撑结构使胎动仪主体能够沿垂直于腹部表面的方向进行预定行程的浮动，以适应孕妇腹部曲率变化和孕妇体位变化。

18、进一步地，各辅助多普勒超声检测单元的外围均设置有接触压力检测触点，接触压力检测触点用于检测各辅助多普勒超声检测单元与腹部皮肤之间的接触状态，并将接触状态信号经设备托架、可穿戴附件连接接口传输至主控处理器。

19、进一步地，主多普勒超声探头及各辅助多普勒超声检测单元的工作端面分别设置有可压缩声学耦合层，可压缩声学耦合层用于填充探头与腹部皮肤之间的空气间隙并补偿腹部表面曲率变化。

20、进一步地，胎动仪主体还包括设于容纳腔内的惯性测量单元，惯性测量单元与主控处理器电连接，用于在手持扫描过程中记录胎动仪主体的移动轨迹及空间姿态，主控处理器根据移动轨迹及空间姿态生成胎心候选空间位置标记。

21、进一步地，可调节连接件为魔术贴粘扣带或带扣式调节带。

22、集成压力与应变检测的手持式胎动监测系统，包括胎动仪主体，以及移动终端或远程监测平台，其中胎动仪主体通过无线通信组件与移动终端或远程监测平台建立无线通信连接，用于将主控处理器生成的监测数据发送至移动终端或远程监测平台，并接收来自移动终端或远程监测平台的控制指令。

23、与现有技术相比，本发明提供的集成压力与应变检测的手持式胎动监测仪及其系统，在系统组成层面，通过手持式监测仪与可穿戴腹部承载附件的可拆卸组合，使手持式监测仪既能够脱离可穿戴附件独立使用，又能够安装于可穿戴附件上作为控制主机工作；在功能层面，通过手持式监测仪上的主多普勒超声探头进行初始胎心搜索与定位，通过可穿戴附件上的多个辅助多普勒超声检测单元扩大检测覆盖范围，并结合压力传感器阵列与应变传感器阵列的多模信号进行融合分析，实现胎心信号的自动优选与持续锁定。整个系统兼顾了手持设备的灵活定位能力与可穿戴设备的长时间连续监测能力，有效解决了现有技术中手持式设备无法长时间连续监测、可穿戴设备缺乏胎心初始定位手段、两者功能相互割裂无法兼得的技术问题。