基于物聯(lián)網(wǎng)的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建及臨床應(yīng)用初探

彭丹紅，孫義新，吳巍

(1.東南大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210009； 2.東南大學(xué) 附屬中大醫(yī)院，江蘇 南京 210009)

·論 著·

基于物聯(lián)網(wǎng)的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建及臨床應(yīng)用初探

彭丹紅1，2，孫義新1，吳巍1

(1.東南大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇 南京 210009； 2.東南大學(xué) 附屬中大醫(yī)院，江蘇 南京 210009)

目的：構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，使孕婦不受空間、時(shí)間限制進(jìn)行胎心監(jiān)護(hù)。方法：采用嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)感知層采集的胎心率、宮縮壓力信號(hào)，通過(guò)藍(lán)牙與智能手機(jī)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)發(fā)送與接收，以Eclipse開發(fā)應(yīng)用層服務(wù)器平臺(tái)管理軟件，對(duì)數(shù)據(jù)處理后顯示胎監(jiān)信息、反饋診斷結(jié)果；并以足月孕婦為試驗(yàn)對(duì)象，以臨床標(biāo)準(zhǔn)胎心監(jiān)護(hù)儀為對(duì)照，計(jì)算本胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的準(zhǔn)確率。結(jié)果：便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀準(zhǔn)確率均在98.9%以上，胎心率檢測(cè)值誤差不超過(guò)±2次·min-1，壓力測(cè)量非線性誤差在-9.1%～+7.7%之間，兩組測(cè)量值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論：基于物聯(lián)網(wǎng)的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。所研制胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)可準(zhǔn)確檢測(cè)胎心率及宮縮壓力，準(zhǔn)確反映胎兒情況，將檢測(cè)信息實(shí)時(shí)傳輸至手機(jī)及服務(wù)器，使專家及時(shí)處理產(chǎn)科情況成為可能。

物聯(lián)網(wǎng)； 胎心監(jiān)護(hù)； 臨床應(yīng)用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，胎兒窘迫(fetal distress， FD)發(fā)生率為2.7%～38.5%[1]，是導(dǎo)致胎死宮內(nèi)、新生兒窒息和圍產(chǎn)兒死亡的主要原因之一[2]。胎心監(jiān)護(hù)是胎兒產(chǎn)前診斷重要的手段之一，可有效預(yù)防胎兒窒息，降低各種并發(fā)癥的發(fā)生率與胎兒的死亡率[3-4]。物聯(lián)網(wǎng)(internet of things， IOT)無(wú)處不在、無(wú)處不有[5-6]，IOT通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將物與物、物與人、人與人聯(lián)系起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界和虛擬世界人、物的感知和控制[7]，其不受時(shí)間、空間的限制。作者研制的基于IOT的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)的胎心監(jiān)護(hù)技術(shù)及各種遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，提出以無(wú)線探頭與孕婦智能手機(jī)組成的動(dòng)態(tài)、移動(dòng)的監(jiān)護(hù)端，使孕婦不受時(shí)間、空間的限制，可根據(jù)自我的需求在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)進(jìn)行胎心監(jiān)護(hù)，了解胎兒的健康狀況，及時(shí)或早期發(fā)現(xiàn)FD的發(fā)生并及時(shí)干預(yù)。

1 系統(tǒng)研制

本系統(tǒng)由便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器管理平臺(tái)組成。便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀是整個(gè)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的感知終端，進(jìn)行胎心率、宮縮壓力數(shù)據(jù)的采集，采集的數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送至孕婦智能手機(jī)；智能手機(jī)作為便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀第一監(jiān)護(hù)界面，顯示胎心率曲線、宮縮壓力曲線、胎心率數(shù)值、宮縮壓力數(shù)值以及記錄胎動(dòng)并作出診斷；同時(shí)孕婦智能手機(jī)將接收的數(shù)據(jù)通過(guò)公共無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至服務(wù)器管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并以醫(yī)院服務(wù)器平臺(tái)作為第二監(jiān)護(hù)界面顯示胎心率曲線、宮縮壓力曲線、胎心率數(shù)值、宮縮壓力數(shù)值、胎動(dòng)數(shù)值，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)監(jiān)護(hù)醫(yī)生作出診斷，并將人工診斷結(jié)果反饋至孕婦手機(jī)。服務(wù)器對(duì)便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀采集的胎心率數(shù)據(jù)、宮縮壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期的存儲(chǔ)和管理，為醫(yī)生或孕婦了解胎兒長(zhǎng)期的健康狀況提供依據(jù)，同時(shí)也為后期數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析提供大數(shù)據(jù)的支持。整個(gè)胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)監(jiān)測(cè)、分析和反饋的閉環(huán)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)。

