引言
本世紀初，Veit用Einthoven 氏電流計首次從體表記錄了人的妊娠子宮的電活動。1950 年，Steer 和Hertsch 將這一信號定義為體表子宮電信號(eletrohyst rogram, EHG)[1]。自此之后，人們開始了對體表子宮電信號的深入研究。開始的研究興趣集中在體表子宮電信號是否具有意義，以及時域、頻域的特點上。直至1993 年，法國Compiegne 大學研究組發(fā)表綜述文章，認為EHG信號能夠反映肌肉纖維興奮的原始過程，提供有關子宮肌肉活動的輔助信息，是妊娠和分娩監(jiān)護的有效手段[2]。從此，轉入了對體表子宮電信號的應用研究，研究人員從不同的角度嘗試將其應用于臨床， 提出了早產(chǎn)檢測、宮縮次數(shù)檢測等多種設想。
在過去的幾十年中，許多研究人員在體表子宮電信號的研究方面所作的大量的工作，以及取得的很多極有價值的研究成果。然而總的來說，對EHG信號的過去50年的研究還主要集中在實驗研究、定性研究階段，研究的目的在很大程度上是驗證體表子宮電信號是否是子宮收縮的真實反映。此前我們曾研制了一套多導同步的體表子宮電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能以較高的采樣率， 完成16 導聯(lián)體表子宮電數(shù)據(jù)的同步采集，同時可以用Windows下的應用程序對采集到的數(shù)據(jù)進行實時或事后分析、處理和顯示，為此領域的研究作出了貢獻[3]。但近些年電子技術通信技術取得飛速發(fā)展，一大批高性能的新型器件應運而生，新興的USB等通信技術逐漸占據(jù)走上電子產(chǎn)品的舞臺。因此我們在深入研究、廣泛借鑒國內外電子產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗的基礎上對原有系統(tǒng)作了重大改進。主要體現(xiàn)為以下幾方面：(1)以性高價廉AduC847取代原有的8051單片機，充分改善智能系統(tǒng)整體的性能。(2)以新型的生物前置放大器代替原有的雙運放放大器，使效果更佳。(3)精選AD7674、多路模擬開關ADG726、存儲器ARM628128等新型的優(yōu)良器件，使系統(tǒng)得到全面的升級。(4)將流行的USB通信技術融入系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，為系統(tǒng)擴展提供了支持。(5)結合VC技術的新發(fā)展將用戶界面改進得更加生動直觀。
EHG信號的特點
子宮平滑肌的興奮和收縮是EHG信號的表現(xiàn)和結果。在子宮收縮時，EHG信號表現(xiàn)為峰電活動較頻繁的爆發(fā)波。爆發(fā)波的幅值隨被試個體以及實驗條件的不同差異較大，變化范圍由100μv 到1.8mv。子宮電信號的頻率較低，其主要頻率成分集中在0～5Hz，且物種差異不大。隨著產(chǎn)程的進展，子宮電爆發(fā)波表現(xiàn)為幅值升高，頻率加快，每次爆發(fā)波的持續(xù)時間延長[6]。子宮電信號的主要頻率成分可以分為F1 和F2 兩部分(如圖1 所示)[2]。F1 代表了爆發(fā)波出現(xiàn)的頻率。在產(chǎn)婦分娩時，爆發(fā)波出現(xiàn)的最高頻率是每10min3 次( F1max = 0.005Hz)。F2 又可以清楚地分為兩個頻率段:其一是頻率為0.014～0.033Hz 的慢波，一般文獻認為F1 和慢波所在頻率段已經(jīng)與機械偽跡混疊，不具有臨床意義。其二是頻率為0.1～3Hz 的快波，能夠真實地代表子宮肌肉活動，無論在妊娠還是在分娩時都可以觀測到，是我們所希望不失真采集到的頻譜成分。
系統(tǒng)硬件部分設計
系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示，檢測原理是16導聯(lián)EHG信號經(jīng)電極耦合進入16導聯(lián)前置放大器后，再經(jīng)放大器放大，濾波網(wǎng)絡濾波后進入模數(shù)轉換器。單片機AduC847以200Hz的采樣率在定時中斷內讀取模數(shù)轉換器的輸出，送入RAM中暫存，在定時中斷外與筆記本電腦進行通訊，將RAM中存儲的數(shù)據(jù)不斷經(jīng)串口送入筆記本電腦。筆記本電腦中的應用程序由串口接收單片機發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對其進行數(shù)據(jù)處理和顯示。
