基于ZigBee的胎儿心电社区远程监护系统的研究

李帅三，李佳，刘刚

牡丹江医学院医学影像学院 电工电子教研室，黑龙江 牡丹江 157011

基于ZigBee的胎儿心电社区远程监护系统的研究

李帅三，李佳，刘刚

牡丹江医学院医学影像学院 电工电子教研室，黑龙江 牡丹江 157011

由ZigBee无线网络技术将采集到的胎儿心电信号以射频方式发送和接收，再利用软件MATLAB将接收的数据进行处理并显示。该系统实现了社区内胎儿心电的远程无创监护，社区医疗人员可直观地实时监测胎儿的心电。

胎儿心电；ZigBee；MATLAB；社区监护

胎儿监护是目前保障产期孕妇和胎儿安全、实现优生优育的重要手段[1]。随着社会对母婴健康和安全，以及对其他生理信号的实时监护的要求日益提高，一种以预防为主、以社区医疗为中心的新型的医疗模式——社区医疗监护应运而生。本设计以此为基础，来实现胎儿心电信号的实时远程监护。

1 设计简介

本设计包括胎儿心电信号采集及发送和社区监护两部分。其中，信号采集及发送的电源均由一节5号电池提供。

2 胎儿心电信号采集的设计

由供电电路、信号采集及处理电路和ZigBee无线发送3个部分构成。

2.1 供电电路

供电电路采用AH805升压模块，当输入为1.5V电压时，可输出+5V电压，供给信号采集及处理。我们再添置一个分压电阻，还可得到+3V的电压，供给ZigBee无线发送电路[2]。

2.2 信号采集及处理

用氧化银无源电极分别在母亲胸部和腹部取两路信号，由于胎儿的心电信号比较弱，而母亲腹部的干扰信号复杂，前置放大我们用AD620的三运放仪表放大器[7]。这样，可以使输人阻抗高，共模抑制比高，满足了前置放大的要求。输出的信号中还夹杂着不少干扰，因为胎儿心电信号的频率在0.05～100Hz之间，所以还需要高通和低通滤波。分别以0.03Hz和100Hz为截止频率[9]，并在其间设置有源双T滤波器来抑制50Hz的工频干扰，再经过主放大电路，即可得到胎儿的心电信号[3]。

图1 信号采集及处理流程图

2.3 ZigBee无线发送

发送部分我们用ZigBee系列产品中的CC2430，其具有最新的SmartRF 03技术，接收和发送时电耗仅需25～27mA，只需配备很少的部件就能实现发送和接收,传输速率可达到250 Kb/s。将采集到的胎儿心电信号输入到CC2430，进行A/D转换，再通过射频的方式，把转换后的信号发送至社区监护的接收端[10]。

3 社区监护的设计

信号的接收仍用CC2430来实现，输入到计算机。在计算机上利用软件MATLAB（Matrix Laboratory）作为技术平台，把采集到的胎儿心电信号进行处理并使其可视化[4]（见图2）。

图2 胎儿心电信号

4 结语

本设计把胎儿心电信号的检测和ZigBee无线传感器技术结合起来，并利用MATLAB实现了胎儿心电信号的实时远程无创监护[6]。另外，本设计还可以与其他生理信号的检测电路集成，完成生理多参数远程监护，为社区远程医疗监护提供了一种新的思路[8]。

[1] 姜佩杰,吴水才,贾文娟,等.胎儿心电信号的提取及远程监护系统的研究[J].中国医疗设备,2010,25(3):67-69.

[2] 申广浩,刘娟,路丽华,等.睡眠呼吸暂停综合征远程监护系统的设计 [J].医疗卫生装备,2010,31(6):16-19.

[3] 王家达,刘祖望.基于S3C2410的无线胎儿心电监护仪的设计[J].中国医疗器械杂志,2007,31(1):30-33.

[4] 曾山,陆尧胜,代军弟,等.基于MATLAB胎儿心电实时显示[J].医疗设备信息,2007,22(3):21-22.

[5] 贾文娟,白燕萍,绳秀君,等.生理多参数远程监护系统的研究进展[J].中国医疗设备,2009,24(8):76-78.

[6] Edmond Zahedi,et al.Applicability of adaptive noise cancellation to fetal heart rate detection using photoplethysmography[J]. Computers in Biology and Medicine,2008,38(1):31-41.

[7] Farshid Soheili Najafabadi,et al.Fetal heart rate monitoring based on independent component analysis[J].Computers in Biology and Medicine,2006,36(3):241-252.

[8] 杨谦,何明霞.我国医疗监护技术的最新进展[J].医疗卫生装备,2006,27(8):38-39．

[9] A Khaled.Extraction of Fetal Electrocardio-gram Using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems[J].IEEE Trans.Biomed Eng, 2007,54(1):59-68.

[10] CARLO S,GIULIA B,CAMILLO P.Fetalmagnetoca diographic signals extracted by'signal subspace'blin source separation[J].IEEE Trans.Biomed.Eng.,2005,52(6):1140-1142.

Fetal Electrocardiogram Community Remote Monitoring System Research Based on ZigBee

LI Shuai-san, LI Jia, LIU Gang
Electrical and Electronic Department, Mudanjiang Medical University Medical Imaging College,Mudanjiang Heilongjiang 157011, China

Via ZigBee wireless network technology, transmit and receive the colleceed fetal electrocardiogram signals in radioactive way. Then use the MATLAB software to tackle and display the receipt data. This system realizes the remote hurtless monitoring of community fetal electrocardiogram. Community medical staff can directly monitor fetal electrocardiogram in time.

FECG;ZigBee;MATLAB;community surveillance

TP277

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.06.043

1674-1633(2011)06-0111-02

2011-01-28

作者邮箱：stef1596321@163.com