便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀整體結(jié)構(gòu)組成包括無(wú)線胎心率探頭、無(wú)線宮縮壓力探頭、智能監(jiān)護(hù)手機(jī)。

1.1 無(wú)線監(jiān)護(hù)探頭設(shè)計(jì)

由設(shè)于胎心率探頭內(nèi)的監(jiān)護(hù)主板MCU微控制器產(chǎn)生1 MHz的頻率信號(hào)，脈沖重復(fù)頻率為3 kHz，在脈沖高電平時(shí)序內(nèi)超聲換能器處于發(fā)射狀態(tài)，在脈沖低電平時(shí)序內(nèi)超聲換能器處于接收狀態(tài)。利用“多普勒效應(yīng)”原理，以固定頻率的超聲波向孕婦宮腔內(nèi)的胎兒心臟發(fā)射超聲波，由于胎兒心臟的搏動(dòng)會(huì)產(chǎn)生“多普勒效應(yīng)”，反射的信號(hào)處于接受狀態(tài)內(nèi)在壓電陶瓷片兩級(jí)產(chǎn)生微弱的電信號(hào)。中心處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)處理后經(jīng)藍(lán)牙模塊將數(shù)據(jù)無(wú)線發(fā)送至孕婦的智能手機(jī)。

1.2 基于Andriod智能手機(jī)胎心監(jiān)護(hù)軟件設(shè)計(jì)

采用Eclipse開發(fā)工具進(jìn)行Android手機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)，采用Java語(yǔ)言進(jìn)行編程。

1.2.1個(gè)人信息管理模塊

個(gè)人信息管理模塊應(yīng)用程序界面包括用戶注冊(cè)、用戶登錄、用戶修改3個(gè)子功能。

1.2.2監(jiān)護(hù)參數(shù)顯示模塊

用戶登錄后通過(guò)Intent事件跳轉(zhuǎn)到監(jiān)護(hù)參數(shù)顯示界面，顯示內(nèi)容包括胎心率數(shù)值、宮縮壓力數(shù)值、胎心率曲線、宮縮壓力曲線、監(jiān)測(cè)時(shí)間、開始按鈕、宮縮清零按鈕。

1.2.3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

用戶監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)使用到SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)管理，其提供了豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)接口，在使用中沒(méi)有限制，無(wú)服務(wù)進(jìn)程，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)在單一的文件之中，數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出以及備份以復(fù)制文件的形式，數(shù)據(jù)讀取速率高。在建立或選擇一個(gè)用戶后，相應(yīng)的信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)卡中。

1.2.4歷史數(shù)據(jù)查詢模塊

查詢模塊主要功能是胎心率曲線、宮縮壓力曲線回放，通過(guò)讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中已存儲(chǔ)的胎心率、宮縮壓力描繪數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。

1.2.5藍(lán)牙通訊模塊

藍(lán)牙設(shè)備之間的通信包括5個(gè)步驟：藍(lán)牙設(shè)備設(shè)置、設(shè)備尋找、設(shè)備匹配、設(shè)備連接和設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳輸。首先從本地內(nèi)獲取藍(lán)牙設(shè)備，調(diào)用靜態(tài)方法getDefaultAdapter()獲取藍(lán)牙適配對(duì)象，并使用isEnable()方法判斷藍(lán)牙狀態(tài)，應(yīng)用程序通過(guò)調(diào)用startActiveForResult()方法自動(dòng)開啟藍(lán)牙設(shè)備。設(shè)備查找調(diào)用startDiscovery()方法進(jìn)行目標(biāo)設(shè)備搜尋，系統(tǒng)查找發(fā)現(xiàn)的設(shè)備將一次放入列表中，并顯示設(shè)備的地址與名稱。設(shè)備匹配通過(guò)輸入各自設(shè)備的PIN碼建立連接。當(dāng)與便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀藍(lán)牙模塊建立了有效的連接后將返回BluetoothSocket類的一個(gè)實(shí)例，調(diào)用該實(shí)例中的getInputStream()和getOutStream()方法獲取數(shù)據(jù)的輸出與輸入流，并通過(guò)調(diào)用輸入與輸出流read(byte[])和write(byte[])方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收或輸出。

1.2.6無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊

系統(tǒng)中采用GPRS通信通過(guò)Android智能手機(jī)平臺(tái)將采集的胎心率數(shù)據(jù)、宮縮壓力數(shù)據(jù)等傳輸?shù)椒?wù)器管理平臺(tái)。在建立GPRS數(shù)據(jù)鏈路時(shí)，引用TCP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議套件對(duì)GPRS數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，編程中使用Socket接口作為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API接口，當(dāng)GPRS連接后智能手機(jī)平臺(tái)通過(guò)獲取的IP地址連接到互聯(lián)網(wǎng)里，并通過(guò)CRC校驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)在傳輸中是否出現(xiàn)錯(cuò)碼。

1.2.7自動(dòng)診斷模塊

自動(dòng)診斷模塊主要通過(guò)程序中編寫的自動(dòng)判別函數(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)的胎心率數(shù)據(jù)、宮縮壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。自動(dòng)判別函數(shù)編寫依據(jù)無(wú)激惹試驗(yàn)(NST)評(píng)分表(表1)。當(dāng)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成胎心監(jiān)護(hù)后得出診斷評(píng)分。

表1 NST評(píng)分表[8]

項(xiàng) 目NST評(píng)分0分1分2分胎心率基線/次·min-1<100100～119,>160120～160擺動(dòng)振幅/次·min-1<55～9,>3010～30加速時(shí)間/s<1010～14≥15加速振幅/次·min-1<1010～14≥15胎動(dòng)次數(shù)01～2>3

1.3 服務(wù)器管理軟件設(shè)計(jì)

1.3.1數(shù)據(jù)傳輸流程

服務(wù)器管理平臺(tái)是整個(gè)系統(tǒng)的通信樞紐，負(fù)責(zé)接收一級(jí)監(jiān)護(hù)平臺(tái)智能手機(jī)發(fā)送的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)以及下達(dá)反饋信息。服務(wù)器管理平臺(tái)接收到終端監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)終端的通信協(xié)議判斷接收的數(shù)據(jù)是否有效：如果無(wú)效則視為不合法數(shù)據(jù)，拋棄該數(shù)據(jù)；如果數(shù)據(jù)判斷合法將根據(jù)協(xié)議進(jìn)行解析，得出胎心率、宮縮壓力等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。有權(quán)限人員登錄服務(wù)器管理平臺(tái)后，評(píng)分后的數(shù)據(jù)封裝為一級(jí)監(jiān)護(hù)平臺(tái)可識(shí)別的傳輸指令。

1.3.2主要軟件模塊

1.3.2.1用戶登錄模塊 進(jìn)入軟件主窗口之前需通過(guò)驗(yàn)證方可登陸窗口。用戶登錄模塊設(shè)置為只有有權(quán)限的醫(yī)生才能登陸，正確輸入用戶名和用戶密碼后進(jìn)入軟件主窗口界面，如驗(yàn)證沒(méi)有通過(guò)則提示登錄失敗，服務(wù)器管理平臺(tái)軟件通過(guò)圖形化用戶接口(GUI)繼承javax.swing包下的JFrame類實(shí)現(xiàn)。

1.3.2.2信息注冊(cè)模塊 信息注冊(cè)模塊用于對(duì)首次接受監(jiān)護(hù)的孕婦進(jìn)行基本信息的注冊(cè)，注冊(cè)信息包括住院號(hào)、身份證號(hào)、姓名、妊娠時(shí)間、出生時(shí)間、預(yù)產(chǎn)期、住院時(shí)間、疾病史，點(diǎn)擊“添加”按鈕，將觸發(fā)actionPerformed(ActionEvent e)事件，軟件將在后臺(tái)使用sql語(yǔ)句將各種信息插入到Access數(shù)據(jù)庫(kù)中。

1.3.2.3基本信息查詢模塊 醫(yī)生登錄系統(tǒng)后對(duì)已注冊(cè)孕婦的基本信息進(jìn)行查詢，通過(guò)輸入住院號(hào)查詢相應(yīng)孕婦的基本信息，并可對(duì)孕婦的信息進(jìn)行刪除。輸入“住院號(hào)”點(diǎn)擊“查詢”按鈕，將觸發(fā)actionPerformed(ActionEvent e)事件，調(diào)用sql語(yǔ)句，從Access數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢數(shù)據(jù)，并把返回結(jié)果顯示在列表中;點(diǎn)擊“刪除”按鈕則是從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除用戶。

1.3.2.4歷史監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)查詢模塊 輸入需要查詢?cè)袐D的住院號(hào)，程序?qū)⒃谀J(rèn)存儲(chǔ)路徑中調(diào)用已存儲(chǔ)的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)，并彈出歷史監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)界面，歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)界面通過(guò)繼承Panel類并調(diào)用它的paint()函數(shù)進(jìn)行繪圖。

1.3.2.5信息反饋模塊 用戶登錄后查詢接收的胎心監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)，對(duì)監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷并填寫診斷信息，診斷信息及診斷時(shí)間將通過(guò)規(guī)定的數(shù)據(jù)流傳輸協(xié)議發(fā)送到孕婦一級(jí)監(jiān)護(hù)平臺(tái)智能手機(jī)。

1.3.2.6實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)模塊 當(dāng)遠(yuǎn)端孕婦發(fā)送實(shí)施監(jiān)護(hù)請(qǐng)求時(shí)，監(jiān)護(hù)醫(yī)生登錄后在實(shí)施監(jiān)護(hù)界面進(jìn)行實(shí)施監(jiān)護(hù)，通過(guò)輸入相應(yīng)孕婦的住院號(hào)可同時(shí)實(shí)施監(jiān)護(hù)多個(gè)遠(yuǎn)端孕婦，在此界面后臺(tái)啟動(dòng)了一個(gè)線程，實(shí)現(xiàn)Runnable接口的run()函數(shù)，循環(huán)監(jiān)聽啟動(dòng)端口的鏈接情況，通過(guò)serverSocket.accept()接收連接服務(wù)器的終端信息。

2 臨床應(yīng)用初探

2.1 材料與方法

2.1.1受試對(duì)象

選擇妊娠36～40周孕婦作為實(shí)驗(yàn)的受試對(duì)象，年齡18～45歲，單胎妊娠，自愿參加本實(shí)驗(yàn)，并簽訂知情同意書。排除患有高血壓、嚴(yán)重心臟病、甲狀腺功能亢進(jìn)的孕婦，孕期<36周或>40周孕婦，胎兒畸形、胎兒生長(zhǎng)受限的孕婦。

2.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本課題組研制的基于IOT的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中感知層的便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀、應(yīng)用層服務(wù)器管理平臺(tái)；對(duì)照產(chǎn)品為F20胎心監(jiān)護(hù)儀(飛利浦科技有限公司，荷蘭)。

2.1.3樣本量

回顧查閱以往住院和門診接受胎心監(jiān)護(hù)孕婦數(shù)量為每月350～400人，以10%的月孕婦數(shù)量進(jìn)行隨機(jī)抽樣，進(jìn)行2個(gè)月胎心數(shù)據(jù)采集，樣本量70～80人，經(jīng)上述排除納入標(biāo)準(zhǔn)篩選后，符合本實(shí)驗(yàn)要求孕婦數(shù)量為75人。

2.1.4實(shí)驗(yàn)分組

使用飛利浦科技有限公司生產(chǎn)的F20胎心監(jiān)護(hù)儀者作為對(duì)照組，使用本課題組自制的便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀者作為實(shí)驗(yàn)組。

2.1.5胎心采集方法

實(shí)驗(yàn)時(shí)受試孕婦平躺在監(jiān)護(hù)病床上，將對(duì)照組產(chǎn)品飛利浦科技有限公司生產(chǎn)的F20胎心監(jiān)護(hù)儀胎心探頭涂覆耦合劑后放置于孕婦腹部，找到胎心音最強(qiáng)位置，并記錄主機(jī)顯示屏上胎心率數(shù)值，取下對(duì)照產(chǎn)品胎心探頭，然后立即將本課題組自制便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀胎心探頭放置在孕婦腹部相同的位置，并記錄智能手機(jī)監(jiān)護(hù)軟件上顯示的胎心率數(shù)值，同時(shí)記錄遠(yuǎn)端服務(wù)端胎心率數(shù)值。

2.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2.3 結(jié)果

2.3.1便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀有效性

臨床實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了75例胎心率數(shù)據(jù)采集，實(shí)驗(yàn)組胎心率數(shù)值較對(duì)照組波動(dòng)大的有5例，波動(dòng)差值大于10次·min-1，經(jīng)分析系實(shí)驗(yàn)組在進(jìn)行胎心率數(shù)據(jù)采集時(shí)有胎動(dòng)產(chǎn)生，導(dǎo)致胎心率數(shù)據(jù)在短時(shí)間內(nèi)變化很大。因此對(duì)符合試驗(yàn)要求的剩余70例胎心率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)組胎心率測(cè)量值為(134.04±6.46)次·min-1，對(duì)照組為(133.83±6.51)次·min-1，兩組胎心率測(cè)量值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.3.2服務(wù)器管理平臺(tái)準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性

實(shí)驗(yàn)組便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀75例胎心率檢測(cè)結(jié)果與服務(wù)器管理平臺(tái)胎心率顯示數(shù)值相同，準(zhǔn)確率為100%。在進(jìn)行每一例胎心率檢測(cè)期間，服務(wù)器管理平臺(tái)處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，平臺(tái)無(wú)故障發(fā)生，數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確。

3 討 論

臨床實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組設(shè)備為飛利浦科技有限公司生產(chǎn)的F20胎心監(jiān)護(hù)儀，其符合國(guó)家關(guān)于《超聲多普勒胎兒監(jiān)護(hù)儀》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[7]的要求，目前已廣泛應(yīng)用于臨床，通過(guò)胎心率檢測(cè)可對(duì)胎兒窒息等胎兒異常情況進(jìn)行診斷[9-10]。以F20胎心監(jiān)護(hù)儀作為符合臨床診斷要求的標(biāo)準(zhǔn)胎兒監(jiān)護(hù)儀進(jìn)行胎心采集對(duì)照研究，和實(shí)驗(yàn)組對(duì)比兩組測(cè)量值之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，因此認(rèn)為實(shí)驗(yàn)組便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀胎心率檢測(cè)有效性達(dá)到對(duì)照組產(chǎn)品胎心率檢測(cè)的同等水平。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)組胎心率檢測(cè)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，剔除由于胎動(dòng)使實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組胎心率數(shù)值誤差大于10次·min-1的5例，剩余70例中誤差值±2次·min-1以內(nèi)的有65例，誤差值為±3次·min-1有3例，誤差值為+5次·min-1有1例，誤差值-7次·min-1有1例，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的胎心率檢測(cè)誤差不超過(guò)±2次·min-1，實(shí)驗(yàn)組胎心率檢測(cè)的符合率達(dá)到92.9%以上，因此實(shí)驗(yàn)組便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀胎心率檢測(cè)的有效性已基本達(dá)到臨床標(biāo)準(zhǔn)胎心監(jiān)護(hù)儀同等要求。

本次臨床試驗(yàn)中沒(méi)有對(duì)便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀宮縮壓力測(cè)量的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，由于宮縮壓力是一個(gè)相對(duì)值，并且宮縮壓力值的變化隨孕婦呼吸或身體動(dòng)作的變化而變化，無(wú)法在試驗(yàn)條件相等的情況下對(duì)宮縮壓力值進(jìn)行定量測(cè)量評(píng)價(jià)，今后將開展進(jìn)一步研究，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量宮縮壓力值，通過(guò)宮縮壓力值變化的趨勢(shì)判斷宮縮產(chǎn)生的次數(shù)進(jìn)行有效性評(píng)價(jià)。由于儀器設(shè)計(jì)需求，作者僅報(bào)道了胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用于正常孕婦人群后的檢測(cè)數(shù)據(jù)，在今后的工作中擬增加對(duì)異常胎心人群檢測(cè)的部分，進(jìn)一步判定該系統(tǒng)的有效性。同時(shí)本次臨床研究數(shù)據(jù)采集及接收方式是分別在不同時(shí)間點(diǎn)使用便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀對(duì)受試孕婦進(jìn)行胎心監(jiān)護(hù)，服務(wù)器管理平臺(tái)分別在各時(shí)間點(diǎn)接收便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀發(fā)送的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)。在實(shí)際產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中可能在同一時(shí)刻有多個(gè)便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀同時(shí)進(jìn)行胎心監(jiān)護(hù)，服務(wù)器管理平臺(tái)在同一時(shí)刻會(huì)接收多組便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀發(fā)送的監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)，因此對(duì)整套系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性提出了更高的要求。在本次臨床實(shí)驗(yàn)中尚未進(jìn)行多套便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀同時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)，將在今后的研究中進(jìn)一步驗(yàn)證多數(shù)量便攜式胎心監(jiān)護(hù)儀同時(shí)監(jiān)護(hù)時(shí)整套系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。

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Establishment and application of fetal heart rate monitoring system based on the internet of things

PENG Dan-hong1，2，SUN Yi-xin1，WU Wei1

(1.SchoolofPublicHealth，SoutheastUniversity，Nanjing210009，China；2.ZhongdaHospital，SoutheastUniversity，Nanjing210009，China)

Objective: To establish the fetal heart rate monitoring system based on the internet of things so that pregnant women could perform fetal heart rate monitoring anywhere and anytime. Methods: The research used the embedded microcontroller system to process fetal heart rate and uterine pressure signal of perception layer. The server management software was developed by Eclipse demonstrated the monitoring data and gave feedbacks of the diagnosis. The research also adopted a two-way data transmission and reception with bluetooth between smart phones. The research tested the accuracy of the portable fetal heart monitor among full-term pregnant women as the clinical trials subjects. Results: The results showed that fetal heart rate accuracy was more than 98%， the fetal heart rate detection error was less than ±2 bpm， non-linearity error of pressure survey was between -9.1% and +7.7%. Two measurements had no significant differences(P>0.05). Conclusion: It could be concluded that the operation stability and detection accuracy of fetal heart monitoring system based on the internet of things had met the design requirements. The fetal heart rate monitor can accurately reflect the fetal situation by displaying correct fetal heart rates and uterine pressure. Real-time transmission of information allows experts to deal with any emergency situations in time．

internet of things； fetal heart rate monitoring； clinical application

2015-06-16

2015-06-24

江蘇省衛(wèi)生廳預(yù)防醫(yī)學(xué)研究項(xiàng)目(Y2013067)

彭丹紅(1966-)，女，江蘇無(wú)錫人，副主任醫(yī)師，在讀博士研究生。E-mail:1404723471@qq.com

吳巍 E-mail:101005800@seu.edu.cn

彭丹紅，孫義新，吳巍.基于物聯(lián)網(wǎng)的胎心監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)建及臨床應(yīng)用初探[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2015，34(5)：736-740．

R715

A

1671-6264(2015)05-0736-05

10.3969/j.issn.1671-6264.2015.05.011